دیتاشیت LED SMD آبی 42-21A - بسته‌بندی 2.0x1.25x1.1mm - ولتاژ 2.7-3.7V - توان 95mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول ال‌ایدی 42-21A یک LED آبی نصب‌سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند قابلیت اطمینان بالا و مونتاژ کارآمد طراحی شده است. این قطعه با بهره‌گیری از فناوری چیپ InGaN، نور آبی با طول موج غالب معمولی 468 نانومتر منتشر می‌کند. مزیت اصلی آن در ابعاد مینیاتوری آن نهفته است که امکان کاهش چشمگیر اندازه PCB و تراکم بالاتر در مقایسه با LEDهای سنتی با پایه‌های سیمی را فراهم می‌کند. این امر مستقیماً به کوچک‌سازی تجهیزات نهایی کمک می‌کند. قطعه بر روی نوار 8 میلی‌متری نصب شده بر روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که آن را کاملاً با خطوط مونتاژ خودکار Pick-and-Place سازگار می‌سازد و در نتیجه فرآیندهای تولید انبوه را ساده‌سازی می‌کند.

2. ویژگی‌های کلیدی و انطباق‌ها این LED دارای چندین ویژگی حیاتی برای طراحی و تولید معاصر است:

بسته‌بندی شده بر روی نوار 8 میلی‌متری برای قرقره‌های 7 اینچی، بهینه‌سازی شده برای مونتاژ خودکار.

سازگار با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار.

• ساخته شده به عنوان نوع تک‌رنگ (آبی).
• تولید شده به عنوان یک قطعه بدون سرب (Pb-free).
• محصول با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
• انطباق با مقررات REACH اتحادیه اروپا حفظ شده است.
• طبقه‌بندی شده به عنوان عاری از هالوژن، با محتوای برم (Br) زیر 900 ppm، محتوای کلر (Cl) زیر 900 ppm و مجموع Br+Cl زیر 1500 ppm.
• 3. کاربردهای هدف LED مدل 42-21A برای انواع عملکردهای نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است، از جمله:
• نور پس‌زمینه برای داشبورد و کلیدهای خودرو.

نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس.

واحدهای نور پس‌زمینه تخت برای نمایشگرهای LCD، کلیدها و نمادها.

• کاربردهای نشانگر عمومی.
• 4. حداکثر مقادیر مجاز مطلق مقادیر زیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. تمام مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.
• پارامتر
• نماد

مقدار مجاز

واحد

واحد

شرایط_Fشدت نور

6. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ) برای اطمینان از یکنواختی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که محدوده عملکرد خاص مورد نیاز کاربردشان را برآورده می‌کنند.6.1 دسته‌بندی شدت نور دسته‌ها با یک کد (V1, V2, W1, W2) تعریف می‌شوند که محدوده حداقل و حداکثر شدت نور اندازه‌گیری شده در I_F=20mA را مشخص می‌کند.

کد دسته

حداقل (mcd)

حداکثر (mcd)

V1_F560

W2

1120_d1420

حداکثر (nm)

آبی_FZ

470

475

6.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم ولتاژ مستقیم (V_F) در دسته‌های شماره‌دار 10 تا 14 دسته‌بندی می‌شود که هر کدام محدوده 0.2 ولتی را پوشش می‌دهند.

• گروه
• دسته
• حداقل (V)

حداکثر (V)

N

10

2.7

2.9

N

11

2.9

3.1

N

12

3.1

3.3

• N13
• 3.33.5
• N14
• 3.53.7

7. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

7.1 ابعاد بسته‌بندی LED مدل 42-21A دارای یک بسته‌بندی SMD فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) به شرح زیر است، با تلرانس عمومی ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد:

طول بسته: 2.0 میلی‌متر

عرض بسته: 1.25 میلی‌متر

ارتفاع بسته: 1.1 میلی‌متر

یک نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده است که نمای کلی بدنه، موقعیت پایه‌ها و الگوی لند پیشنهادی را نشان می‌دهد.

