دیتاشیت SMD LED 19-223/R6BHC-A05/2T - چند رنگ - قرمز و آبی - 2.0V/3.3V - 60mW/75mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 19-223 یک LED نصب سطحی فشرده است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. این قطعه از نوع چند رنگ بوده و در رنگ‌های قرمز درخشان (با استفاده از چیپ AlGaInP مدل R6) و آبی (با استفاده از چیپ InGaN مدل BH) موجود است که هر دو در یک پکیج رزینی شفاف آب قرار گرفته‌اند. اندازه کوچک آن امکان کاهش قابل توجه در ابعاد برد، افزایش چگالی بسته‌بندی و طراحی تجهیزات نهایی کوچکتر و سبک‌تر را فراهم می‌کند و آن را برای کاربردهای مینیاتوری ایده‌آل می‌سازد.

1.1 ویژگی‌های اصلی و انطباق‌ها

ویژگی‌های کلیدی شامل بسته‌بندی روی نوار 8 میلی‌متری در داخل ریل‌هایی با قطر 7 اینچ برای سازگاری با تجهیزات مونتاژ خودکار است. این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار مناسب است. این یک محصول بدون سرب بوده و با مقررات کلیدی زیست‌محیطی از جمله RoHS، EU REACH و استانداردهای بدون هالوژن (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد.

1.2 کاربردهای هدف

این LED همه‌کاره بوده و در نقش‌های مختلف روشنایی و نشانگر کاربرد دارد. کاربردهای اصلی شامل نور پس‌زمینه برای داشبوردها، کلیدها و نمادها؛ نشانگر و نور پس‌زمینه در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس؛ نور پس‌زمینه تخت برای LCD‌ها؛ و کاربردهای روشنایی عمومی می‌شود.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• ولتاژ معکوس (VR):برای هر دو نوع چیپ 5 ولت. تجاوز از این مقدار می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم (IF):R6 (قرمز): 25 میلی‌آمپر (پیوسته)، BH (آبی): 20 میلی‌آمپر (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (IFP):در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز. R6: 50 میلی‌آمپر، BH: 40 میلی‌آمپر. این مقدار برای کار پالسی است، نه DC پیوسته.
• توان تلف شده (Pd):R6: 60 میلی‌وات، BH: 75 میلی‌وات. این حداکثر توان قابل اتلاف توسط پکیج است که به صورت IF * VF محاسبه می‌شود.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):R6: 2000 ولت، BH: 150 ولت. چیپ آبی (BH) به طور قابل توجهی به ESD حساستر است و نیاز به احتیاط‌های سخت‌گیرانه‌تر در جابجایی دارد.
• محدوده دمایی:کارکرد (Topr): 40- تا 85+ درجه سلسیوس. نگهداری (Tstg): 40- تا 90+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری:ریفلو: حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه. لحیم‌کاری دستی: 350 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 3 ثانیه.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در Ta=25°C و IF=20mA اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. آنها خروجی نور و رفتار الکتریکی را تعریف می‌کنند.

• شدت نورانی (Iv):R6: 72.0 - 180.0 میلی‌کاندلا. BH: 36.0 - 72.0 میلی‌کاندلا. این معیاری برای روشنایی درک شده است. محدوده وسیع نشان‌دهنده نیاز به باینینگ است.
• زاویه دید (2θ1/2):130 درجه (معمول). این زاویه‌ای را تعریف می‌کند که در آن شدت حداقل نصف مقدار پیک است.
• طول موج پیک (λp):R6: 632 نانومتر (معمول)، BH: 468 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن تابش طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λd):R6: 617.5 - 633.5 نانومتر، BH: 464.5 - 476.5 نانومتر. این با رنگ درک شده نور مرتبط است.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):R6: 20 نانومتر (معمول)، BH: 15 نانومتر (معمول). عرض طیفی در نصف حداکثر شدت.
• ولتاژ مستقیم (VF):R6: 1.7 ولت (حداقل)، 2.0 ولت (معمول)، 2.4 ولت (حداکثر). BH: 2.7 ولت (حداقل)، 3.3 ولت (معمول)، 3.7 ولت (حداکثر). افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار در جریان مشخص شده.
• جریان معکوس (IR):در VR=5V اندازه‌گیری شده است. R6: 10 میکروآمپر (حداکثر)، BH: 50 میکروآمپر (حداکثر).

تلرانس‌ها:شدت نورانی: ±11%، طول موج غالب: ±1 نانومتر، ولتاژ مستقیم: ±0.1 ولت.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای اندازه‌گیری شده در دسته‌های مختلف (باین) مرتب می‌شوند.

