دیتاشیت LED SMD 19-213 زرد درخشان - بسته‌بندی 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 1.7-2.3V - توان 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

19-213/Y2C-CP1Q2L/3T یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. این قطعه تک‌رنگ بوده و نور زرد درخشان ساطع می‌کند و از ماده نیمه‌هادی AlGaInP که در رزین شفاف آب‌مانند محصور شده، استفاده می‌کند. مزیت اصلی این قطعه اندازه فشرده آن است که در مقایسه با LEDهای سنتی با پایه سیمی، کاهش قابل توجهی در فضای اشغالی PCB، فضای ذخیره‌سازی و اندازه کلی تجهیزات را ممکن می‌سازد. ساختار سبک وزن آن همچنین آن را برای کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل ایده‌آل می‌کند.

1.1 ویژگی‌های اصلی و انطباق‌ها

• بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی ریل با قطر 7 اینچ برای نصب خودکار.
• سازگار با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار.
• ساخته شده با مواد بدون سرب.
• مطابق با استانداردهای RoHS، EU REACH و بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای انواع عملکردهای نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است، از جمله:

• نور پس‌زمینه داشبورد و کلیدها در کنترل‌های خودرویی و صنعتی.
• نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس.
• نور پس‌زمینه تخت برای پنل‌های LCD، کلیدها و نمادها.
• کاربردهای نشانگر عمومی.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 محدودیت‌های مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد باید در این محدوده‌ها حفظ شود.

• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت - تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر - حداکثر جریان DC برای عملکرد مطمئن.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @1KHz) - برای عملکرد پالسی، پیک‌های کوتاه مدت مجاز است.
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات - حداکثر توانی که بسته می‌تواند تلف کند، که به صورت VF * IF محاسبه می‌شود.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) HBM:2000 ولت - رتبه مدل بدن انسان، که نشان‌دهنده حساسیت به الکتریسیته ساکن است.
• دمای کارکرد (Topr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد - محدوده دمای محیط برای عملکرد عادی.
• دمای ذخیره‌سازی (Tstg):40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):ریفلو: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه؛ دستی: حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه برای هر پایه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اندازه‌گیری شده در Ta=25°C و IF=20mA، اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند.

• شدت نور (Iv):45.0 - 112.0 میلی‌کاندلا (mcd). خروجی واقعی دسته‌بندی شده است (به بخش 3 مراجعه کنید).
• زاویه دید (2θ1/2):120 درجه (معمول). این زاویه گسترده دید خوبی در خارج از محور فراهم می‌کند.
• طول موج پیک (λp):591 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن تابش طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λd):585.5 - 591.5 نانومتر. این رنگ درک شده (زرد درخشان) را تعریف می‌کند و آن نیز دسته‌بندی شده است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). عرض طیف تابشی در نصف شدت پیک.
• ولتاژ مستقیم (VF):1.70 - 2.30 ولت. افت ولتاژ روی LED در 20mA، که دسته‌بندی شده است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. قطعه برای کار معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای تست نشتی است.

نکات مهم:تلرانس‌ها به صورت ±11% برای شدت نور، ±1nm برای طول موج غالب و ±0.05V برای ولتاژ مستقیم مشخص شده‌اند. رتبه ولتاژ معکوس فقط برای شرایط تست IR اعمال می‌شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. شماره قطعه 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T شامل این کدهای دسته‌بندی است.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دسته‌بندی شده در IF=20mA. کد در شماره قطعه (مثلاً Q2) محدوده خروجی را نشان می‌دهد.

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Q2:90.0 - 112.0 mcd

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

دسته‌بندی شده در IF=20mA. نقطه رنگ را تعریف می‌کند.

• D3:585.5 - 588.5 nm
• D4:588.5 - 591.5 nm

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

دسته‌بندی شده در IF=20mA. برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان و طراحی منبع تغذیه مهم است.