7.2 شناسایی قطبیت کاتد به وضوح علامت‌گذاری شده است. روی بسته‌بندی، کاتد معمولاً با یک ویژگی متمایز مانند یک شکاف، یک نقطه یا یک گوشه پخ‌خورده نشان داده می‌شود. علامت کاتد مربوطه همچنین در طراحی ماسک لحیم پیشنهادی برای جای پای PCB نشان داده شده است. جهت‌گیری صحیح قطبیت برای عملکرد صحیح مدار بسیار مهم است.

• 8. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ8.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب (Pb-free) درجه‌بندی شده است. حداکثر دمای پیک لحیم‌کاری توصیه شده 260 درجه سلسیوس است، با زمان بالای 260 درجه سلسیوس نباید از 10 ثانیه تجاوز کند. باید از یک پروفیل دمایی رفلو معمولی پیروی کرد تا از شوک حرارتی جلوگیری شود و اتصالات لحیم قابل اطمینان ایجاد شود. اجتناب از اعمال تنش مکانیکی به بدنه LED در مراحل گرمایش و سرمایش رفلو بسیار حیاتی است.
• 8.2 لحیم‌کاری دستی در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت را به کار برد. دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سلسیوس باشد و زمان تماس با هر ترمینال نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌توان (25 وات یا کمتر) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری دو ترمینال باید فاصله خنک‌سازی حداقل 2 ثانیه رعایت شود تا از تجمع حرارت بیش از حد جلوگیری شود.8.3 تعمیر و بازکاری بازکاری پس از لحیم‌کاری اولیه به شدت توصیه نمی‌شود. اگر کاملاً اجتناب‌ناپذیر است، باید از یک هویه دو سر تخصصی استفاده شود تا هر دو ترمینال به طور همزمان گرم شوند و امکان برداشتن بدون اعمال تنش پیچشی به بسته فراهم شود. احتمال آسیب به باندهای سیمی داخلی LED یا کاهش عملکرد نوری آن در حین بازکاری زیاد است و آزمایش قبلی روش بازکاری توصیه می‌شود.
• 9. احتیاط‌های نگهداری و جابجایی9.1 حساسیت به رطوبت LEDها در یک کیسه مهر و موم شده مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی می‌شوند تا از جذب رطوبت جو که می‌تواند باعث "ترکیدن" (ترک خوردن بسته) در حین رفلو شود، جلوگیری کنند. قوانین کلیدی نگهداری:
• قبل از باز کردن:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% نگهداری شود.
• پس از باز کردن:"عمر مفید" (زمان در معرض شرایط محیطی کارخانه) در صورت نگهداری در ≤30°C و ≤60% RH، 1 سال است.
• بازبسته‌بندی:قطعات استفاده نشده باید در یک کیسه ضد رطوبت با ماده خشک‌کن تازه دوباره مهر و موم شوند.
• پخت (بیکینگ):اگر نشانگر خشک‌کن اشباع را نشان دهد یا عمر مفید سپری شده باشد، قبل از رفلو برای خارج کردن رطوبت، نیاز به پخت در دمای 60±5°C به مدت 24 ساعت است.

9.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) با درجه‌بندی ESD معادل 150 ولت (HBM)، این قطعه نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. باید در تمام مراحل مونتاژ و جابجایی، روش‌های استاندارد کنترل ESD رعایت شود، از جمله استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ و ظروف رسانا.

10. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

10.1 مشخصات نوار و قرقره محصول در نوار حامل برجسته‌کاری شده با ابعاد متناسب با بسته‌بندی 42-21A عرضه می‌شود. نوار بر روی یک قرقره استاندارد به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 1000 عدد LED است. نقشه‌های دقیق برای ابعاد حفره نوار حامل، فاصله و ابعاد مرکز و فلنج قرقره ارائه شده است تا سازگاری با فیدرهای تجهیزات مونتاژ خودکار تضمین شود.10.2 اطلاعات برچسب قرقره و کیسه بیرونی شامل برچسب‌هایی با اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح هستند:CPN:شماره قطعه مشتری (در صورت اختصاص)._FP/N:_Fشماره محصول سازنده (مثلاً 42-21A/BHC-ZV1W2N/1T)._FQTY:_Fتعداد بسته‌بندی (مثلاً 1000 عدد).

