دیتاشیت LED SMD سری 22-23 مدل R6GHBHC-A01/2C - چند رنگ - ولتاژ 2.0-3.7 ولت - توان 60-95 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

سری 22-23 یک LED نصب سطحی (SMD) چند رنگ و فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند کوچک‌سازی و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است. این قطعه به‌طور قابل توجهی از LEDهای سنتی با پایه‌های سیمی کوچک‌تر است و امکان کاهش چشمگیر در اندازه برد مدار چاپی (PCB) و فضای کلی تجهیز را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن، آن را به‌ویژه برای دستگاه‌های قابل حمل و با محدودیت فضایی مناسب می‌سازد.

این سری در سه نوع رنگی مجزا ارائه می‌شود که هر کدام بر اساس مواد نیمه‌هادی متفاوتی هستند: قرمز درخشان (R6، AlGaInP)، سبز درخشان (GH، InGaN) و آبی (BH، InGaN). همه انواع در یک پکیج رزینی شفاف عرضه می‌شوند. محصول کاملاً با الزامات تولید بدون سرب (RoHS) مطابقت دارد و با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است که ادغام آسان در خطوط مونتاژ خودکار را تسهیل می‌کند. این قطعات بر روی نوار 8 میلی‌متری سوار شده بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ بسته‌بندی شده‌اند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. اینها شرایط کاری توصیه شده نیستند.

• ولتاژ معکوس (V_R):برای همه انواع 5 ولت است. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم (I_F):حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته برای همه انواع R6، GH و BH برابر با 25 میلی‌آمپر است.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):حداکثر جریان مستقیم پالسی مجاز، که در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز مشخص شده است، متغیر است: 60 میلی‌آمپر برای R6، 95 میلی‌آمپر برای GH و 100 میلی‌آمپر برای BH. این پارامتر برای کاربردهای عملیات پالسی حیاتی است.
• توان تلف شده (P_d):حداکثر توانی که قطعه می‌تواند تلف کند برای R6 برابر با 60 میلی‌وات و برای GH و BH برابر با 95 میلی‌وات است. این حد توسط مشخصات حرارتی پکیج تعیین می‌شود.
• دمای کاری و ذخیره‌سازی:قطعه برای کار در محدوده دمایی 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده و می‌تواند در محدوده 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد ذخیره شود.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):همه انواع دارای ولتاژ تحمل ESD برابر با 2000 ولت (مدل بدن انسان) هستند که نشان‌دهنده سطح استانداردی از حساسیت ESD است. رعایت اقدامات احتیاطی مناسب در هنگام کار با ESD ضروری است.
• دمای لحیم‌کاری:قطعه می‌تواند لحیم‌کاری ریفلو با حداکثر دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه، یا لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه را تحمل کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر و دمای محیط (T_a) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند که نمایانگر شرایط کاری معمول هستند.

• شدت نور (I_v):خروجی نور معمول به‌طور قابل توجهی بر اساس نوع متفاوت است: R6 (45-180 میلی‌کاندلا)، GH (112-450 میلی‌کاندلا)، BH (28.5-112 میلی‌کاندلا). نوع GH (سبز) بالاترین خروجی معمول را ارائه می‌دهد.
• زاویه دید (2θ_1/2):یک زاویه دید وسیع 120 درجه برای همه رنگ‌ها معمول است که الگوی تابش گسترده‌ای را برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه فراهم می‌کند.
• طول موج پیک و غالب (λ_p, λ_d):رنگ نور ساطع شده را تعریف می‌کند. مقادیر معمول عبارتند از: R6 (λ_p632 نانومتر، λ_d615-630 نانومتر)، GH (λ_p518 نانومتر، λ_d510-540 نانومتر)، BH (λ_p468 نانومتر، λ_d460-480 نانومتر).
• ولتاژ مستقیم (V_F):افت ولتاژ روی LED در 20 میلی‌آمپر. LEDهای R6 دارای V_Fمعمول پایین‌تری معادل 2.0 ولت (حداقل 1.7 ولت، حداکثر 2.4 ولت) هستند، در حالی که انواع GH و BH دارای V_Fمعمول بالاتری معادل 3.3 ولت (حداقل 2.7 ولت، حداکثر 3.7 ولت) هستند. این یک پارامتر کلیدی برای طراحی مدار درایور و محاسبه مصرف توان است.
• جریان معکوس (I_R):جریان نشتی هنگام اعمال 5 ولت در بایاس معکوس برای نوع R6 حداکثر 10 میکروآمپر مشخص شده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس شدت نور در I_F= 20 میلی‌آمپر در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. هر نوع رنگی ساختار دسته‌بندی خود را دارد.

