مشخصات فنی LED SMD مدل 12-21/GHC-YR2S2/2C - سبز درخشان - 3.5 ولت - 20 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 12-21/GHC-YR2S2/2C یک دستگاه سطح‌نصب (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن و فشرده طراحی شده است. این قطعه پیشرفتی قابل‌توجه نسبت به ال ای دی‌های سنتی با پایه‌های سیمی ارائه می‌دهد و مزایای قابل‌توجهی در زمینه استفاده بهینه از فضای برد، کارایی مونتاژ و کوچک‌سازی کلی سیستم فراهم می‌کند. مزیت اصلی آن در اندازه بسیار کوچک آن است که مستقیماً به چگالی بالاتر قطعات روی بردهای مدار چاپی (PCB)، کاهش نیازمندی‌های انبارداری و در نهایت ساخت تجهیزات نهایی کوچک‌تر و سبک‌تر منجر می‌شود. سبکی پکیج آن را به‌ویژه برای کاربردهایی که وزن و فضا محدودیت‌های حیاتی هستند، مناسب می‌سازد.

این ال ای دی از نوع تک‌رنگ طبقه‌بندی شده و نور سبز درخشان ساطع می‌کند. این قطعه با استفاده از ماده چیپ InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) ساخته شده که در رزین شفاف آب‌مانند کپسوله شده است. این ترکیب مسئول ویژگی‌های نوری خاص آن است. محصول کاملاً با استانداردهای زیست‌محیطی و ایمنی معاصر مطابقت دارد، بدون سرب (Pb-free)، منطبق با مقررات REACH اتحادیه اروپا و به‌عنوان عاری از هالوژن طبقه‌بندی شده است، با محدودیت‌های سختگیرانه بر محتوای برم (Br) و کلر (Cl).

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

کارکرد دستگاه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند به پیوند نیمه‌هادی آسیب برساند.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر. این تنها تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است.
• توان تلف شده (P_d):95 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند بدون تجاوز از محدودیت‌های حرارتی خود تلف کند.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):150 ولت. این نشان‌دهنده حساسیت دستگاه به الکتریسیته ساکن است؛ رعایت روش‌های صحیح کنترل ESD الزامی است.
• دمای کارکرد (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. عملکرد دستگاه در این محدوده دمای محیط تضمین شده است.
• دمای انبارداری (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری ریفلو با دمای پیک 260 درجه سلسیوس را تا 10 ثانیه تحمل کند. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر ترمینال محدود شود.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال

این پارامترها خروجی نور و رفتار الکتریکی را تحت شرایط کارکرد عادی تعریف می‌کنند، معمولاً در I_F= 20 میلی‌آمپر و Ta = 25 درجه سلسیوس.

• شدت نور (I_v):از حداقل 140 میلی‌کاندلا تا حداکثر 285 میلی‌کاندلا متغیر است، با تلرانس معمولی ±11%. این میزان روشنایی درک شده منبع نور را اندازه‌گیری می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمولی). این زاویه دید گسترده، ال ای دی را برای کاربردهای نیازمند دید وسیع مناسب می‌سازد.
• طول موج پیک (λ_p):518 نانومتر (معمولی). این طول‌موجی است که در آن تابش نوری قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λ_d):از 520 نانومتر تا 535 نانومتر متغیر است، با تلرانس ±1 نانومتر. این طول‌موج بیشترین همبستگی را با رنگ درک شده (سبز) دارد.
• پهنای باند طیفی (Δλ):35 نانومتر (معمولی). این نشان‌دهنده گستردگی طول‌موج‌های ساطع شده حول پیک است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 3.5 ولت، با حداکثر 4.3 ولت در 20 میلی‌آمپر، و تلرانس ±0.1 ولت. این افت ولتاژ روی ال ای دی هنگام کارکرد است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر در V_R= 5 ولت. این جریان نشتی کوچک هنگامی است که دستگاه در بایاس معکوس قرار دارد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در روشنایی و رنگ، ال ای دی‌ها بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

ال ای دی‌ها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در I_F= 20 میلی‌آمپر در سه دسته (R2, S1, S2) دسته‌بندی می‌شوند.