CAT:

رده شدت نور (مثلاً W2).

HUE:

رده رنگ/طول موج غالب (مثلاً Z)._REF:رده ولتاژ مستقیم (مثلاً N12).

LOT No:

شماره دسته تولید برای قابلیت ردیابی.

11. ملاحظات طراحی کاربردی

11.1 محدود‌کننده جریان این یک قانون طراحی حیاتی است.

یک LED یک قطعه جریان‌محور است. یک مقاومت محدودکننده جریان سری_pحتماًباید در مدار استفاده شود. ولتاژ مستقیم (V_F) دارای یک محدوده (2.7 تا 3.7 ولت) و یک ضریب دمایی منفی است. اتصال مستقیم LED به یک منبع ولتاژ، حتی اگر به طور اسمی در محدوده V_F باشد، می‌تواند به دلیل تغییرات جزئی منجر به وضعیت جریان فراری شود و در نتیجه باعث خرابی فوری (سوختن) شود. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ تغذیه، حداکثر V_F مورد انتظار از دسته و جریان مستقیم مورد نظر (I_F) محاسبه شود، که نباید از 25 میلی‌آمپر پیوسته تجاوز کند.
11.2 مدیریت حرارتی اگرچه توان تلف شده کم است (حداکثر 95 میلی‌وات)، طراحی حرارتی مناسب روی PCB هنوز برای قابلیت اطمینان بلندمدت مهم است، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا در جریان حداکثر. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای LED به دفع حرارت کمک می‌کند و خروجی نوری و عمر پایدار را حفظ می‌کند._d11.3 طراحی اپتیکال زاویه دید 20 درجه (2θ_1/2) نشان‌دهنده یک پرتو نسبتاً متمرکز است. این امر LED مدل 42-21A را برای کاربردهای نیازمند نوردهی جهت‌دار یا یک نقطه روشن و متمرکز مناسب می‌سازد. برای نوردهی منطقه وسیع‌تر، اپتیک ثانویه (مانند راهنماهای نور، پخش‌کننده‌ها) ضروری خواهد بود. طراحان باید محدوده‌های دسته‌بندی شدت نور و طول موج را در نظر بگیرند تا از یکنواختی روشنایی و ظاهر رنگ در بین چندین واحد در یک آرایه یا نمایشگر اطمینان حاصل کنند.12. مقایسه و تمایز فنی LED مدل 42-21A نماینده یک کلاس خاص از LEDهای SMD مینیاتوری از نوع رفلکتور است. تمایزهای کلیدی آن شامل ابعاد بسیار کوچک 2.0x1.25 میلی‌متری آن است که از بسیاری از LEDهای "چیپ" رایج کوچک‌تر است و امکان چیدمان با تراکم بالاتر را فراهم می‌کند. فنجان رفلکتور یکپارچه، یک زاویه دید کنترل شده 20 درجه‌ای را بدون نیاز به لنز خارجی فراهم می‌کند و طراحی اپتیکال را ساده می‌سازد. سیستم جامع دسته‌بندی برای شدت، طول موج و ولتاژ، توانایی مشخص کردن محدوده‌های عملکرد دقیق را برای طراحان فراهم می‌کند تا برای کاربردهای نیازمند یکنواختی بالا، مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه، استفاده کنند. انطباق آن با استانداردهای عاری از هالوژن و سایر استانداردهای محیطی، آن را برای محصولات هدف‌گیری شده در بازارهای جهانی با الزامات نظارتی سخت مناسب می‌سازد.

13. پرسش‌های متداول (FAQs)

No.13.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Fطول موج پیک (λ_P):_Fطول موج واحدی که در آن توان خروجی نوری LED در حداکثر خود است. این بالاترین نقطه روی منحنی توزیع طیفی است.