• 19:1.7 - 1.8 V
• 20:1.8 - 1.9 V
• 21:1.9 - 2.0 V
• 22:2.0 - 2.1 V
• 23:2.1 - 2.2 V
• 24:2.2 - 2.3 V

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ضروری برای طراحی را ارائه می‌دهد.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی غیرخطی رابطه بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. افزایش کوچک در ولتاژ فراتر از آستانه منجر به افزایش زیادی در جریان می‌شود که ضرورت استفاده از مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت را برجسته می‌کند.

4.2 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است کاملاً خطی نباشد، به ویژه در جریان‌های بالاتر. کارکرد نزدیک به حداکثر رتبه ممکن است بازدهی کاهش‌یافته و تنش حرارتی را افزایش دهد.

4.3 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

بازده LED با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این منحنی معمولاً نشان می‌دهد که خروجی با افزایش دمای محیط از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. مدیریت حرارتی مناسب روی PCB برای حفظ روشنایی ثابت حیاتی است.

4.4 منحنی کاهش جریان مستقیم

این نمودار حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط مشخص می‌کند. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن کاهش می‌یابد تا از تجاوز از حد تلفات توان و ایجاد فرار حرارتی جلوگیری شود.

4.5 الگوی تابش

یک نمودار قطبی که توزیع زاویه‌ای شدت نور را نشان می‌دهد، زاویه دید 120 درجه را با الگوی تابش لامبرتی یا جانبی معمول تأیید می‌کند.

4.6 توزیع طیف

نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج (تقریباً 550-700 نانومتر)، که یک پیک حدود 591 نانومتر (زرد) با پهنای باند معمول 15 نانومتر، مشخصه ماده AlGaInP را نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED دارای یک بسته‌بندی SMD فشرده است. ابعاد کلیدی (تلرانس ±0.1mm مگر خلاف آن مشخص شده) عبارتند از:

• طول: 2.0 میلی‌متر
• عرض: 1.25 میلی‌متر
• ارتفاع: 0.8 میلی‌متر
• ابعاد و فاصله پد برای طراحی الگوی لند PCB ارائه شده است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً علامت‌گذاری شده است، اغلب توسط یک شکاف، یک نقطه سبز، یا اندازه پد متفاوت در زیر بسته‌بندی. جهت‌گیری صحیح برای عملکرد مدار حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو (بدون سرب)

یک فرآیند حیاتی برای مونتاژ مطمئن.

• پیش‌گرمایش:150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (217°C):60-150 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، حداکثر به مدت 10 ثانیه نگه داشته شود.
• نرخ گرمایش:حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.
• زمان بالاتر از 255°C:حداکثر 30 ثانیه.
• نرخ خنک‌سازی:حداکثر 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.

مهم:لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. از اعمال تنش مکانیکی روی LED در حین گرمایش خودداری کنید و پس از لحیم‌کاری PCB را تاب ندهید.

6.2 لحیم‌کاری دستی

اگر تعمیر دستی ضروری است:

• از هویه با دمای نوک < 350 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید.
• حرارت را به هر پایه به مدت < 3 ثانیه اعمال کنید.
• از هویه با رتبه توان < 25W استفاده کنید.
• بین لحیم‌کاری هر پایه > 2 ثانیه فاصله بگذارید تا از گرمایش بیش از حد جلوگیری شود.
• احتیاط شدید به خرج دهید زیرا آسیب بیشتر در حین لحیم‌کاری دستی رخ می‌دهد.

6.3 ذخیره‌سازی و حساسیت به رطوبت

قطعات در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت بسته‌بندی شده‌اند.