• دسته R2:140 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 180 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• دسته S1:180 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 225 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• دسته S2:225 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 285 میلی‌کاندلا (حداکثر)

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

ال ای دی‌ها همچنین بر اساس طول موج غالب برای کنترل سایه رنگ سبز دسته‌بندی می‌شوند.

• دسته X:520 نانومتر (حداقل) تا 525 نانومتر (حداکثر)
• دسته Y:525 نانومتر (حداقل) تا 530 نانومتر (حداکثر)
• دسته Z:530 نانومتر (حداقل) تا 535 نانومتر (حداکثر)

کدهای دسته خاص (مانند YR2S2 در شماره قطعه) نشان‌دهنده ترکیب دسته‌های طول‌موج و شدت برای یک واحد مشخص است و به طراحان اجازه می‌دهد ال ای دی‌هایی با ویژگی‌های کاملاً همسان برای ظاهر یکنواخت در آرایه‌های چند ال ای دی انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمولی ارجاع می‌دهد. در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، آن‌ها معمولاً شامل روابط زیر هستند که برای طراحی حیاتی می‌باشند:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):این منحنی غیرخطی نشان می‌دهد که ولتاژ چگونه با جریان افزایش می‌یابد. کارکرد در جریان توصیه شده 20mA عملکرد پایدار را در محدوده V_F range.
• مشخص تضمین می‌کند.شدت نور در مقابل جریان مستقیم:
• نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، تا حد حداکثر مجاز. این موضوع اهمیت تنظیم جریان، و نه تنظیم ولتاژ، را برای کنترل روشنایی برجسته می‌کند.شدت نور در مقابل دمای محیط:
• معمولاً کاهش خروجی نور را با افزایش دما نشان می‌دهد. این برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند حیاتی است.توزیع طیفی:

نموداری از شدت نسبی در مقابل طول‌موج، حول پیک 518 نانومتر با پهنای باند 35 نانومتر متمرکز شده است که تابش رنگ سبز خالص را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

ال ای دی SMD مدل 12-21 دارای یک پکیج مستطیلی فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، با تلرانس عمومی ±0.1mm مگر خلاف آن ذکر شده) شامل طول، عرض و ارتفاع کلی می‌شود. پکیج دارای دو ترمینال آند/کاتد در پایه برای نصب سطحی است. طراحی شامل نشانه‌های قطبیت واضح (معمولاً یک شکاف یا نقطه سبز در سمت کاتد) برای اطمینان از جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ است. نقشه ابعاد دقیق اطلاعات حیاتی برای طراحی چیدمان پد PCB به منظور اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی فراهم می‌کند.

5.2 بسته‌بندی برای حمل‌ونقل و انبارداری

ال ای دی‌ها در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند تا از آسیب ناشی از رطوبت محیطی جلوگیری شود، که برای انطباق با سطح حساسیت رطوبتی (MSL) حیاتی است. آن‌ها در نوار حامل به عرض 8 میلی‌متر بارگیری شده و سپس روی قرقره‌ای به قطر 7 اینچ پیچیده می‌شوند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. بسته‌بندی شامل یک ماده خشک‌کننده است و در یک کیسه ضد رطوبت آلومینیومی مهر و موم شده است. برچسب کیسه حاوی اطلاعات ضروری برای ردیابی و شناسایی است، از جمله شماره محصول (P/N)، تعداد (QTY) و کدهای دسته خاص برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب/فام (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF).

