دیتاشیت LED SMD 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T - آبی - ابعاد 1.6x0.8x0.6mm - ولتاژ 3.2V - توان 40mW - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

ال ای دی 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T یک LED آبی نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن که نیازمند چیدمان قطعات با چگالی بالا هستند طراحی شده است. این قطعه از فناوری نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تولید نور آبی با طول موج غالب معمولی 468 نانومتر استفاده می‌کند. ابعاد مینیاتوری و طراحی کم‌حجم آن، آن را به انتخابی ایده‌آل برای کاربردهای با محدودیت فضا تبدیل می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

مزایای اصلی این LED ناشی از بسته‌بندی SMD (دستگاه نصب سطحی) آن است. این قطعه بر روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌ای به قطر 7 اینچ عرضه می‌شود که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک پیک و پلیس سرعت‌بالا است. این امر به طور قابل توجهی زمان و هزینه تولید را در مقایسه با قطعات نصب‌سوراخی کاهش می‌دهد. دستگاه برای فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار واجد شرایط است که با تکنیک‌های اصلی مونتاژ PCB همسو است.

ویژگی‌های کلیدی محصول شامل انطباق با استانداردهای اصلی محیط زیستی و ایمنی است: فاقد سرب (Pb-free)، دارای محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، مطابق با مقررات REACH اتحادیه اروپا و برآورده‌کننده الزامات بدون هالوژن (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). محصول همچنین به گونه‌ای طراحی شده است که در محدوده مشخصات مطابق با RoHS (محدودیت مواد خطرناک) باقی بماند.

اندازه کوچک (تقریباً 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm) امکان صرفه‌جویی قابل توجه در فضای برد، چگالی بسته‌بندی بالاتر و کاهش ابعاد محصول نهایی را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن به طور بیشتر از استفاده آن در کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل پشتیبانی می‌کند.

1.2 کاربردهای هدف

این LED آبی برای انواع عملکردهای نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است. حوزه‌های کاربرد رایج شامل نور پس‌زمینه برای داشبورد و کلیدهای خودرو، نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس، نور پس‌زمینه تخت برای پنل‌های LCD، روشنایی کلید و استفاده عمومی به عنوان نشانگر در جایی که نیاز به سیگنال آبی واضح و روشن است، می‌باشد.

2. مشخصات فنی و تفسیر عینی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

• ولتاژ معکوس (V_R):5V. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):10 mA. حداکثر جریان DC برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 mA (در چرخه وظیفه 1/10، فرکانس 1 کیلوهرتز). این امکان پالس‌های کوتاه جریان بالاتر را فراهم می‌کند که برای مالتی‌پلکسینگ یا سیگنالینگ پالسی مفید است، اما توان متوسط باید مدیریت شود.
• توان تلف شده (P_d):40 mW. حداکثر توان اتلاف مجاز (V_F* I_F) در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد. در دماهای بالاتر کاهش رتبه (دری‌رِیتینگ) ضروری است.
• تحمل ESD (HBM):2000V. درجه‌ای از محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک در حین جابجایی فراهم می‌کند، اما همچنان رعایت پروتکل‌های مناسب ESD توصیه می‌شود.
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای عملکرد.
• دمای انبارداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:پروفایل ریفلو با پیک 260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 10 ثانیه؛ لحیم‌کاری دستی در 350 درجه سانتی‌گراد حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی (Ta=25°C, I_F=5mA)

این پارامترها عملکرد معمول LED را تحت شرایط آزمایش استاندارد تعریف می‌کنند.

• شدت نورانی (I_v):14.5 تا 36.0 mcd (میلی‌کاندلا). خروجی واقعی باینینگ شده است (به بخش 3 مراجعه کنید).
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه (معمولی). این زاویه دید وسیع مشخصه طراحی لنز LED است که الگوی تابش گسترده‌ای فراهم می‌کند.
• طول موج پیک (λ_p):468 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):465 تا 475 نانومتر. این پارامتر رنگ درک‌شده نور را تعریف می‌کند و آن نیز باینینگ شده است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):25 نانومتر (معمولی). عرض طیف تابشی در نصف حداکثر شدت (FWHM).
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.70 تا 3.20 ولت. افت ولتاژ دو سر LED در جریان آزمایش. این پارامتر باینینگ شده و در هر باین دارای تلرانس ±0.05V است.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس عملکرد در باین‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند. مدل 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T از یک سیستم باینینگ سه‌بعدی برای شدت نورانی، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم استفاده می‌کند.

