Select Language

SMD LED 25-21/BHC-AR1S2E/2A Blue Datasheet - Package 2.5x2.1mm - Voltage 2.75-3.65V - Power 75mW - English Technical Document

دیتاشیت کامل فنی برای LED آبی SMD مدل 25-21. ویژگی‌ها شامل تراشه InGaN، طول موج اوج 468 نانومتر، زاویه دید 60 درجه، مطابق با RoHS و مشخصات دقیق برای طراحی و کاربرد می‌باشد.
smdled.org | PDF Size: 0.3 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده‌اید
PDF Document Cover - SMD LED 25-21/BHC-AR1S2E/2A Blue Datasheet - Package 2.5x2.1mm - Voltage 2.75-3.65V - Power 75mW - English Technical Document

فهرست مطالب

1. مرور کلی محصول

25-21/BHC-AR1S2E/2A یک دیود نورافشان (LED) از نوع نصب سطحی (SMD) است که از تراشه نیمهرسانای InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تولید نور آبی استفاده میکند. این قطعه متعلق به دستهای از LEDها است که برای مونتاژ برد با چگالی بالا طراحی شدهاند و مزایای قابل توجهی در فرآیندهای مینیاتوریسازی و تولید خودکار ارائه میدهند.

مزیت اصلی این LED، ابعاد فشرده آن است. با ابعاد تقریبی 2.5mm x 2.1mm، امکان طراحی برد مدار چاپی (PCB) کوچکتر، چگالی بستهبندی قطعات بالاتر و در نهایت کمک به توسعه تجهیزات نهایی کوچکتر را فراهم میکند. ساختار سبک وزن آن، آن را برای کاربردهایی که محدودیت فضا و وزن از اهمیت حیاتی برخوردار است، ایدئال میسازد.

This is a mono-color (blue) type LED. The device is constructed with lead-free (Pb-free) materials and complies with major environmental regulations including the EU RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive and REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals). It is also classified as halogen-free, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content kept below specified limits (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product is supplied in a format compatible with modern manufacturing, packaged on 8mm tape wound onto a 7-inch diameter reel, suitable for use with automatic pick-and-place equipment.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد. درک این محدودیت‌ها و مقادیر معمول برای طراحی مدار قابل اعتماد حیاتی است.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

Absolute Maximum Ratings محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط برای عملکرد عادی نیستند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, IF=20mA) اندازه‌گیری شده و عملکرد دستگاه را تعریف می‌کنند.

3. توضیح سیستم Binning

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد دسته‌بندی (Binning) می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص مربوط به روشنایی، رنگ و ولتاژ را برآورده می‌سازند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20mA در چهار دسته (R1, R2, S1, S2) طبقه‌بندی می‌شوند.

یک تلورانس ±۱۱٪ برای شدت نور درون هر کد سبد اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

LEDها در چهار دسته (A9, A10, A11, A12) دسته‌بندی می‌شوند تا سایه رنگ آبی کنترل شود.

برای طول موج غالب در هر کد سبد، تلرانس ±1 نانومتر اعمال می‌شود.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

LEDها در سه سطل ولتاژ (5، 6، 7) گروه‌بندی شده‌اند تا به طراحی مدار تنظیم جریان کمک کنند.

A tolerance of ±0.1V applies to the forward voltage within each bin code.

4. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمول ارجاع می‌دهد، متن ارائه شده شامل نمودارهای خاص نمی‌باشد. بر اساس رفتار استاندارد LED، این منحنی‌ها معمولاً روابط زیر را نشان می‌دهند که برای طراحی حیاتی هستند:

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی سطح‌نصب پلاستیکی قرار دارد. دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق است. ویژگی‌های مکانیکی کلیدی شامل موارد زیر می‌شود:

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

رعایت این دستورالعمل‌ها برای جلوگیری از آسیب در فرآیند مونتاژ حیاتی است.