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

• 6.1 احتیاط‌های حیاتیمحدود کردن جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجیکاملاً الزامی است
• . ولتاژ مستقیم ال ای دی دارای ضریب دمایی منفی است و تغییرات جزئی می‌تواند در صورت تغذیه مستقیم از یک منبع ولتاژ، باعث افزایش زیاد و مخرب جریان شود.انبارداری و جابجایی:
• کیسه نباید تا زمان آمادگی برای استفاده باز شود. قبل از باز کردن، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود. پس از باز کردن، "عمر مفید در محیط کار" 168 ساعت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% است. قطعات استفاده نشده باید با ماده خشک‌کننده مجدداً مهر و موم شوند. در صورت تجاوز از زمان نگهداری، نیاز به پخت در دمای 60±5°C به مدت 24 ساعت است.لحیم‌کاری ریفلو:
• یک پروفیل دمایی بدون سرب مشخص شده است. پارامترهای کلیدی شامل پیش‌گرمایش بین 150-200°C به مدت 60-120 ثانیه، زمان بالای نقطه ذوب (217°C) به مدت 60-150 ثانیه و دمای پیک حداکثر 260°C برای حداکثر 10 ثانیه است. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.لحیم‌کاری دستی:
• در صورت لزوم، از هویه‌ای با دمای نوک ≤350°C، ظرفیت ≤25W استفاده کنید و زمان تماس را به 3 ثانیه برای هر ترمینال محدود کنید. بین ترمینال‌ها حداقل 2 ثانیه فاصله خنک‌کننده در نظر بگیرید. از اعمال تنش بر پکیج در حین گرمایش خودداری کنید.تعمیر:

تعمیر پس از لحیم‌کاری به شدت توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب‌ناپذیر بودن، باید از یک هویه دو سر تخصصی برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال استفاده شود تا از تنش مکانیکی جلوگیری شود. تأثیر بر ویژگی‌های ال ای دی باید از قبل تأیید شود.

7. پیشنهادات کاربردی

• 7.1 سناریوهای کاربردی متداولنور پس‌زمینه:
• به دلیل اندازه کوچک و خروجی روشن، برای نور پس‌زمینه نشانگرها در داشبورد خودرو، پنل‌های کنترل، کلیدها و دکمه‌های فشاری ایده‌آل است.تجهیزات مخابراتی:
• به عنوان نشانگر وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تلفن‌ها، فکس‌ها و سخت‌افزارهای شبکه استفاده می‌شود.نور پس‌زمینه پنل LCD:
• برای نیازهای نور پس‌زمینه تخت پشت نمایشگرهای LCD کوچک، نمادها یا نوشته‌ها مناسب است.استفاده عمومی به عنوان نشانگر:

یک قطعه همه‌کاره برای نشانگرهای روشن بودن، چراغ‌های وضعیت و نورپردازی تزئینی در طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی.

• 7.2 ملاحظات طراحیمدار درایو:_{همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V}منبع_F- V_F) / I_Fمحاسبه کنید، که در آن V
• باید به عنوان حداکثر مقدار (4.3V) برای یک طراحی مقاوم در نظر گرفته شود.مدیریت حرارتی:
• اگرچه کم‌مصرف است، اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به‌ویژه اگر چندین ال ای دی خوشه‌بندی شده یا در دمای محیطی بالا کار می‌کنند، زیرا گرما خروجی نور و عمر مفید را کاهش می‌دهد.طراحی نوری:
• زاویه دید 120 درجه دید وسیعی فراهم می‌کند. برای پرتوهای متمرکز، ممکن است نیاز به لنزهای خارجی یا راهنماهای نور باشد.محافظت در برابر ESD:

در صورت قرارگیری ال ای دی در مکانی قابل دسترسی کاربر، محافظت ESD را روی خطوط ورودی پیاده‌سازی کنید، زیرا رتبه 150V HBM نشان‌دهنده حساسیت متوسط است.

