دیتاشیت SMD LED آبی 19-117 - ابعاد 1.6x0.8x0.6mm - ولتاژ 2.6-3.0V - توان 40mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 19-117 یک LED آبی نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند مینیاتوری‌سازی و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است. این قطعه از فناوری چیپ اینیدیوم گالیوم نیتراید (InGaN) برای تولید نور آبی با طول موج اوج معمولی 468 نانومتر استفاده می‌کند. مزایای اصلی آن شامل ردپای به‌طور قابل توجهی کوچک‌تر در مقایسه با LEDهای پایه‌دار، امکان چگالی بسته‌بندی بالاتر روی PCB، کاهش اندازه تجهیزات و وزن سبک‌تر برای دستگاه‌های قابل حمل و مینیاتوری است. محصول کاملاً بدون سرب است، شامل محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) بوده و با دستورالعمل‌های RoHS مطابقت دارد که آن را برای طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی مناسب می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

دستگاه برای کار در محدوده‌های سختگیرانه الکتریکی و حرارتی به منظور تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت مشخص شده است. مقادیر حداکثر مطلق مرزهایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. ولتاژ معکوس (VR) به 5 ولت محدود شده است که بر نیاز به طراحی مدار مناسب برای جلوگیری از بایاس معکوس تصادفی تأکید دارد. جریان مستقیم پیوسته (IF) در 10 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است، در حالی که جریان مستقیم پیک (IFP) 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 در 1 کیلوهرتز) مجاز است که برای مالتی‌پلکسینگ یا سیگنال‌دهی با روشنایی بالا و کوتاه مفید است. حداکثر اتلاف توان (Pd) 40 میلی‌وات است که یک پارامتر حیاتی برای مدیریت حرارتی، به ویژه در بردهای با چیدمان فشرده محسوب می‌شود. دستگاه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) 2000 ولت مطابق مدل بدن انسان (HBM) مقاومت کند که استحکام جابه‌جایی خوبی ارائه می‌دهد. محدوده دمای کارکرد (Topr) از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس و محدوده دمای انبارش (Tstg) از 40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس است که نشان‌دهنده مناسب بودن برای محیط‌های خشن است. پروفیل‌های دمای لحیم‌کاری نیز مشخص شده‌اند، با لحیم‌کاری رفلو که در دمای اوج 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه انجام می‌شود.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

معیارهای کلیدی عملکرد در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم 2 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. شدت نور (Iv) محدوده معمولی از 5.80 میلی‌کاندلا تا 11.5 میلی‌کاندلا دارد که در دسته‌های خاصی (J2, K1, K2) طبقه‌بندی شده است. زاویه دید (2θ1/2) گسترده و معادل 120 درجه است که یک الگوی نور پخش‌شده و وسیع را ارائه می‌دهد و برای نور پس‌زمینه و نشانگرهای وضعیت ایده‌آل است. مشخصات طیفی شامل طول موج اوج (λp) 468 نانومتر و محدوده طول موج غالب (λd) از 470 نانومتر تا 475 نانومتر است. پهنای باند طیفی (Δλ) تقریباً 25 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) در جریان 2 میلی‌آمپر از 2.60 ولت تا 3.00 ولت متغیر است و دسته‌های ولتاژ خاصی (28, 29, 30, 31) برای کنترل دقیق‌تر در تولید تعریف شده‌اند. تلرانس‌ها ذکر شده‌اند: ±11% برای شدت نور، ±1 نانومتر برای طول موج غالب و ±0.05 ولت برای ولتاژ مستقیم.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول از یک سیستم دسته‌بندی جامع برای تضمین عملکرد یکنواخت در تولید انبوه استفاده می‌کند. این سیستم LEDها را بر اساس سه پارامتر کلیدی طبقه‌بندی می‌کند:

• شدت نور (CAT):دسته‌های J2 (5.80-7.20 میلی‌کاندلا)، K1 (7.20-9.00 میلی‌کاندلا) و K2 (9.00-11.5 میلی‌کاندلا). این امر به طراحان اجازه می‌دهد سطح روشنایی مناسب برای کاربرد خود را انتخاب کنند.
• طول موج غالب (HUE):یک دسته واحد 'Y' که محدوده 470.0 نانومتر تا 475.0 نانومتر را پوشش می‌دهد و خروجی رنگ آبی یکنواختی را تضمین می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (REF):دسته‌های 28 (2.60-2.70V)، 29 (2.70-2.80V)، 30 (2.80-2.90V) و 31 (2.90-3.00V). این امر برای طراحی مدارهای درایو جریان پایدار و پیش‌بینی دقیق مصرف توان بسیار مهم است.

این اطلاعات دسته‌بندی روی برچسب محصول منعکس شده است که امکان ردیابی و انتخاب دقیق برای مونتاژ خودکار و کنترل کیفیت را فراهم می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، اما منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمول برای چنین LEDهایی شامل موارد زیر خواهد بود:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای تعیین نقطه کار و مقدار مقاومت سری حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، تا حد حداکثر مجاز، افزایش می‌یابد.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که یک ملاحظه کلیدی برای طراحی حرارتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج که اوج در حدود 468 نانومتر و پهنای باند 25 نانومتری را نشان می‌دهد.