• کیسه ضد رطوبت را تا زمان آماده‌سازی برای استفاده باز نکنید.
• پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره شوند.
• "عمر کف" پس از باز کردن 168 ساعت (7 روز) است.
• اگر عمر کف سپری شده یا نشانگر رطوبت‌گیر تغییر رنگ داده است، یک عملیات پخت لازم است: 60 ±5°C به مدت 24 ساعت قبل از ریفلو.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات ریل و نوار

• عرض نوار حامل: 8 میلی‌متر.
• قطر ریل: 7 اینچ.
• تعداد در هر ریل: 3000 قطعه.
• ابعاد دقیق ریل، نوار حامل و جیب با تلرانس ±0.1mm ارائه شده است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل موارد زیر است:

• CPN: شماره محصول مشتری
• P/N: شماره محصول (مثلاً 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T)
• QTY: تعداد بسته‌بندی
• CAT: رتبه شدت نور (مثلاً Q2)
• HUE: رتبه رنگ‌بینی/طول موج غالب (مثلاً C، مربوط به D3/D4)
• REF: رتبه ولتاژ مستقیم (مثلاً 1Q2L، مربوط به دسته ولتاژ)
• LOT No: شماره سریال قابل ردیابی

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان الزامی است

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا درایور جریان ثابت باید به صورت سری استفاده شود. منحنی شیب‌دار I-V به این معنی است که یک تغییر کوچک در ولتاژ باعث تغییر بزرگی در جریان می‌شود که می‌تواند فوراً LED را نابود کند ("سوختن"). مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vsupply - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ مستقیم از دسته مناسب است.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان پایین است (حداکثر 60mW)، عملکرد و طول عمر LED وابسته به دما است. اطمینان حاصل کنید که PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر از چندین LED استفاده می‌شود یا دمای محیط بالا است. به منحنی کاهش جریان مراجعه کنید.

8.3 احتیاط‌های ESD

با رتبه ESD HBM برابر 2000V، این قطعه حساسیت متوسطی دارد. در حین مونتاژ و تعمیر با روش‌های ایمن ESD (مچ‌بند، ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، فوم رسانا) آن را جابجا کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

LED 19-213، بر اساس فناوری AlGaInP، مزایای متمایزی برای تابش زرد ارائه می‌دهد:

• در مقابل LEDهای زرد سنتی (مثلاً GaAsP):AlGaInP بازده نوری بالاتر و اشباع رنگ بهتر (زرد درخشان‌تر و خالص‌تر) ارائه می‌دهد که منجر به خروجی روشن‌تر در جریان یکسان می‌شود.
• در مقابل LEDهای سفید/زرد تبدیل شده با فسفر:به عنوان یک تابنده مستقیم نیمه‌هادی، هیچ تخریب فسفر در طول زمان ندارد و پایداری رنگ بلندمدت بالقوه بهتری ارائه می‌دهد. همچنین طیف باریک‌تری دارد که برای کاربردهای خاص با فیلتر رنگ مطلوب است.
• در مقابل LEDهای پایه‌دار بزرگتر:بسته‌بندی SMD امکان مونتاژ خودکار، چگالی برد بالاتر و کاهش اندوکتانس پارازیتی را فراهم می‌کند که برای کاربردهای سوئیچینگ پرسرعت مفید است.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

10.1 چگونه مقاومت محدودکننده جریان صحیح را انتخاب کنم؟

برای یک طراحی محافظه‌کارانه، از حداکثر ولتاژ مستقیم (VF) از دسته ولتاژ مشخص شده در کد سفارش خود استفاده کنید (مثلاً دسته 24: حداکثر 2.3V). برای منبع تغذیه 5V و هدف 20mA: R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 اهم. از مقدار استاندارد بعدی استفاده کنید (مثلاً 150 اهم) و جریان حاصل را محاسبه کنید: I = (5V - 2.1V_typ) / 150 = ~19.3mA، که ایمن است.

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

No.این تقریباً مطمئناً LED را نابود خواهد کرد. ولتاژ مستقیم تلرانس دارد و با دما تغییر می‌کند. یک منبع ولتاژ ثابت تنظیم شده روی VF معمول (مثلاً 2.0V) ممکن است اگر VF واقعی LED پایین‌تر باشد، جریان بیش از حد تحویل دهد.