طول موج غالب (λ_D):

طول موج واحد نور تک‌رنگی که با رنگ درک شده خروجی LED توسط چشم انسان مطابقت دارد. از مختصات رنگی محاسبه می‌شود و اغلب برای کاربردهای مبتنی بر رنگ مرتبط‌تر است. برای این LED آبی، مقادیر معمولی بسیار نزدیک هستند (468 نانومتر پیک در مقابل 465-475 نانومتر غالب دسته‌بندی شده).13.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟همانطور که در ملاحظات طراحی تأکید شد، LEDها نیاز به تنظیم جریان دارند. یک منبع ولتاژ ثابت، حتی اگر روی V_F معمولی تنظیم شده باشد، تغییرات واحد به واحد (دسته‌بندی)، اثرات دما (V_F با افزایش دما کاهش می‌یابد) یا تلرانس‌های منبع تغذیه را در نظر نمی‌گیرد. این تقریباً قطعاً منجر به جریان بیش از حد و خرابی قطعه خواهد شد. همیشه از یک مقاومت سری یا یک مدار درایور LED با جریان ثابت اختصاصی استفاده کنید.

13.3 چند بار می‌توانم این قطعه را با روش رفلو لحیم کنم؟

دیتاشیت مشخص می‌کند که لحیم‌کاری رفلو نباید بیش ازدو بارانجام شود. هر چرخه رفلو قطعه را در معرض تنش حرارتی قرار می‌دهد که می‌تواند مواد داخلی را تخریب کند، باندهای سیمی را تضعیف کند یا مقاومت رطوبتی بسته را به خطر بیندازد. اگر یک برد نیاز به بازکاری دارد، ترجیحاً LED تعویض شود تا اینکه در معرض چرخه سوم رفلو قرار گیرد.

