دیتاشیت فنی LED SMD 19-213 رنگ قرمز تیره - ابعاد 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.0V - توان 0.06W - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 19-213 یک LED نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن که نیازمند چیدمان اجزاء با چگالی بالا هستند طراحی شده است. این قطعه از فناوری نیمه‌هادی AlGaInP برای تولید نور قرمز تیره استفاده می‌کند. مزیت اصلی این قطعه، ابعاد بسیار کوچک آن است که امکان طراحی PCBهای کوچکتر، کاهش نیازمندی‌های ذخیره‌سازی و در نهایت کمک به مینیاتوری‌سازی تجهیزات نهایی را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن همچنین آن را برای کاربردهای قابل حمل و با محدودیت فضا ایده‌آل می‌سازد.

این LED بر روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌ای به قطر 7 اینچ بسته‌بندی شده است که آن را کاملاً با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place سازگار می‌کند. این قطعه برای قابلیت اطمینان و انطباق محیطی طراحی شده است: بدون سرب، مطابق با RoHS، مطابق با مقررات REACH اتحادیه اروپا و مطابق با استانداردهای بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 مزایای اصلی

• مینیاتوری‌سازی:به طور قابل توجهی کوچکتر از LEDهای سنتی با پایه سربی، امکان چگالی بسته‌بندی بالاتر را فراهم می‌کند.
• سازگار با اتوماسیون:در بسته‌بندی نوار و قرقره برای مونتاژ اتوماتیک با سرعت بالا عرضه می‌شود.
• سازگاری فرآیندی:مناسب برای هر دو فرآیند لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار.
• انطباق محیطی:پایبند به استانداردهای اصلی جهانی محیط زیست و ایمنی (بدون سرب، RoHS، REACH، بدون هالوژن).
• عملکرد قابل اطمینان:ویژگی‌های الکترواپتیکی پایدار در شرایط کاری مشخص شده.

1.2 کاربردهای هدف

این LED همه‌کاره بوده و در نقش‌های مختلف روشنایی و نشانگر یافت می‌شود، از جمله:

• نور پس‌زمینه:برای پنل‌های ابزار، کلیدها و نمادها.
• تجهیزات مخابراتی:نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تلفن‌ها و فکس‌ها.
• نمایشگرهای LCD:واحدهای نور پس‌زمینه تخت.
• نشانگر عمومی:هر کاربرد دیگری که نیازمند یک نشانگر فشرده، روشن و قرمز تیره باشد.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. کارکرد در این محدودیت‌ها یا فراتر از آن توصیه نمی‌شود.

تفسیر:مقدار کم ولتاژ معکوس (5V) نشان می‌دهد که این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده و در مدارهایی که امکان وجود ولتاژ معکوس وجود دارد نیاز به محافظت دارد. مقدار جریان مستقیم 25mA حد DC پیوسته است. مقدار پیک 60mA امکان پالس‌های کوتاه را فراهم می‌کند که در کاربردهای نمایشگر مالتی‌پلکس مفید است. مقدار ESD معادل 2000V HBM برای LEDها استاندارد است که نشان‌دهنده نیاز به رعایت احتیاط‌های استاندارد هنگام مونتاژ است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

این پارامترها در دمای اتصال (Tj) 25 درجه سانتی‌گراد تحت جریان مستقیم (IF) 20mA اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آنها عملکرد معمول دستگاه را تعریف می‌کنند.

تفسیر:شدت نور دارای محدوده باینینگ گسترده‌ای (112-45 mcd) است که در سیستم باینینگ مورد توجه قرار می‌گیرد. زاویه دید 120 درجه بسیار وسیع است و الگوی نوری پخش شده و گسترده‌ای را ارائه می‌دهد که برای نور پس‌زمینه و نشانگر عمومی مناسب است. محدوده طول موج غالب 637.5-625.5 nm، انتشار نور را به طور قطعی در بخش قرمز تیره طیف قرار می‌دهد. پهنای باند طیفی معمول 20nm نشان‌دهنده انتشار رنگ نسبتاً خالص است. ولتاژ مستقیم نسبتاً پایین است که برای LEDهای AlGaInP معمول است و به حداقل‌سازی مصرف توان کمک می‌کند.