• R6 (قرمز):دسته‌های P (45.0-72.0 میلی‌کاندلا)، Q (72.0-112 میلی‌کاندلا)، R (112-180 میلی‌کاندلا).
• GH (سبز):دسته‌های R (112-180 میلی‌کاندلا)، S (180-285 میلی‌کاندلا)، T (285-450 میلی‌کاندلا).
• BH (آبی):دسته‌های N (28.5-45.0 میلی‌کاندلا)، P (45.0-72.0 میلی‌کاندلا)، Q (72.0-112 میلی‌کاندلا).

دیتاشیت تحمل شدت نور ±11% را در هر دسته ذکر می‌کند. برای تطابق دقیق رنگ، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم نیز به ترتیب با تحمل‌های ±1 نانومتر و ±0.1 ولت کنترل می‌شوند. اینها معمولاً توسط کدهای HUE و REF روی برچسب بسته‌بندی نشان داده می‌شوند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت منحنی‌های مشخصه معمول را برای هر نوع LED (R6، GH، BH) ارائه می‌دهد که برای درک رفتار قطعه در شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

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

منحنی‌ها رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهند. LED قرمز (R6) دارای ولتاژ زانو پایین‌تری (~1.8 ولت) در مقایسه با LEDهای سبز (GH) و آبی (BH) (~3.0 ولت) است که با مواد نیمه‌هادی متفاوت آنها (AlGaInP در مقابل InGaN) سازگاری دارد. این نمودار برای انتخاب مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت مناسب حیاتی است.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این نمودارها نشان می‌دهند که خروجی نور در یک محدوده قابل توجه تقریباً به صورت خطی با جریان افزایش می‌یابد. با این حال، کار کردن بالاتر از حداکثر مقدار مجاز مطلق، عمر مفید را کاهش داده و می‌تواند باعث خرابی شود. این منحنی‌ها به طراحان کمک می‌کنند تا جریان درایو را برای روشنایی مورد نظر بهینه کنند و در عین حال قابلیت اطمینان را حفظ نمایند.

4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط

همه انواع LED با افزایش دمای محیط کاهش در خروجی نور را نشان می‌دهند. خروجی معمولاً در دمای 25 درجه سانتی‌گراد به 100% نرمال می‌شود. نرخ کاهش متفاوت است، اما درک این کاهش حرارتی برای کاربردهایی که در محدوده دمایی وسیعی کار می‌کنند (مانند صفحه‌های خودرو) برای اطمینان از حفظ روشنایی کافی در دمای بالا بسیار مهم است.

4.4 منحنی کاهش جریان مستقیم

این منحنی حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط دیکته می‌کند. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن کاهش می‌یابد تا از تجاوز از حد توان تلف شده قطعه و ایجاد فرار حرارتی جلوگیری شود. رعایت این منحنی برای عملکرد مطمئن اجباری است.

4.5 توزیع طیف

نمودارها شدت نسبی نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را نمایش می‌دهند. آنها باندهای تابش باریک معمول LEDها را نشان می‌دهند که حول طول موج پیک (λ_p) متمرکز شده‌اند. پهنای باند طیفی (Δλ) در جدول ارائه شده است (مثلاً 20 نانومتر برای R6).

4.6 نمودار تابش

این نمودارهای قطبی توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهند و زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کنند. الگو عموماً لامبرتی (شبیه کسینوس) است که برای LEDهای با لنز گنبدی ساده رایج است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED دارای فوت‌پرینت SMD فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تحمل ±0.1 میلی‌متر مگر خلاف آن ذکر شود) شامل اندازه بدنه تقریباً 2.0 میلی‌متر در 2.0 میلی‌متر، با ارتفاع معمولی است. یک نقشه ابعادی دقیق ارائه شده که مکان‌های پد آند و کاتد را نشان می‌دهد.