10.3 چرا فرآیند ذخیره‌سازی و پخت اینقدر مهم است؟

بسته‌بندی‌های SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طول فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا "پاپ کورن شدن" که بسته‌بندی را می‌ترکاند، شود. کیسه مقاوم در برابر رطوبت و روش‌های پخت از این حالت خرابی جلوگیری می‌کنند.

10.4 "Y2C" در شماره قطعه به چه معناست؟

این یک کد خاص سازنده است که اطلاعات دسته‌بندی برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF) را در بر می‌گیرد و امکان انتخاب دقیق ویژگی‌های عملکرد را فراهم می‌کند.

11. مطالعه موردی طراحی و کاربرد

11.1 پنل نشانگر وضعیت کم‌مصرف

سناریو:طراحی یک پنل کنترل فشرده با 20 نشانگر وضعیت زرد.

انتخاب‌های طراحی:

1. مدار درایور:یک ریل 5V در دسترس است. استفاده از یک مقاومت سری برای هر LED برای سادگی و هزینه انتخاب شده است. برای دسته Q2 (90-112 mcd) و دسته ولتاژ 21 (1.9-2.0V)، یک مقاومت 150 اهمی برای هر LED انتخاب می‌شود که جریان ~20mA و نشانگری روشن و یکنواخت فراهم می‌کند.
2. چیدمان PCB:ابعاد 2.0x1.25mm امکان فاصله‌گذاری فشرده را فراهم می‌کند. یک اتصال تخلیه حرارتی کوچک به صفحه زمین به تلف کردن 40mW متوسط برای هر LED (2V * 20mA) کمک می‌کند.
3. فرآیند:قطعات روی نوار 8mm برای نصب خودکار Pick-and-Place سفارش داده می‌شوند. ریل کامل در یک شیفت پس از باز کردن استفاده می‌شود تا از مشکلات حساسیت به رطوبت جلوگیری شود.
4. نتیجه:یک آرایه نشانگر با چگالی بالا و قابل اطمینان با رنگ و روشنایی یکنواخت، که توسط اندازه کوچک و دسته‌بندی ثابت LED 19-213 ممکن شده است.

12. اصل عملکرد

LED 19-213 یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی است. با استفاده از لایه‌های اپیتاکسیال فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) رشد یافته بر روی یک زیرلایه ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم فراتر از انرژی گاف ماده (تقریباً 1.7-2.3V) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند که در آنجا بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج نور تابشی مطابقت دارد - در این مورد، زرد درخشان (~591 نانومتر). محصورسازی رزین شفاف آب‌مانند از دی نیمه‌هادی محافظت می‌کند و به عنوان یک لنز عمل می‌کند و الگوی تابش 120 درجه را شکل می‌دهد.

13. روندهای فناوری

LEDهای نصب سطحی مانند 19-213 به دلیل سازگاری با تولید خودکار، استاندارد مونتاژ الکترونیکی مدرن را نشان می‌دهند. روندها در این بخش شامل موارد زیر است:

• افزایش بازده:بهبودهای مستمر در علم مواد با هدف تولید بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی) از AlGaInP و دیگر نیمه‌هادی‌های مرکب.
• مینیاتوری‌سازی:کاهش مداوم در اندازه بسته‌بندی (مثلاً از 2.0mm به 1.6mm یا کوچکتر) برای امکان چگالی حتی بالاتر روی PCBها.
• افزایش قابلیت اطمینان:بهبود در مواد بسته‌بندی و فناوری‌های اتصال دی برای مقاومت در برابر دمای لحیم‌کاری بالاتر و شرایط محیطی سخت‌تر.
• دسته‌بندی دقیق‌تر:مرتب‌سازی و تست پیشرفته امکان دسته‌های عملکرد باریک‌تر را فراهم می‌کند و به طراحان کنترل دقیق‌تری بر یکنواختی رنگ و روشنایی در محصولاتشان می‌دهد.
• یکپارچه‌سازی:روندی به سمت LEDهایی با مقاومت‌های محدودکننده جریان داخلی یا درایورهای IC درون همان بسته‌بندی، که طراحی مدار را ساده می‌کند.