2.3 ملاحظات حرارتی

اگرچه به صراحت در یک پارامتر جداگانه مقاومت حرارتی توضیح داده نشده است، اما مدیریت حرارتی حیاتی است. حداکثر توان تلف شده مطلق 60mW است. تجاوز از این مقدار، به ویژه در دمای محیطی بالا، خروجی نوری و طول عمر را کاهش می‌دهد. منحنی درجه‌بندی (نشان داده شده در PDF) نشان می‌دهد که چگونه حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای محیطی بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. برای کاربردهایی که در جریان‌های بالا یا محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند، چیدمان مناسب PCB با تخلیه حرارتی کافی توصیه می‌شود.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد دسته‌بندی (باینینگ) می‌شوند. مدل 19-213 از یک سیستم باینینگ سه‌بعدی برای شدت نور (Iv)، طول موج غالب (λd) و ولتاژ مستقیم (VF) استفاده می‌کند.

3.1 باینینگ شدت نور

کد محصول \"R7C-AP1Q2L/3T\" نشان‌دهنده ترکیب باین خاصی است. با تحلیل این کد: \"Q2\" به احتمال زیاد مربوط به باین شدت نور (112-90 mcd) است.

3.2 باینینگ طول موج غالب

در کد محصول، \"R7C\" ممکن است نشان‌دهنده باین طول موج باشد. \"R\" اغلب نشان‌دهنده رنگ قرمز است و \"7C\" می‌تواند یک مختصات رنگی خاص یا زیرباین طول موج در محدوده E6-E8 را مشخص کند.

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

\"AP1\" در کد محصول ممکن است مربوط به باین ولتاژ مستقیم باشد. این باینینگ برای طراحان جهت اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگامی که چندین LED به صورت سری راه‌اندازی می‌شوند، حیاتی است، زیرا یک LED با باین Vf بالاتر ولتاژ بیشتری را کاهش می‌دهد و در صورت عدم توجه در مدار محدودکننده جریان، ممکن است جریان و روشنایی را کاهش دهد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه معمول را ارائه می‌دهد که برای درک رفتار دستگاه در شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که شدت نور در جریان‌های پایین به صورت فوق خطی با جریان مستقیم افزایش می‌یابد، سپس در جریان‌های بالاتر (معمولاً بالاتر از مقدار توصیه شده 20mA) تمایل به اشباع دارد. راه‌اندازی LED بالاتر از جریان نامی آن منجر به بازده کاهشی در خروجی نور می‌شود در حالی که به طور قابل توجهی گرما را افزایش داده و تخریب را تسریع می‌کند.

4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

این یک منحنی حیاتی برای طراحی حرارتی است. نشان می‌دهد که خروجی نوری با افزایش دمای محیط (و در نتیجه اتصال) کاهش می‌یابد. برای LEDهای AlGaInP، خروجی می‌تواند در محدوده دمای کاری از 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد تقریباً 30-20٪ کاهش یابد. طراحی‌های در نظر گرفته شده برای محیط‌های با دمای بالا باید این درجه‌بندی را برای حفظ روشنایی کافی در نظر بگیرند.

4.3 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم

منحنی IV رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است (با افزایش دما کاهش می‌یابد). این موضوع برای طرح‌های راه‌اندازی با ولتاژ ثابت مهم است، زیرا یک LED گرم‌تر جریان بیشتری می‌کشد و در صورت عدم محدودیت جریان مناسب، ممکن است منجر به فرار حرارتی شود.