3.1 باینینگ چیپ قرمز (R6)

دسته‌های شدت نورانی (IF=20mA):

• دسته Q: 72.0 - 112.0 میلی‌کاندلا
• دسته R: 112.0 - 180.0 میلی‌کاندلا

دسته‌های طول موج غالب (IF=20mA):

• دسته E4: 617.5 - 621.5 نانومتر
• دسته E5: 621.5 - 625.5 نانومتر
• دسته E6: 625.5 - 629.5 نانومتر
• دسته E7: 629.5 - 633.5 نانومتر

3.2 باینینگ چیپ آبی (BH)

دسته‌های شدت نورانی (IF=20mA):

• دسته N2: 36.0 - 45.0 میلی‌کاندلا
• دسته P1: 45.0 - 57.0 میلی‌کاندلا
• دسته P2: 57.0 - 72.0 میلی‌کاندلا

دسته‌های طول موج غالب (IF=20mA):

• دسته A9: 464.5 - 467.5 نانومتر
• دسته A10: 467.5 - 470.5 نانومتر
• دسته A11: 470.5 - 473.5 نانومتر
• دسته A12: 473.5 - 476.5 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

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

4.1 ویژگی‌های قرمز (R6)

منحنی‌ها معمولاً نشان می‌دهند:

• شدت نورانی نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً به صورت یک رابطه غیرخطی که در جریان‌های بالاتر به اشباع می‌رسد.
• شدت نورانی نسبی در مقابل دمای محیط:اثر خاموشی حرارتی را نشان می‌دهد، جایی که خروجی نور با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:منحنی مشخصه I-V دیود را نشان می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل دمای محیط:ضریب دمایی منفی ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد.
• طول موج پیک در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که رنگ تابش شده (طول موج) چگونه با دما تغییر می‌کند.

4.2 ویژگی‌های آبی (BH)

منحنی‌ها معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• توزیع طیف:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک تابش را در حدود 468 نانومتر نشان می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:منحنی I-V برای چیپ آبی.
• منحنی کاهش جریان مستقیم:حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط برای باقی ماندن در محدوده‌های اتلاف توان مشخص می‌کند.
• نمودار تابش:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور (الگوی زاویه دید) را نشان می‌دهد.
• شدت نورانی نسبی در مقابل دمای محیط:منحنی عملکرد حرارتی.
• شدت نورانی نسبی در مقابل جریان مستقیم:منحنی بازدهی.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد کلی پکیج

این LED یک دستگاه نصب سطحی است. دیتاشیت یک نقشه ابعادی دقیق (نمای بالا، کنار و پایین) با اندازه‌گیری‌های حیاتی ارائه می‌دهد. ابعاد کلیدی معمولاً شامل طول، عرض و ارتفاع کلی، و همچنین مکان‌ها و ابعاد پدهای لحیم‌کاری می‌شود. تمام تلرانس‌ها ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. واحد اندازه‌گیری میلی‌متر (mm) است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً روی دستگاه علامت‌گذاری شده است، اغلب با یک شکاف، یک نقطه سبز یا یک پد با رنگ متفاوت در پایین پکیج. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود تا از آسیب جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل دمایی ریفلو بدون سرب توصیه می‌شود:

• پیش‌گرمایش:150~200 درجه سلسیوس به مدت 60~120 ثانیه.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (217°C):60~150 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سلسیوس.
• زمان در پیک:حداکثر 10 ثانیه.
• نرخ گرمایش:حداکثر 6 درجه سلسیوس بر ثانیه.
• زمان بالاتر از 255°C:حداکثر 30 ثانیه.
• نرخ سرمایش:حداکثر 3 درجه سلسیوس بر ثانیه.

لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.2 احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

حساسیت به رطوبت:قطعات در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند.

1. کیسه ضد رطوبت را تا زمان آمادگی برای استفاده باز نکنید.
2. پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند.
3. "عمر مفید پس از باز کردن" کیسه 168 ساعت (7 روز) است.
4. در صورت تجاوز از عمر مفید یا اگر ماده خشک‌کن نشان‌دهنده رطوبت باشد، قبل از استفاده نیاز به پخت در دمای 60 ±5°C به مدت 24 ساعت است.

محافظت در برابر ESD:به ویژه برای چیپ BH (آبی) با درجه‌بندی HBM پایین 150 ولت، کنترل‌های مناسب ESD (ایستگاه‌های کاری زمین شده، بند مچ) اجباری است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات ریل و نوار حامل

LEDها روی نوار حامل برجسته‌دار عرضه می‌شوند:

• عرض نوار حامل:8 میلی‌متر.
• قطر ریل:7 اینچ.
• تعداد در هر ریل:2000 قطعه.

نقشه‌های دقیق برای ابعاد ریل، ابعاد جیب نوار حامل و قرارگیری نوار پوشش ارائه شده است، با تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل چندین کد است:

• CPN:شماره محصول مشتری.
• P/N:شماره محصول (مثلاً 19-223/R6BHC-A05/2T).
• QTY:تعداد بسته‌بندی.
• CAT:رتبه شدت نورانی (کد باین).
• HUE:مختصات رنگی و رتبه طول موج غالب (کد باین).
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم.
• LOT No:شماره دسته ساخت برای ردیابی.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان

بسیار مهم:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا درایور جریان ثابتبایدبه صورت سری با LED استفاده شود. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است و یک تغییر کوچک می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان مستقیم شود. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (ولتاژ منبع - VF) / IF.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده کم است، اما چیدمان مناسب PCB می‌تواند به مدیریت گرما کمک کند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پدهای لحیم‌کاری به عنوان هیت‌سینک وجود دارد، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر مقادیر مجاز یا در دمای محیط بالا کار می‌کند. به منحنی کاهش جریان برای چیپ BH مراجعه کنید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 130 درجه یک پرتو گسترده ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به نور متمرکز دارند، ممکن است به اپتیک ثانویه (لنز) نیاز باشد. رزین شفاف آب برای کاربردهایی مناسب است که رنگ خود LED نشانگر است. برای خروجی پخش شده یا فیلتر رنگی، باید دیفیوزرها یا لنزهای خارجی در نظر گرفته شوند.