13.4 آیا این LED برای کاربردهای خودرویی یا پزشکی مناسب است؟

دیتاشیت شامل یک

1. بخش محدودیت‌های کاربرداست که بیان می‌کند کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا مانند سیستم‌های ایمنی/امنیتی خودرو، تجهیزات پزشکی، نظامی و هوافضا ممکن است نیاز به یک محصول متفاوت و با صلاحیت‌بندی دقیق‌تر داشته باشند. مدل استاندارد 42-21A برای کاربردهای تجاری و صنعتی در نظر گرفته شده است. برای مصارف حیاتی از نظر ایمنی، برای محصولاتی که به طور خاص طراحی و آزمایش شده‌اند تا با استانداردهای صنعتی مربوطه (مانند AEC-Q101 برای خودرو) مطابقت داشته باشند، با سازنده مشورت کنید._F14. مثال کاربردی عملی_Fسناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با 10 LED آبی یکنواخت._{طراحی مدار:}یک منبع تغذیه 5 ولت در دسترس است. با استفاده از حداکثر V_F از دسته N14 (3.7 ولت) و I_F هدف 20 میلی‌آمپر، مقاومت سری را محاسبه کنید: R = (V_supply - V_F) / I_F = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 68 اهم منجر به I_F ≈ 19.1 میلی‌آمپر می‌شود که ایمن و در محدوده مشخصات است. برای هر LED یک مقاومت مورد نیاز است._Fانتخاب قطعه:_Fبرای اطمینان از یکنواختی بصری، دسته‌های دقیق را مشخص کنید. به عنوان مثال، تمام LEDها را از دسته شدت نور W1 (1120-1420 mcd) و دسته طول موج غالب Z/X (465-470 nm) سفارش دهید. این امر تغییرات روشنایی و رنگ در سراسر پنل را به حداقل می‌رساند._Fچیدمان PCB:
2. LEDها را روی یک شبکه 0.1 اینچی قرار دهید. از الگوی لند پیشنهادی از دیتاشیت استفاده کنید. یک پد حرارتی کوچک متصل به صفحه زمین برای دفع حرارت قرار دهید. جهت کاتد را به وضوح روی چاپ ابریشمی علامت‌گذاری کنید.مونتاژ:
3. قرقره‌ها را تا زمان استفاده در کیسه‌های مهر و موم شده نگه دارید. از پروفیل رفلو با پیک 260 درجه سلسیوس پیروی کنید. پس از مونتاژ، از خم کردن PCB در نزدیکی LEDها خودداری کنید.15. اصل عملکرد LED مدل 42-21A بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی ساخته شده از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه روشن شدن دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعریف می‌کند - در این مورد، آبی. نور از چیپ منتشر می‌شود و توسط یک فنجان رفلکتور یکپارچه در داخل بسته هدایت می‌شود تا زاویه دید مشخص شده 20 درجه‌ای حاصل شود. رزین اپوکسی کپسول‌کننده از چیپ و باندهای سیمی محافظت می‌کند و همچنین به عنوان یک لنز اولیه عمل می‌کند.
4. 16. روندهای فناوری LEDهای SMD مانند مدل 42-21A بخشی از یک روند مستمر به سمت کوچک‌سازی، افزایش کارایی و بهبود قابلیت اطمینان در روشنایی حالت جامد هستند. پیشرفت‌ها در تکنیک‌های رشد اپی‌تکسیال برای مواد InGaN به طور پیوسته کارایی کوانتومی داخلی را بهبود بخشیده است و امکان خروجی نوری بالاتر از چیپ‌های کوچک‌تر را فراهم کرده است. فناوری بسته‌بندی تکامل یافته است تا مسیرهای حرارتی بهتر (مانند پدهای حرارتی در معرض) و کنترل اپتیکال دقیق‌تر را فراهم کند. علاوه بر این، محرک‌های صنعتی گسترده شامل فشار برای سطوح بالاتر انطباق محیطی (فراتر از RoHS به عاری از هالوژن، ردپای کربن پایین‌تر) و ادغام ویژگی‌های هوشمند است، اگرچه مورد اخیر بیشتر برای بسته‌بندی‌های LED با توان بالاتر یا آدرس‌پذیر مرتبط است. تقاضا برای عملکرد یکنواخت، که توسط سیستم‌های دسته‌بندی پیچیده مانند این قطعه امکان‌پذیر شده است، برای کاربردها در الکترونیک مصرفی، نمایشگرها و فضای داخلی خودرو که کیفیت بصری در آن بسیار مهم است، همچنان حیاتی باقی مانده است.Keep reels in sealed bags until ready for use. Follow the 260°C peak reflow profile. After assembly, avoid flexing the PCB near the LEDs.

. Operating Principle

The 42-21A LED is based on a semiconductor chip made from Indium Gallium Nitride (InGaN). When a forward voltage exceeding the diode's turn-on threshold is applied, electrons and holes are injected into the active region of the semiconductor. These charge carriers recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the InGaN alloy determines the bandgap energy, which in turn defines the wavelength (color) of the emitted light—in this case, blue. The light is emitted from the chip and is directed by an integrated reflector cup within the package to achieve the specified 20-degree viewing angle. The epoxy resin encapsulant protects the chip and wire bonds while also acting as a primary lens.

. Technology Trends

SMD LEDs like the 42-21A are part of a continuous trend toward miniaturization, increased efficiency, and enhanced reliability in solid-state lighting. Advances in epitaxial growth techniques for InGaN materials have steadily improved internal quantum efficiency, allowing for higher luminous output from smaller chips. Packaging technology has evolved to provide better thermal paths (e.g., exposed thermal pads) and more precise optical control. Furthermore, industry-wide drivers include the push for higher levels of environmental compliance (beyond RoHS to Halogen-Free, lower carbon footprint) and the integration of smart features, though the latter is more relevant for higher-power or addressable LED packages. The demand for consistent performance, enabled by sophisticated binning systems as seen with this component, remains critical for applications in consumer electronics, displays, and automotive interiors where visual quality is paramount.