4.4 توزیع طیف و الگوی تابش

نمودار طیف، طول موج پیک و FWHM حدود 20nm را تأیید می‌کند. نمودار الگوی تابش (نمودار قطبی) به صورت بصری زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند و یک پروفایل انتشار صاف و گسترده را نشان می‌دهد که برای روشنایی یکنواخت ایده‌آل است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این LED دارای یک بسته‌بندی SMD بسیار فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) تقریباً عبارتند از: طول (L) = 2.0، عرض (W) = 1.25، ارتفاع (H) = 0.8. کاتد معمولاً توسط یک علامت یا گوشه پخ‌خورده روی بسته‌بندی شناسایی می‌شود. ابعاد دقیق و چیدمان پد باید از نقشه ابعاد دقیق در PDF برای طراحی جای پای PCB گرفته شود. تلرانس‌ها معمولاً ±0.1mm هستند.

5.2 شناسایی قطبیت

قطبیت صحیح ضروری است. نقشه بسته‌بندی در دیتاشیت، پدهای آند و کاتد را نشان می‌دهد. اتصال نادرست مانع از روشن شدن LED می‌شود و اعمال حداکثر ولتاژ معکوس 5V می‌تواند به دستگاه آسیب برساند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

این LED با فرآیندهای ریفلو بدون سرب (Pb-free) سازگار است. پروفایل دمایی توصیه شده برای قابلیت اطمینان حیاتی است:

• پیش‌گرمایش:150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 120-60 ثانیه.
• زمان بالاتر از نقطه ذوب (TAL):60-150 ثانیه بالاتر از 217 درجه سانتی‌گراد.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، حداکثر به مدت 10 ثانیه نگه داشته شود.
• نرخ افزایش دما:حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.
• نرخ کاهش دما:حداکثر 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.

قاعده حیاتی:لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار روی یک دستگاه انجام شود تا از آسیب تنش حرارتی به رزین اپوکسی و اتصالات داخلی جلوگیری شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به تعمیر دستی، باید نهایت دقت به کار رود:

• دمای نوک هویه: < 350 درجه سانتی‌گراد.
• زمان تماس برای هر پایه: < 3 ثانیه.
• توان هویه: < 25W.
• بین لحیم‌کاری هر پایه حداقل فاصله 2 ثانیه برای اتلاف حرارت در نظر گرفته شود.

دیتاشیت به صراحت هشدار می‌دهد که آسیب اغلب در حین لحیم‌کاری دستی رخ می‌دهد.

6.3 ذخیره‌سازی و حساسیت به رطوبت

LEDها در یک کیسه مهر و موم شده مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند تا از جذب رطوبت که می‌تواند باعث \"ترکیدن\" (ترک خوردن بسته‌بندی) در حین ریفلو شود، جلوگیری کند.

1. کیسه راتا زمان آمادگی برای استفاده باز نکنید.
2. پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 60٪ ذخیره شوند.
3. \"عمر مفید پس از باز کردن\" کیسه 168 ساعت (7 روز) است.
4. اگر عمر مفید سپری شود یا نشانگر خشک‌کن اشباع را نشان دهد، یکعملیات پختمورد نیاز است: 60 ±5 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت قبل از استفاده.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات قرقره و نوار

بسته‌بندی استاندارد 3000 قطعه در هر قرقره است. عرض نوار حامل 8mm است که روی یک قرقره استاندارد به قطر 7 اینچ (178mm) پیچیده شده است. ابعاد دقیق قرقره، حفره‌های نوار حامل و نوار پوششی در PDF برای سازگاری با فیدرهای تجهیزات اتوماتیک ارائه شده است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات کلیدی برای ردیابی و تأیید است:

• CPN:شماره قطعه مشتری (در صورت اختصاص).
• P/N:شماره قطعه سازنده (مثلاً 19-213/R7C-AP1Q2L/3T).
• QTY:تعداد قطعات روی قرقره.
• CAT:رتبه شدت نور (مثلاً Q2).
• HUE:رتبه رنگی/طول موج غالب (مثلاً مربوط به R7C).
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم (مثلاً مربوط به AP1).
• LOT No:شماره دسته تولید برای ردیابی کیفیت.