9. مقایسه و تمایز فنی

مزیت اصلی این قطعه در ترکیب اندازه کوچک SMD با در دسترس بودن دو فناوری نیمه‌هادی متمایز و با عملکرد بالا (AlGaInP برای قرمز و InGaN برای آبی) در یک سبک پکیج است. این امر خرید و مونتاژ را برای طراحی‌هایی که به چندین رنگ نیاز دارند ساده می‌کند. در مقایسه با LEDهای بزرگتر ترو-هول، صرفه‌جویی قابل توجهی در فضا و سازگاری با خطوط مونتاژ SMT کاملاً خودکار و پرسرعت ارائه می‌دهد و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

No.این موضوع به صراحت در بخش "احتیاط‌های استفاده" هشدار داده شده است. مشخصه نمایی I-V LED به این معنی است که اگر مستقیماً به یک منبع ولتاژ بالاتر از ولتاژ مستقیم آن متصل شود، مانند یک اتصال کوتاه عمل می‌کند و منجر به جریان بیش از حد و خرابی فوری می‌شود.

10.2 چرا درجه‌بندی ESD برای LED آبی بسیار کمتر از قرمز است؟

مواد و ساختار LEDهای آبی مبتنی بر InGaN ذاتاً به تخلیه الکترواستاتیک حساستر از LEDهای قرمز مبتنی بر AlGaInP هستند. این یک ویژگی اساسی فناوری نیمه‌هادی است. این امر مستلزم رویه‌های سخت‌گیرانه‌تر جابجایی ESD برای نوع آبی است.

10.3 کدهای باین (مثلاً R، E5، P2، A10) برای طراحی من چه معنایی دارند؟

اگر کاربرد شما نیاز به ثبات دقیق رنگ یا روشنایی دارد (مثلاً در یک آرایه چند LED یا نمایشگر)، باید هنگام سفارش، کدهای باین مورد نیاز را مشخص کنید. مخلوط کردن باین‌ها می‌تواند منجر به تغییرات قابل مشاهده در رنگ و شدت در محصول شما شود. برای کاربردهای نشانگر کم‌اهمیت‌تر، گسترش باین وسیع‌تر ممکن است قابل قبول باشد.

10.4 چگونه باید "طول موج پیک" در مقابل "طول موج غالب" را تفسیر کنم؟

طول موج پیک (λp)طول موج فیزیکی است که در آن خروجی توان طیفی بالاترین است.طول موج غالب (λd)طول موج نور تک‌رنگی است که به نظر چشم انسان همان رنگ را دارد. λd برای مشخص کردن رنگ در کاربردهای بصری مرتبط‌تر است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر چند وضعیتی.یک پنل کنترل نیاز به نشانگرهای جداگانه قرمز و آبی برای وضعیت‌های "آماده به کار"، "فعال" و "خطا" دارد. استفاده از سری 19-223 به طراح اجازه می‌دهد تا از فوت‌پرینت یکسان برای هر دو رنگ استفاده کند و چیدمان PCB را ساده می‌کند. طراح چیپ‌های R6 (باین شده به E5 برای رنگ قرمز یکنواخت) برای "خطا" و چیپ‌های BH (باین شده به A10 برای رنگ آبی یکنواخت) برای "فعال" انتخاب می‌کند. یک مقدار مقاومت محدودکننده جریان مشترک برای منبع تغذیه 5 ولت محاسبه می‌شود: ~150Ω برای قرمز (IF=20mA، VF=2.0V) و ~85Ω برای آبی (IF=20mA، VF=3.3V). زاویه دید گسترده 130 درجه، دید از زوایای مختلف را تضمین می‌کند. پکیج SMD امکان نازک بودن بسیار پنل را فراهم می‌کند.

12. معرفی اصول عملکرد

تابش نور در LEDها بر اساس الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. رنگ (طول موج) نور تابش شده توسط انرژی گاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. چیپR6از یک ساختارAlGaInP(آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) استفاده می‌کند که برای تولید نور قرمز تا کهربایی کارآمد است. چیپBHBHاز یک ساختارInGaN

(ایندیوم گالیم نیترید) استفاده می‌کند که برای تولید نور آبی، سبز و سفید (با فسفر) استفاده می‌شود. سیستم‌های مواد مختلف، ویژگی‌های الکتریکی متفاوت (ولتاژ مستقیم، حساسیت ESD) و عملکرد نوری آن‌ها را توضیح می‌دهند.

13. روندهای توسعه