6.1 نگهداری و جابجایی

6.2 فرآیند لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل دمای دقیق برای لحیم کاری ریفلو بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است:

6.3 لحیم‌کاری دستی و بازکاری

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش‌دهی

این محصول برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شود.

8. یادداشت‌های کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 کاربردهای متداول

با توجه به مشخصات فنی، این LED SMD آبی برای انواع کارکردهای نشانگر کم‌مصرف و نور پس‌زمینه مناسب است، از جمله:

8.2 ملاحظات حیاتی طراحی

8.3 محدودیت‌های کاربردی

دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که این محصول برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا که خرابی در آن‌ها می‌تواند منجر به پیامدهای جدی شود، طراحی یا تأیید نشده است. این شامل موارد زیر می‌شود:

برای چنین کاربردهایی، قطعاتی با مشخصات، صلاحیت‌ها و تضمین‌های قابلیت اطمینان متفاوت مورد نیاز است.

9. مقایسه و جایگاه‌یابی فنی

بسته‌بندی 25-21 بین چیپ‌های کوچکتر مانند 0402/0603 و LEDهای پرقدرت بزرگتر قرار دارد. تمایزهای کلیدی آن عبارتند از:

10. سوالات متداول (FAQ)

10.1 چگونه مقاومت محدودکننده جریان صحیح را انتخاب کنم؟

از فرمول استفاده کنید: R = (V_supply - VF) / I_desired. برای منبع تغذیه 5V و جریان مطلوب 20mA، و با فرض بدترین حالت (بالاترین) VF معادل 3.65V: R = (5V - 3.65V) / 0.020A = 67.5 Ohms. از مقدار استاندارد بالاتر بعدی استفاده کنید (مثلاً 68 Ohms یا 75 Ohms). این اطمینان میدهد که جریان برای تمام قطعات زیر 20mA باقی میماند. همیشه اتلاف توان در مقاومت را محاسبه کنید: P_resistor = I^2 * R.

10.2 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت و با استفاده از یک منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟

خیر. ولتاژ پیشروی یک LED دارای ضریب دمایی منفی است و از قطعه‌ای به قطعه دیگر متفاوت است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ، حتی اگر کمی بالاتر از ولتاژ پیشروی (VF) آن باشد، باعث افزایش کنترل‌نشده جریان شده و ممکن است از حداکثر مقدار مجاز مطلق فراتر رفته و LED را تقریباً بلافاصله از بین ببرد.

10.3 چرا پس از باز کردن بسته ضد رطوبت، محدودیت 7 روزه وجود دارد؟

بسته‌بندی‌های پلاستیکی SMD می‌توانند رطوبت هوا را جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا "پف کردن" (popcorning) شود که ترک خوردن بسته‌بندی یا آسیب دیدن دای (die) را در پی دارد. طول عمر 7 روزه در محیط کار و فرآیندهای پخت (baking) برای حذف این رطوبت جذب شده قبل از لحیم‌کاری طراحی شده‌اند.

10.4 کدهای سطل (مانند S2/A11/6) برای طراحی من چه معنایی دارند؟

آنها گروه عملکردی LEDهای خاص شما را مشخص می‌کنند. اگر طراحی شما نیاز به حداقل روشنایی دارد، باید یک دسته مانند S1 یا S2 را مشخص کنید. اگر ثبات رنگ در بین چندین LED حیاتی است، باید یک دسته طول موج محدود (مثلاً فقط A10) را مشخص کنید. مشخص کردن یک دسته ولتاژ (مثلاً 5) می‌تواند به یکنواخت‌تر شدن جریان (و در نتیجه روشنایی) در بین واحدها هنگام استفاده از درایور مقاومتی ساده کمک کند.

11. مثال عملی طراحی

سناریو: یک نشانگر ساده قدرت آبی برای دستگاهی که روی ریل 3.3 ولت کار می‌کند طراحی کنید. ما تقریباً 15 میلی‌آمپر جریان برای روشنایی کافی در حالی که محافظه‌کارانه عمل می‌کنیم، می‌خواهیم.