3.1 باینینگ شدت نورانی

باین‌ها با کدهای L2، M1، M2 و N1 تعریف می‌شوند که حداقل شدت‌های آن‌ها از 14.5 mcd تا 28.5 mcd متغیر است. کد باین در شماره قطعه (مثلاً 'N1' در ZL2N1QY) حداقل و حداکثر خروجی نورانی تضمین‌شده را مشخص می‌کند. تلرانس ±11% برای شدت نورانی اعمال می‌شود.

3.2 باینینگ طول موج غالب (رنگ)

طول موج در دو کد باینینگ می‌شود: 'X' (470-465 نانومتر) و 'Y' (475-470 نانومتر). شماره قطعه این باین را نشان می‌دهد (مثلاً ZL2N1QY). تلرانس ±1nm برای طول موج غالب مشخص شده است.

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در پنج باین کدگذاری شده از 29 تا 33 دسته‌بندی می‌شود که مربوط به محدوده ولتاژ از 2.80-2.70 ولت تا 3.20-3.10 ولت است. شماره قطعه این باین را نشان می‌دهد (مثلاً ZL2N1QY). تلرانس درون یک باین ±0.05V است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در متن ارائه‌شده به تفصیل نیامده‌اند، مشخصات الکترواپتیکی معمول برای چنین LEDای شامل موارد زیر خواهد بود:

• منحنی I-V (جریان-ولتاژ):رابطه نمایی بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد. ولتاژ زانو برای LEDهای آبی InGaN معمولاً حدود 2.2-3.7 ولت است.
• شدت نورانی در مقابل جریان مستقیم:شدت نور به طور کلی در محدوده عملیاتی عادی (تا I_F) به صورت خطی با جریان افزایش می‌یابد، اما بازده در جریان‌های بسیار بالا به دلیل گرمایش ممکن است کاهش یابد.
• شدت نورانی در مقابل دمای محیط:خروجی نور معمولاً با افزایش دمای پیوندگاه کاهش می‌یابد. درک این کاهش رتبه (دری‌رِیتینگ) برای طراحی‌هایی که در دمای محیط بالا کار می‌کنند بسیار مهم است.
• توزیع طیفی:نموداری که توان نسبی تابش‌شده در طول‌موج‌ها را نشان می‌دهد، حول 468 نانومتر با پهنای نیم‌ارتفاع (FWHM) حدود 25 نانومتر متمرکز است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج

LED دارای اندازه بدنه اسمی 1.6 میلی‌متر طول، 0.8 میلی‌متر عرض و 0.6 میلی‌متر ارتفاع است. نقشه پکیج ابعاد دقیق و تلرانس‌ها (±0.1mm مگر خلاف آن ذکر شده) را برای بدنه LED، پدهای لحیم و محل علامت کاتد مشخص می‌کند. کاتد توسط یک علامت خاص روی پکیج شناسایی می‌شود که برای جهت‌دهی صحیح PCB حیاتی است.

5.2 الگوی PCB توصیه‌شده

باید از یک طراحی الگوی لند استفاده شود که ابعاد پکیج را در خود جای دهد و امکان تشکیل فیله لحیم مناسب را فراهم کند. نقشه ابعادی دیتاشیت مبنایی برای ایجاد این الگو در نرم‌افزار CAD برد مدار چاپی فراهم می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

برای مونتاژ بدون سرب، یک پروفایل ریفلو توصیه‌شده ارائه شده است: پیش‌گرمایش بین 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 120-60 ثانیه، زمان بالای نقطه مایع (217 درجه سانتی‌گراد) به مدت 150-60 ثانیه، با حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 10 ثانیه. حداکثر نرخ افزایش دما 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه و حداکثر نرخ کاهش دما 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه است. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سانتی‌گراد باشد و زمان تماس برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌توان (<25W) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری هر پایه باید فاصله خنک‌سازی حداقل 2 ثانیه رعایت شود تا از تنش حرارتی جلوگیری شود.

6.3 انبارداری و حساسیت به رطوبت

محصول در کیسه‌ای مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده است. کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. پس از باز کردن، LEDها باید در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 60% نگهداری شوند. "عمر مفید" تحت این شرایط 1 سال است. اگر زمان نگهداری بیش از حد مجاز باشد یا جاذب رطوبت نشان‌دهنده جذب رطوبت باشد، قبل از لحیم‌کاری نیاز به عملیات پخت در دمای 5 ± 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته‌دار با ابعاد مشخص‌شده در دیتاشیت عرضه می‌شوند. هر قرقره حاوی 2000 عدد است. ابعاد قرقره نیز برای تجهیزات جابجایی اتوماتیک ارائه شده است.