8. مقایسه و تمایز فنی

• در مقایسه با پکیج‌های ال ای دی قدیمی از نوع سوراخ‌دار (مانند ال ای دی‌های 3mm یا 5mm)، فرمت SMD مدل 12-21 مزایای قطعی ارائه می‌دهد:اندازه و چگالی:
• به طور چشمگیری کوچک‌تر، امکان طراحی‌های مینیاتوری مدرنی را فراهم می‌کند که با قطعات سوراخ‌دار غیرممکن است.هزینه و سرعت مونتاژ:
• کاملاً سازگار با تجهیزات اتوماتیک برداشت و قراردادن و لحیم‌کاری ریفلو پرسرعت، که زمان و هزینه مونتاژ را در مقایسه با قراردادن و لحیم‌کاری دستی کاهش می‌دهد.یکنواختی عملکرد:
• فرآیند تولید و دسته‌بندی SMD معمولاً پارامترهای نوری و الکتریکی یکنواخت‌تری را از دسته‌ای به دسته دیگر ارائه می‌دهد.قابلیت اطمینان:

ساختار مستحکم و اتصال سطح‌نصب می‌تواند مقاومت بهتری در برابر لرزش و ضربه مکانیکی ارائه دهد.

در دسته ال ای دی‌های SMD، ترکیب خاص رنگ سبز درخشان (از طریق InGaN)، زاویه دید گسترده و سیستم دسته‌بندی دقیق برای هر دو شدت و طول موج، این قطعه را برای کاربردهای نیازمند ثبات رنگ و روشنایی یکنواخت در بین چندین واحد مناسب می‌سازد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: چرا اگر ولتاژ مستقیم مشخص شده است، یک مقاومت سری لازم است؟_Fپ: ولتاژ مستقیم یک مشخصه دیود است، نه یک نقطه کار پایدار. این مقدار از واحدی به واحد دیگر کمی متفاوت است (تلرانس) و با افزایش دما کاهش می‌یابد. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ حتی کمی بالاتر از V

آن می‌تواند باعث افزایش کنترل‌نشده جریان (فرار حرارتی) شود که منجر به خرابی فوری می‌شود. مقاومت یک محدودیت جریان خطی و پایدار فراهم می‌کند.

س: کدهای دسته (YR2S2) به چه معنا هستند و چرا مهم هستند؟

پ: کدها زیرگروه عملکرد دقیق ال ای دی را مشخص می‌کنند. 'Y' نشان‌دهنده دسته طول موج غالب (525-530nm) است، 'R2' و 'S2' دسته‌های شدت نور هستند. برای کاربردهایی که از چندین ال ای دی استفاده می‌کنند (مانند یک آرایه یا نور پس‌زمینه)، سفارش قطعات با کد دسته یکسان، اطمینان از رنگ و روشنایی یکنواخت بصری را فراهم می‌کند که برای کیفیت محصول حیاتی است.

س: آیا می‌توانم این ال ای دی را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟_Fپ: بله، اما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، برای هدف‌گیری I_F=20mA با بدترین حالت V²معادل 4.3V: R = (5V - 4.3V) / 0.020A = 35 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد (33 یا 39 اهم) انتخاب می‌شود و توان مجاز مقاومت (P = I

R) باید محاسبه شود.

س: دستورالعمل‌های انبارداری و پخت چقدر حیاتی هستند؟

پ: بسیار حیاتی. پکیج‌های SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در حین لحیم‌کاری ریفلو، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا "پف کردن" (popcorning) شود که پکیج را ترک داده و ال ای دی را از بین می‌برد. رعایت روش‌های انبارداری و پخت از این حالت خرابی جلوگیری می‌کند.

10. سلب مسئولیت محدودیت‌های کاربردی

• این محصول برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه عمومی در الکترونیک تجاری و صنعتی طراحی شده است. صراحتاً برای استفاده در سیستم‌های با قابلیت اطمینان بالا یا ایمنی‌حیاتی بدون مشاوره و تأیید صلاحیت قبلی، واجد شرایط یا توصیه نمی‌شود. چنین سیستم‌هایی شامل، اما نه محدود به موارد زیر هستند:
• تجهیزات نظامی، هوافضا یا هوانوردی.
• سیستم‌های ایمنی خودرو (مانند چراغ ترمز، نشانگرهای ایربگ).

تجهیزات پشتیبانی حیات یا تشخیص پزشکی.