8. ملاحظات طراحی کاربرد

8.1 محدود کردن جریان اجباری است

اولین \"احتیاط برای استفاده\" در دیتاشیت تأکید می‌کند:باید از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی (یا درایور جریان ثابت) استفاده شود.LEDها افزایش شدیدی در جریان با افزایش کمی در ولتاژ فراتر از ولتاژ مستقیم (Vf) خود نشان می‌دهند. کارکرد مستقیم از یک منبع ولتاژ بدون کنترل جریان منجر به جریان بیش از حد، گرمایش فوری و خرابی فاجعه‌بار می‌شود.

8.2 چیدمان برد مدار

از اعمال تنش مکانیکی روی LED در حین و پس از لحیم‌کاری خودداری کنید. پس از مونتاژ، PCB را در مجاورت LED خم یا تاب ندهید، زیرا این امر می‌تواند باعث ترک اتصالات لحیم یا خود بسته‌بندی LED شود. اطمینان حاصل کنید که جای پای PCB با الگوی لند توصیه شده مطابقت دارد تا یک فیله لحیم قابل اطمینان حاصل شود.

8.3 مدیریت حرارتی در آرایه‌ها

هنگام طراحی آرایه‌ای از این LEDها برای نور پس‌زمینه، کل توان تلف شده را در نظر بگیرید. فاصله مناسب بین LEDها و ارائه وایاهای حرارتی (در صورت وجود روی برد چندلایه) می‌تواند به اتلاف گرما و جلوگیری از نقاط داغ موضعی که روشنایی و طول عمر را کاهش می‌دهند، کمک کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده‌های اصلی LED مدل 19-213 در کلاس خود، ترکیب اندازه بسته‌بندی بسیار فشرده، زاویه دید گسترده 120 درجه با رزین شفاف (ارائه شدت نور بالا در محور) و انطباق کامل با استانداردهای محیطی مدرن است. در مقایسه با LEDهای قدیمی با رزین پخش‌کننده، لنز شفاف شدت نور بالاتری برای همان اندازه چیپ ارائه می‌دهد، اگرچه با پرتو متمرکزتر که به طور مؤثر توسط زاویه 120 درجه گسترده می‌شود. فناوری AlGaInP آن در مقایسه با فناوری‌های قدیمی مانند GaAsP، بازده بالاتر و اشباع رنگ بهتری در طیف قرمز/نارنجی ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت راه‌اندازی کنم اگر منبع تغذیه من دقیقاً 2.0V باشد؟

No.این کار خطرناک است. ولتاژ مستقیم (Vf) دارای تلرانس و ضریب دمایی منفی است. یک منبع 2.0V ممکن است در دمای 25 درجه سانتی‌گراد کمتر از Vf باشد، اما با گرم شدن LED، Vf کاهش می‌یابد. این می‌تواند باعث افزایش کنترل‌نشده جریان شود. همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 20mA یا کمتر استفاده کنید.

10.2 چرا روش ذخیره‌سازی و پخت اینقدر مهم است؟

بسته‌بندی‌های پلاستیکی SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده به سرعت به بخار تبدیل می‌شود و فشار داخلی ایجاد می‌کند که می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن بسته‌بندی یا ترک خوردن اپوکسی شود و منجر به خرابی فوری یا نهفته شود. فرآیند پخت، این رطوبت جذب شده را به طور ایمن خارج می‌کند.

10.3 چگونه کد محصول 19-213/R7C-AP1Q2L/3T را تفسیر کنم؟

این یک شماره قطعه کامل است که باین‌های عملکرد دقیق را مشخص می‌کند:

• 19-213:خانواده محصول پایه و نوع بسته‌بندی.
• R7C:احتمالاً باین رنگی/طول موج قرمز تیره را مشخص می‌کند.
• AP1:احتمالاً باین ولتاژ مستقیم را مشخص می‌کند.
• Q2:باین شدت نور (112-90 mcd) را مشخص می‌کند.
• L/3T:ممکن است نشان‌دهنده ویژگی‌های دیگر مانند نوع بسته‌بندی یا علامت‌گذاری خاص باشد.