این منحنی‌ها برای مهندسان ضروری هستند تا رفتار LED را تحت شرایط کارکرد مختلف مدل‌سازی کرده و طراحی مدار درایو را برای کارایی و طول عمر بهینه کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

ال ای دی 19-117 دارای یک بسته‌بندی نصب سطحی فشرده است. ابعاد بسته‌بندی معمولاً در یک نقشه با تلرانس ±0.1 میلی‌متر تعریف می‌شود مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. ویژگی‌های مکانیکی کلیدی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی و همچنین طراحی الگوی پد لحیم‌کاری است. قطبیت توسط یک علامت روی بدنه قطعه، مانند نشانگر کاتد (اغلب یک نقطه سبز، شکاف یا علامت مشابه) نشان داده می‌شود. بسته‌بندی به گونه‌ای طراحی شده است که با نوار حامل استاندارد 8 میلی‌متری روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ سازگار باشد و فرآیندهای مونتاژ پیک و پلیس خودکار را تسهیل کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 نگهداری و جابه‌جایی

LEDها به رطوبت حساس هستند. قبل از باز کردن، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شوند. پس از باز کردن، "عمر مفید در محیط کار" تحت شرایط ≤30°C و ≤60% RH معادل 1 سال است. قطعات استفاده نشده باید در بسته‌بندی ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت مجدداً مهر و موم شوند. اگر شرایط یا زمان نگهداری مشخص شده بیش از حد باشد، نیاز به عملیات پخت در دمای 60±5°C به مدت 24 ساعت برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از "ترکیدن" (پاپ کورنینگ) در حین لحیم‌کاری رفلو است.

6.2 فرآیند لحیم‌کاری

دستگاه با فرآیندهای رفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. یک پروفیل رفلو بدون سرب خاص توصیه می‌شود: پیش‌گرمایش در 150-200°C به مدت 60-120 ثانیه، زمان بالای نقطه ذوب (217°C) به مدت 60-150 ثانیه، دمای اوج حداکثر 260°C که بیش از 10 ثانیه نگه داشته نشود و نرخ‌های کنترل شده افزایش/کاهش دما (به ترتیب حداکثر 6°C/ثانیه و 3°C/ثانیه). رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. در حین لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید زیر 350°C باشد، برای هر پایه بیش از 3 ثانیه اعمال نشود، با استفاده از هویه کم‌توان (<25W). باید از اعمال تنش روی بدنه LED در حین گرمایش اجتناب کرد و تاب برداشتن برد پس از لحیم‌کاری ممنوع است.

6.3 محافظت مدار

یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED الزامی است. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که افزایش جزئی در ولتاژ (یا کاهش Vf ناشی از افزایش دما) می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب جریان شود اگر به درستی توسط یک مقاومت خارجی محدود نشود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد شامل 3000 قطعه در هر قرقره است. ابعاد نوار حامل برای اطمینان از سازگاری با تجهیزات خودکار مشخص شده است. محصول در یک کیسه آلومینیومی مقاوم در برابر رطوبت حاوی جاذب رطوبت و کارت نشانگر رطوبت ارسال می‌شود. برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای شناسایی و ردیابی است، از جمله شماره محصول (P/N)، مقدار (QTY) و کدهای دسته‌بندی خاص برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF).

8. توصیه‌های کاربردی

ال ای دی 19-117 برای انواع کاربردهای نشانگر کم‌توان و نور پس‌زمینه بسیار مناسب است. اندازه کوچک و زاویه دید گسترده آن، آن را برای موارد زیر ایده‌آل می‌سازد:

• نور پس‌زمینه:روشنایی برای ابزارهای داشبورد، کلیدهای غشایی، صفحه کلیدها و نمایشگرهای LCD در الکترونیک مصرفی.
• نشانگرهای وضعیت:چراغ‌های وضعیت برق، اتصال یا عملکرد در تجهیزات مخابراتی (تلفن‌ها، فکس‌ها)، لوازم جانبی کامپیوتر و لوازم خانگی.
• سیگنال‌دهی عمومی:هر کاربرد دیگری که نیازمند یک نشانگر بصری آبی، فشرده و قابل اطمینان باشد.