  1. بدترین حالت VF را تعیین کنید: از دیتاشیت، حداکثر VF (Bin 7) برابر با 3.65 ولت است.
  2. محاسبه مقدار حداقل مقاومت: R_min = (V_supply - VF_max) / I_desired = (3.3V - 3.65V) / 0.015A = -23.3 Ohms. این مقدار منفی است، به این معنی که با منبع تغذیه 3.3V و واحدی با VF=3.65V، جریانی عبور نخواهد کرد. این قابل قبول است؛ LED به سادگی برای آن واحد خاص با VF بالا در این ولتاژ تغذیه پایین روشن نخواهد شد.
  3. محاسبه برای VF معمولی/پایین: بیایید از یک VF معمولی 3.2 ولت استفاده کنیم. R = (3.3V - 3.2V) / 0.015A ≈ 6.7 اهم. با استفاده از یک مقاومت استاندارد 10 اهمی: I_actual = (3.3V - 3.2V) / 10 = 10mA (ایمن). برای یک واحد با VF پایین 2.8 ولت: I = (3.3V - 2.8V) / 10 = 50mA. این مقدار از ریتینگ پیوسته 20mA فراتر میرود!
  4. نتیجه‌گیری: منبع تغذیه 3.3 ولتی برای عملکرد مطمئن و ایمن یک LED تنها با یک مقاومت سری، بسیار نزدیک به محدوده ولتاژ مستقیم (VF) آن است. جریان بسته به VF هر LED خاص، به شدت متغیر خواهد بود (از 0mA تا بیش از 50mA). یک راه‌حل بهتر، استفاده از ولتاژ منبع بالاتر (مثلاً 5V) یا یک درایور جریان ثابت اختصاصی با افت ولتاژ کم (low-dropout) است که برای کار در ولتاژ پایین طراحی شده‌است.

12. اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمهرسانا عمل میکند. ناحیه فعال از نیمهرسانای مرکب InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) استفاده میکند. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم بیش از پتانسیل داخلی پیوند اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق میشوند. در آنجا، آنها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی شکاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطعشده مطابقت دارد - در این مورد، آبی (~468 نانومتر). پوشش رزین اپوکسی از تراشه نیمهرسانا محافظت میکند، به عنوان یک لنز برای شکلدهی خروجی نور عمل میکند و به گونهای فرموله شده است که شفاف مانند آب باشد تا انتقال نور را به حداکثر برساند.

13. روندهای فناوری

LEDهای SMD در بسته‌بندی‌هایی مانند 25-21 نمایانگر فناوری بالغ و به‌طور گسترده پذیرفته‌شده‌ای هستند. روندهای فعلی در این بخش بر چند حوزه کلیدی متمرکز است:

LED Specification Terminology

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد فوتوالکتریک

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری lm/W (لومن بر وات) خروجی نور به ازای هر وات برق، مقدار بالاتر به معنای بهره‌وری انرژی بیشتر است. به طور مستقیم رده بهره‌وری انرژی و هزینه برق را تعیین می‌کند.
شار نوری لومن (lm) کل نور ساطع‌شده از منبع که معمولاً "روشنایی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که نور به اندازه کافی روشن است.
زاویه دید ° (درجه)، به عنوان مثال، 120° زاویه‌ای که در آن شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر می‌گذارد.
CCT (دمای رنگ) K (کلوین)، مثلاً 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین‌تر زرد/گرم، مقادیر بالاتر سفید/سرد. جو نورپردازی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
CRI / Ra بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ توانایی نمایش دقیق رنگ‌های اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزه‌ها استفاده می‌شود.
SDCM مراحل بیضی مک‌آدام، به عنوان مثال، "5-step" متریک یکنواختی رنگ، گام‌های کوچکتر به معنای رنگ یکنواخت‌تر است. یکنواختی رنگ را در سرتاسر یک دسته LED یکسان تضمین می‌کند.
Dominant Wavelength نانومتر (نانومتر)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LED های رنگی. تعیین رنگ‌آمیزی LEDهای تک‌رنگ قرمز، زرد و سبز.
Spectral Distribution منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت در طول‌موج‌ها را نشان می‌دهد. بر بازآفرینی رنگ و کیفیت تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای الکتریکی