برای تعاریف دقیق، به مستندات کامل کد باین سازنده مراجعه کنید.

11. مثال طراحی و مورد استفاده

11.1 نور پس‌زمینه کلید داشبورد

سناریو:طراحی نور پس‌زمینه برای یک کلید داشبورد خودرو که نیاز به درخشش قرمز یکنواخت پشت یک نماد دارد.پیاده‌سازی:از 3-2 قطعه LED مدل 19-213 که پشت یک راهنمای نور یا پخش‌کننده نور قرار گرفته‌اند استفاده کنید. زاویه دید گسترده 120 درجه آنها به ایجاد روشنایی یکنواخت بدون نقاط داغ کمک می‌کند. آنها را به صورت سری با یک مقاومت محدودکننده جریان از منبع 12V خودرو راه‌اندازی کنید (در صورت لزوم از یک رگولاتور ولتاژ مناسب استفاده کنید). مقدار مقاومت را به صورت R = (V_supply - (N * Vf_LED)) / I_desired محاسبه کنید. برای 3 LED به صورت سری با Vf معمولی هر کدام 2.0V، که از یک خط 5V تنظیم شده با جریان 15mA راه‌اندازی می‌شوند: R = (5V - 6V) / 0.015A = -66.7 اهم. این محاسبه یک مشکل را نشان می‌دهد: مجموع Vf (6V) از منبع تغذیه (5V) بیشتر است. بنابراین، یا از LEDهای کمتری به صورت سری استفاده می‌کنید (مثلاً 2 LED: R = (5V - 4V)/0.015A ≈ 67 اهم) یا آنها را به صورت موازی (هر کدام با مقاومت مخصوص به خود) از یک منبع ولتاژ بالاتر وصل می‌کنید. این مثال اهمیت در نظر گرفتن ولتاژ مستقیم در طراحی مدار را برجسته می‌کند.

12. اصل عملکرد

LED مدل 19-213 بر اساس ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال P-N اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ماده نوع N و حفره‌ها از ماده نوع P به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را مشخص می‌کند - در این مورد، قرمز تیره (~639 nm پیک). رزین اپوکسی شفاف، چیپ نیمه‌هادی را محافظت می‌کند، پایداری مکانیکی فراهم می‌کند و به عنوان یک لنز عمل می‌کند تا خروجی نور را به زاویه دید مشخص شده 120 درجه شکل دهد.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهایی مانند مدل 19-213 چندین روند کلیدی صنعت را دنبال می‌کند:مینیاتوری‌سازی:کاهش مداوم در اندازه بسته‌بندی برای امکان الکترونیک با چگالی بالاتر.بازده بالاتر:بهبودهای مداوم در بازده کوانتومی داخلی و استخراج نور از بسته‌بندی برای ارائه نور بیشتر (mcd) به ازای هر واحد ورودی الکتریکی (mA).انطباق محیطی:حرکت به سمت لحیم‌کاری بدون سرب و مواد بدون هالوژن اکنون یک نیاز پایه است که توسط مقررات جهانی مانند RoHS و REACH هدایت می‌شود.اتوماسیون و استانداردسازی:بسته‌بندی روی نوار و قرقره و پایبندی به جای پای‌های استاندارد SMD (مانند این اندازه تقریبی 2.0x1.25mm) برای تولید با حجم بالا و مقرون به صرفه ضروری است. تکرارهای آینده ممکن است بر روی روشنایی حتی بالاتر در همان جای پای، عملکرد حرارتی بهبود یافته، یا گاموت رنگ گسترده‌تر و شاخص‌های بازآفرینی رنگ برای کاربردهای نمایشگر متمرکز شوند.