7.2 اطلاعات برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY) و کدهای باین خاص برای رتبه شدت نورانی (CAT)، رتبه رنگ/طول موج غالب (HUE) و رتبه ولتاژ مستقیم (REF) به همراه شماره لات.

8. ملاحظات طراحی کاربرد

8.1 محدود کردن جریان

بسیار مهم:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا درایور جریان ثابتبایدبه صورت سری با LED استفاده شود. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با گرم شدن پیوندگاه کاهش می‌یابد. بدون محدود کردن جریان، این امر می‌تواند منجر به فرار حرارتی و خرابی سریع (سوختن) شود. مقدار مقاومت با استفاده از رابطه R = (V_supply- V_F) / I_F.

محاسبه می‌شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده کم است (حداکثر 40mW)، اما چیدمان مناسب PCB می‌تواند به مدیریت دمای پیوندگاه کمک کند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس به پدهای حرارتی LED (در صورت وجود) یا ردپای آند/کاتد متصل است تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان.

8.3 ESD و جابجایی

علیرغم محافظت داخلی ESD، باید در حین جابجایی و مونتاژ احتیاط‌های استاندارد ESD (مچ‌بند، میزکار زمین‌شده، فوم رسانا) رعایت شود تا از آسیب پنهان جلوگیری شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

پکیج 15-11 تعادلی بین مینیاتوری‌سازی و سهولت جابجایی/تولید ارائه می‌دهد. در مقایسه با LEDهای SMD بزرگتر (مانند 3528، 5050)، فضای برد قابل توجهی را ذخیره می‌کند. در مقایسه با پکیج‌های حتی کوچکتر در مقیاس تراشه (CSP)، به طور کلی مونتاژ، بازرسی و تعمیر آن با استفاده از فرآیندهای استاندارد SMT آسان‌تر است. زاویه دید وسیع 130 درجه‌ای آن، آن را از LEDهایی با زوایای باریک‌تر که برای روشنایی متمرکز طراحی شده‌اند متمایز می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال: آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت سری اگر منبع تغذیه من 3.0 ولت است راه‌اندازی کنم؟_Fپاسخ: خیر. حتی اگر ولتاژ منبع تغذیه نزدیک به V_Fمعمولی باشد، تغییرات V

(بین باین‌های مختلف و با دما) و تلرانس ولتاژ منبع تغذیه، اتصال مستقیم را پرخطر می‌کند. همیشه به یک مکانیزم محدودکننده جریان نیاز است.

سوال: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_pپاسخ: طول موج پیک (λ_d) طول موج فیزیکی حداکثر تابش طیفی است. طول موج غالب (λ

) طول موج نور تک‌رنگی است که با رنگ درک‌شده LED مطابقت دارد. برای LEDهای آبی، این دو اغلب بسیار نزدیک به هم هستند.

سوال: چگونه شماره قطعه '15-11/BHC-ZL2N1QY/2T' را تفسیر کنم؟

پاسخ: '15-11' کد پکیج است. 'BHC' احتمالاً نشان‌دهنده رنگ (آبی) و سایر ویژگی‌ها است. 'ZL2N1QY' حاوی کدهای باین است: شدت نورانی (N1)، طول موج غالب (Q) و ولتاژ مستقیم (Y). '2T' ممکن است به بسته‌بندی نوار اشاره داشته باشد.

11. مثال موردی استفاده در طراحیسناریو: نور پس‌زمینه پنل کلید ممبران._Fچندین LED آبی 15-11 پشت آیکون‌های نیمه‌شفاف روی یک پنل قرار می‌گیرند. یک طراحی ساده از منبع تغذیه 5 ولت استفاده می‌کند. برای جریان I_Fمعادل 5mA و ولتاژ مستقیم معمولی V_Fمعادل 3.0 ولت، مقدار مقاومت سری برابر است با R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω. یک مقاومت استاندارد 390Ω یا 430Ω مناسب خواهد بود. LEDها می‌توانند به صورت موازی، هر کدام با مقاومت مخصوص به خود، برای اطمینان از یکنواختی روشنایی علیرغم تغییرات V

متصل شوند. زاویه دید وسیع، روشنایی یکنواخت ناحیه آیکون را تضمین می‌کند.

12. اصل عملکرد

این LED بر اساس یک پیوندگاه p-n نیمه‌هادی ساخته شده از مواد InGaN است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از پتانسیل داخلی پیوندگاه اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. در InGaN، این بازترکیب انرژی را عمدتاً به شکل فوتون (نور) در ناحیه آبی طیف مرئی آزاد می‌کند. طول موج خاص توسط انرژی گاف نواری ترکیب آلیاژ InGaN تعیین می‌شود.

13. روندهای فناوری