5.2 طراحی پد و شناسایی قطبیت

یک الگوی زمین PCB پیشنهادی (چیدمان پد) برای مرجع گنجانده شده است، اگرچه به طراحان توصیه می‌شود آن را بر اساس نیازهای فرآیندی خاص خود اصلاح کنند. سمت کاتد LED به وضوح با یک ماسک سبز روی خود پکیج مشخص شده است که برای جهت‌دهی صحیح در طول مونتاژ ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

قطعه با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. پارامتر حیاتی حداکثر دمای لحیم‌کاری است که نباید بیش از 260 درجه سانتی‌گراد به مدت بیش از 10 ثانیه باشد. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید به حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه محدود شود. این محدودیت‌ها از آسیب به ساختار داخلی LED و لنز اپوکسی جلوگیری می‌کنند. قطعات به رطوبت حساس هستند و در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت ارسال می‌شوند. اگر بسته‌بندی باز شود، باید روش‌های استاندارد مدیریت سطح حساسیت به رطوبت (MSL) رعایت شود تا از "ترکیدن" در طول ریفلو جلوگیری گردد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها بر روی نوار حامل برجسته با عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند که بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ پیچیده شده‌اند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. بسته‌بندی شامل یک کیسه آلومینیومی ضد رطوبت حاوی جاذب رطوبت است. برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و انتخاب دسته است، از جمله کدهای رتبه شدت نور (CAT)، رتبه طول موج غالب (HUE) و رتبه ولتاژ مستقیم (REF)، به همراه شماره محصول (P/N)، شماره سری ساخت و تعداد.

8. پیشنهادات کاربرد

8.1 سناریوهای کاربرد معمول

• نور پس‌زمینه:ایده‌آل برای نور پس‌زمینه نمادها، سوئیچ‌ها و پنل‌های LCD کوچک در الکترونیک مصرفی، صفحه‌های خودرو و پنل‌های کنترل صنعتی.
• نشانگرهای وضعیت:عالی برای نشانگرهای برق، اتصال و حالت در تجهیزات مخابراتی (تلفن، فکس)، لوازم جانبی کامپیوتر و لوازم خانگی.
• نورپردازی عمومی:مناسب برای نورپردازی تزئینی، نورپردازی تاکیدی و سایر کاربردهایی که اندازه فشرده و مصرف توان پایین اولویت دارند.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم به مقدار مورد نظر (مثلاً 20 میلی‌آمپر برای مشخصات معمول) استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F.
• محاسبه کنید.مدیریت حرارتی:
• اگرچه توان پایین است، در صورت کار در دمای محیطی بالا یا نزدیک به حداکثر جریان، اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس روی PCB یا وایاهای حرارتی وجود دارد تا دمای پیوند در محدوده ایمن حفظ شود.محافظت در برابر ESD:
• اگر LED در مکانی قابل دسترسی کاربر قرار دارد، محافظت ESD را روی خطوط ورودی پیاده‌سازی کنید، زیرا درجه‌بندی 2000 ولت HBM متوسط است.طراحی نوری:

زاویه دید وسیع ممکن است نیاز به راهنماهای نور یا پخش‌کننده‌ها برای دستیابی به نورپردازی یکنواخت در کاربردهای نور پس‌زمینه داشته باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

مزیت اصلی سری 22-23 در ترکیب فاکتور فرم بسیار کوچک (امکان‌پذیر کردن چیدمان‌های PCB با چگالی بالا) و در دسترس بودن سه رنگ مجزا و درخشان از یک طرح کلی پکیج واحد نهفته است. در مقایسه با LEDهای نفوذی بزرگتر، صرفه‌جویی قابل توجهی در فضا و وزن ارائه می‌دهد. استفاده از فناوری InGaN برای سبز و آبی، راندمان و روشنایی بالاتری نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر فراهم می‌کند. سازگاری آن با ماشین‌های برداشت و قراردادن خودکار و لحیم‌کاری ریفلو، تولید را ساده‌سازی کرده و هزینه مونتاژ را در مقایسه با نصب دستی کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_pطول موج پیک (λ_d) طول موج واحدی است که در آن طیف تابش حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λ_d) طول موج واحد نور تک‌رنگی است که با رنگ درک شده خروجی LED مطابقت دارد. λ

برای مشخصات رنگ در کاربردها مرتبط‌تر است.