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
Forward Current If مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
Max Pulse Current Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، مورد استفاده برای کم‌نور کردن یا چشمک زدن. Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
ولتاژ معکوس Vr حداکثر ولتاژ معکوس که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا جهش‌های ولتاژ جلوگیری کند.
Thermal Resistance Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از چیپ به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به دفع حرارت قوی‌تری دارد.
ایمنی در برابر ESD V (HBM)، مثلاً 1000V قابلیت تحمل تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیب‌پذیری کمتر است. در فرآیند تولید نیاز به اقدامات ضداستاتیک است، به ویژه برای LEDهای حساس.

Thermal Management & Reliability

اصطلاح معیار کلیدی توضیح ساده تأثیر
دمای اتصال Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. هر کاهش 10 درجه سانتی‌گراد ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث کاهش نور و تغییر رنگ می‌شود.
Lumen Depreciation L70 / L80 (ساعت) زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. به طور مستقیم "طول عمر سرویس" LED را تعریف می‌کند.
حفظ شار نوری % (مثلاً 70%) درصد روشنایی حفظ‌شده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت.
Color Shift Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر ثبات رنگ در صحنه‌های نورپردازی تأثیر می‌گذارد.
Thermal Aging تخریب مواد تخریب ناشی از دمای بالا در طولانی‌مدت. ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

Packaging & Materials

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده Features & Applications
نوع بسته‌بندی EMC, PPA, Ceramic ماده محافظ تراشه در محفظه، ایجاد رابط نوری/حرارتی. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
Chip Structure جلو، تراشه معکوس آرایش الکترود تراشه. Flip chip: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG, Silicate, Nitride تراشه آبی را پوشش می‌دهد، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل کرده و برای تولید نور سفید ترکیب می‌کند. فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر می‌گذارند.
لنز/اپتیک تخت، میکرولنز، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

Quality Control & Binning

اصطلاح محتوای دسته‌بندی توضیح ساده هدف
دسته‌بندی شار نوری کد، به عنوان مثال، 2G، 2H گروه‌بندی شده بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. تضمین یکنواختی روشنایی در همان دسته.
Voltage Bin Code e.g., 6W, 6X گروه‌بندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تطبیق درایور را تسهیل می‌کند و بازدهی سیستم را بهبود می‌بخشد.
سطل رنگ بیضی 5-گام MacAdam گروه‌بندی شده بر اساس مختصات رنگ، تضمین کننده محدوده فشرده. تضمین کننده یکنواختی رنگ، جلوگیری از رنگ ناهموار درون چراغ.
CCT Bin 2700K, 3000K و غیره. بر اساس CCT گروه‌بندی شده‌اند و هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. نیازمندی‌های CCT صحنه‌های مختلف را برآورده می‌کند.

Testing & Certification

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون حفظ شار نوری روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده می‌شود.
TM-21 استاندارد برآورد عمر بر اساس داده‌های LM-80، عمر را در شرایط واقعی برآورد می‌کند. ارائه پیش‌بینی علمی عمر.
IESNA Illuminating Engineering Society شامل روش‌های آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی می‌شود. مبنای آزمون شناخته‌شده در صنعت.
RoHS / REACH گواهی‌نامه محیط‌زیستی اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). الزام دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهینامه بهره‌وری انرژی گواهینامه بهره‌وری انرژی و عملکرد برای روشنایی. در خریدهای دولتی و برنامه‌های یارانه‌ای استفاده می‌شود، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.