ملاحظات طراحی:همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید. تأثیرات دما بر شدت نور و ولتاژ مستقیم را در نظر بگیرید. اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB اتلاف حرارت کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر نزدیک به مقادیر حداکثر کار می‌کند. به شدت به پروفیل لحیم‌کاری و شرایط نگهداری توصیه شده پایبند باشید تا از آسیب جلوگیری شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای قدیمی ترو-هول، 19-117 مزایای قابل توجهی در اندازه، وزن و مناسب بودن برای مونتاژ خودکار ارائه می‌دهد. در دسته LEDهای آبی SMD، تمایزهای کلیدی آن ترکیب خاص زاویه دید 120 درجه، ساختار دسته‌بندی تعریف شده برای رنگ و روشنایی یکنواخت، محافظت ESD یکپارچه و سطح حساسیت به رطوبت (MSL) قوی همراه با دستورالعمل‌های جابه‌جایی واضح است. درجه‌بندی ESD مشخص شده 2000 ولت، استحکام جابه‌جایی بهتری نسبت به بسیاری از LEDهای پایه ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: برای این LED از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

ج: مقدار به ولتاژ تغذیه شما (Vs) و جریان مستقیم مورد نظر (If، حداکثر 10mA پیوسته) بستگی دارد. از قانون اهم استفاده کنید: R = (Vs - Vf) / If. برای یک طراحی محافظه‌کارانه که اطمینان حاصل می‌کند جریان هرگز از حد مجاز فراتر نرود، از حداکثر Vf موجود در دیتاشیت (3.00V) استفاده کنید.

س: آیا می‌توانم از این LED در فضای باز استفاده کنم؟

ج: محدوده دمای کارکرد (40- تا 85+ درجه سلسیوس) امکان استفاده در بسیاری از محیط‌های بیرونی را فراهم می‌کند. با این حال، بسته‌بندی به طور خاص برای ضد آب بودن یا مقاومت در برابر UV درجه‌بندی نشده است. برای قرارگیری مستقیم در معرض آب و هوا، پوشش محافظ یا محفظه اضافی لازم است.

س: چرا شرایط نگهداری اینقدر مهم است؟

ج: بسته‌بندی‌های SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در حین گرمای زیاد لحیم‌کاری رفلو، این رطوبت می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی ("پاپ کورنینگ") شود که LED را از بین می‌برد. روش‌های نگهداری و پخت از این امر جلوگیری می‌کنند.

س: کد دسته‌بندی روی برچسب به چه معناست؟

ج: به شما گروه عملکرد خاص آن قرقره از LEDها را می‌گوید. به عنوان مثال، کد K2-Y-30 نشان‌دهنده دسته شدت نور K2 (9.00-11.5 میلی‌کاندلا)، دسته طول موج غالب Y (470-475 نانومتر) و دسته ولتاژ مستقیم 30 (2.80-2.90V) است. این امر ثبات در خط تولید شما را تضمین می‌کند.

11. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت کم‌توان برای یک دستگاه USB.

دستگاه از باس USB 5 ولت کار می‌کند. هدف نشان دادن "روشن بودن برق" با یک LED آبی است. جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر برای روشنایی کافی و مصرف توان کم انتخاب شده است.

محاسبه:با استفاده از حداکثر Vf معادل 3.00 ولت برای ایمنی: R = (5V - 3.00V) / 0.005A = 400 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 390 اهم است. جریان واقعی خواهد بود: I = (5V - ~2.8V_معمول) / 390Ω ≈ 5.64mA که ایمن و در محدوده مشخصات است. LED به صورت سری با این مقاومت 390 اهمی بین خط تغذیه 5 ولت و زمین قرار می‌گیرد (با رعایت قطبیت صحیح). ردپای PCB باید با الگوی پد توصیه شده از نقشه بسته‌بندی مطابقت داشته باشد.

12. معرفی اصل فنی

این LED بر اساس یک ساختار ناهمگن نیمه‌هادی با استفاده از ایندیوم گالیوم نیتراید (InGaN) به عنوان لایه فعال ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. بازترکیب آن‌ها انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج نور ساطع شده مرتبط است - در این مورد، نور آبی (~468 نانومتر). لنز رزین اپوکسی چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند، پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد (زاویه 120 درجه) و اغلب حاوی فسفر است اگر قرار باشد رنگ متفاوتی (مانند سفید) تولید شود.

13. روندها و زمینه صنعت

ال ای دی 19-117 نماینده یک محصول بالغ در بازار LEDهای SMD است. روندهای فعلی صنعت بر چند حوزه فراتر از نشانگرهای پایه متمرکز است: افزایش بازده نوری (نور بیشتر در هر وات)، جریان درایو حداکثر بالاتر برای خروجی‌های روشن‌تر در بسته‌بندی‌های کوچک‌تر، بهبود بازآفرینی رنگ و ثبات، و یکپارچه‌سازی الکترونیک کنترل (مانند درایورهای جریان ثابت) در داخل خود بسته‌بندی LED. همچنین تلاش قوی‌ای برای دستیابی به قابلیت اطمینان حتی بالاتر برای کاربردهای خودرویی و صنعتی تخصصی وجود دارد. در حالی که این قطعه برای استفاده عمومی بهینه شده است، نسل‌های جدیدتر مرزهای چگالی توان، عملکرد حرارتی و ویژگی‌های هوشمند را جابه‌جا می‌کنند. اصول طراحی مدار مناسب، مدیریت حرارتی و جابه‌جایی دقیق که در این دیتاشیت شرح داده شده است، در سراسر تمام فناوری‌های LED به طور جهانی قابل اعمال باقی می‌ماند.