10.2 آیا می‌توانم LED را مستقیماً با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟_Fخیر. اعمال مستقیم 5 ولت به LED (به ویژه نوع قرمز با V

حدود 2.0 ولت) باعث جریان بیش از حد شده و به سرعت قطعه را از بین می‌برد. همیشه به یک مکانیسم محدودکننده جریان (مقاومت یا رگولاتور) نیاز است.

10.3 چرا ولتاژهای مستقیم برای قرمز در مقابل سبز/آبی متفاوت هستند؟

ولتاژ مستقیم توسط انرژی گاف نواری ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. AlGaInP (قرمز) گاف نواری پایین‌تری نسبت به InGaN (سبز/آبی) دارد که منجر به ولتاژ مستقیم مورد نیاز پایین‌تری برای دستیابی به تابش می‌شود.

10.4 چگونه کدهای دسته (CAT، HUE، REF) روی برچسب را تفسیر کنم؟

این کدها به شما امکان می‌دهند LEDهایی با پارامترهای کنترل شده دقیق انتخاب کنید. CAT مربوط به دسته شدت نور است (مثلاً P، Q، R برای قرمز). HUE مربوط به دسته طول موج غالب است. REF مربوط به دسته ولتاژ مستقیم است. استفاده از LEDهای یک دسته، ثبات در روشنایی و رنگ در سراسر محصول شما را تضمین می‌کند.

11. مورد عملی طراحی و استفادهسناریو: طراحی یک نشانگر چند وضعیتی برای یک دستگاه قابل حمل.

1. یک طراح به LEDهای فشرده و کم‌مصرف برای نشان دادن شارژ (قرمز)، شارژ کامل (سبز) و فعالیت بلوتوث (آبی) نیاز دارد. سری 22-23 یک انتخاب ایده‌آل است. آنها باید:
2. انواع R6، GH و BH را انتخاب کنند._{یک PCB با سه مدار درایور مجزا طراحی کنند. برای منبع تغذیه سیستم 3.3 ولت، مقاومت‌های سری را محاسبه کنند: R}قرمز_{= (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65Ω (استفاده از 68Ω استاندارد). R}سبز/آبی_F= (3.3V - 3.3V) / 0.020A = 0Ω. این نشان می‌دهد که ولتاژ منبع در V
3. معمول است و برای عملکرد پایدار با یک مقاومت، نیاز به یک درایور جریان ثابت یا ولتاژ منبع کمی بالاتر دارد.
4. LEDها را بر روی برد طبق چیدمان پد توصیه شده قرار دهند و از تراز صحیح قطبیت از طریق نشانگر ماسک سبز اطمینان حاصل کنند.
5. میکروکنترلر را برای راه‌اندازی LEDها در 20 میلی‌آمپر از طریق پین‌های GPIO خود (با قابلیت سینک/سورس جریان مناسب) برنامه‌ریزی کنند.

یکنواختی روشنایی را با مشخص کردن دسته شدت نور یکسان (مثلاً Q برای قرمز/آبی، R برای سبز) در طول خرید تأیید کنند.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که هنگام عبور جریان الکتریکی از آنها نور ساطع می‌کنند. این پدیده، که الکترولومینسانس نامیده می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که الکترون‌ها با حفره‌ها درون دستگاه بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ (طول موج) نور ساطع شده توسط گاف نواری انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین می‌شود. سری 22-23 از AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) برای نور قرمز و InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای نور سبز و آبی استفاده می‌کند. این نیمه‌هادی‌های مرکب امکان تولید نور کارآمد در سراسر طیف مرئی را فراهم می‌کنند. پکیج SMD تراشه نیمه‌هادی کوچک را در یک رزین اپوکسی شفاف محصور می‌کند که به عنوان لنز عمل کرده، خروجی نور را شکل داده و محافظت مکانیکی و محیطی را فراهم می‌کند.

13. روندهای توسعه