مشخصات فنی LED SMD مدل 18-225/S2G6C-A01/3T - ابعاد 1.6x0.8x0.5 میلی‌متر - ولتاژ 1.75-2.35 ولت - توان 60 میلی‌وات - نارنجی/زرد-سبز - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 18-225/S2G6C-A01/3T یک LED نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای با چگالی بالا طراحی شده است. این قطعه تک‌رنگ در دو نوع تراشه مجزا موجود است: S2 (نارنجی درخشان) و G6 (زرد-سبز درخشان). مزیت اصلی این قطعه، ابعاد بسیار کوچک آن به اندازه 1.6x0.8x0.5 میلی‌متر است که باعث صرفه‌جویی قابل توجه در فضای PCB، کاهش نیازهای ذخیره‌سازی و امکان طراحی تجهیزات نهایی کوچکتر می‌شود. ساختار سبک وزن آن، آن را برای دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و مینیاتوری ایده‌آل می‌کند.

این LED بر روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره 7 اینچی بسته‌بندی شده و کاملاً با تجهیزات استاندارد مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place سازگار است. برای استفاده در فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) و فاز بخار طراحی شده است. این محصول با استانداردهای کلیدی محیط زیستی و ایمنی مطابقت دارد: بدون سرب، مطابق با RoHS، مطابق با REACH اتحادیه اروپا و بدون هالوژن (با برم <900 ppm، کلر <900 ppm و Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 کاربردهای هدف

این سری LED همه‌کاره بوده و در نقش‌های مختلف روشنایی و نشانگر استفاده می‌شود. حوزه‌های کلیدی کاربرد شامل نور پس‌زمینه پنل‌های ابزار، کلیدها و نمادها؛ عملکردهای نشانگر و نور پس‌زمینه در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس؛ نور پس‌زمینه تخت برای نمایشگرهای LCD؛ و کاربردهای نشانگر عمومی که در آن‌ها به روشنایی قابل اعتماد و فشرده نیاز است، می‌باشد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

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

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر برای هر دو نوع S2 و G6.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز) برای هر دو نوع.
• توان تلف شده (P_d):60 میلی‌وات برای هر دو نوع.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM): 2000V.
• محدوده دمای کارکرد (T_opr):40- درجه تا +85 درجه سلسیوس.
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):40- درجه تا +90 درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):برای لحیم‌کاری بازجریانی، دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه مشخص شده است. برای لحیم‌کاری دستی، حد مجاز 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

پارامترهای زیر در Ta=25°C و جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. تلرانس‌ها برای طراحی حیاتی هستند: شدت نور (±11%)، طول موج غالب (±1 نانومتر) و ولتاژ مستقیم (±0.10 ولت).

برای S2 (نارنجی درخشان):

• شدت نور (I_v):36.0 - 112 میلی‌کاندلا (به بخش دسته‌بندی مراجعه کنید).
• طول موج پیک (λ_p):611 نانومتر (معمول).
• طول موج غالب (λ_d):599.0 - 611.0 نانومتر.
• پهنای باند طیفی (Δλ):17 نانومتر (معمول).
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.75 - 2.35 ولت.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V.

برای G6 (زرد-سبز درخشان):

• شدت نور (I_v):16.0 - 45.0 میلی‌کاندلا (به بخش دسته‌بندی مراجعه کنید).
• طول موج پیک (λ_p):575 نانومتر (معمول).
• طول موج غالب (λ_d):568.5 - 574.5 نانومتر.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول).
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.75 - 2.35 ولت.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V.

پارامتر مشترک:

• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول) برای هر دو نوع.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس شدت نور و طول موج غالب در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی S2 (نارنجی)

دسته‌های شدت نور (در I_F=20mA):

• بین 1: 36 - 72 میلی‌کاندلا
• بین 2: 72 - 112 میلی‌کاندلا

دسته‌های طول موج غالب (در I_F=20mA):

• بین 1: 599 - 605 نانومتر
• بین 2: 605 - 611 نانومتر

3.2 دسته‌بندی G6 (زرد-سبز)

دسته‌های شدت نور (در I_F=20mA):

• بین 1: 16.0 - 28.5 میلی‌کاندلا
• بین 2: 28.5 - 36.0 میلی‌کاندلا
• بین 3: 36.0 - 45.0 میلی‌کاندلا

دسته‌های طول موج غالب (در I_F=20mA):

• بین 1: 568.5 - 570.5 نانومتر
• بین 2: 570.5 - 572.5 نانومتر
• بین 3: 572.5 - 574.5 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

برگه اطلاعات، منحنی‌های مشخصه معمول را برای هر دو نوع LED ارائه می‌دهد که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط کارکرد مختلف ضروری است.

4.1 جریان مستقیم در مقابل شدت نور

این منحنی‌ها نشان می‌دهند که شدت نور با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد اما به صورت خطی نیست. طراحان باید در محدوده جریان مشخص شده کار کنند تا از تخریب سریع جلوگیری شود. منحنی‌های کاهش رتبه (دری‌تینگ) نشان می‌دهند که چگونه حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای محیط بالاتر از 25 درجه سلسیوس کاهش می‌یابد که برای مدیریت حرارتی حیاتی است.

4.2 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

منحنی IV رابطه نمایی دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم (V_F) دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای اتصال کمی کاهش می‌یابد. این موضوع باید در طراحی درایور جریان ثابت در نظر گرفته شود.

نمودارهای طیفی، ماهیت تک‌رنگ LEDها را تأیید می‌کنند. تراشه S2 در ناحیه نارنجی حول 611 نانومتر و تراشه G6 در ناحیه زرد-سبز حول 575 نانومتر تابش می‌کند. پهنای باند باریک (FWHM حدود 17-20 نانومتر) نشان‌دهنده خلوص رنگ بالا است.

4.4 الگوی تابش

نمودار قطبی، زاویه دید وسیع 120 درجه را تأیید می‌کند که یک الگوی تابش گسترده و شبیه لامبرتین ارائه می‌دهد و برای روشنایی سطحی و نشانگرهای با زاویه دید باز مناسب است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

این LED دارای یک پایه مستطیلی فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر خلاف آن ذکر شود) عبارتند از: طول=1.6، عرض=0.8، ارتفاع=0.5. کاتد برای شناسایی قطبیت علامت‌گذاری شده است. یک طرح پایه لحیم توصیه شده ارائه شده است (0.7x0.8 میلی‌متر برای پایه‌ها، فاصله 0.3 میلی‌متر)، اما این باید بر اساس قوانین طراحی PCB خاص و فرآیندهای لحیم‌کاری بهینه‌سازی شود.

5.2 قرقره، نوار و بسته‌بندی حساس به رطوبت

قطعات در نوار حامل روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شوند، با تعداد استاندارد 3000 قطعه در هر قرقره. ابعاد دقیق قرقره و نوار برای سازگاری با فیدر ارائه شده است. LEDها در یک کیسه آلومینیومی مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند تا از جذب رطوبت جلوگیری شود که برای جلوگیری از ترک خوردگی \"پاپ کورن\" در حین لحیم‌کاری بازجریانی حیاتی است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری

این دستگاه برای لحیم‌کاری بازجریانی بدون سرب با دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه درجه‌بندی شده است. باید از یک پروفیل بازجریانی استاندارد با مراحل پیش‌گرمایش، افزایش دما، پیک و خنک‌سازی مناسب پیروی کرد. لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 3 ثانیه مجاز است، اما باید مراقب بود تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.

6.2 احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

محافظت در برابر جریان بیش از حد:

استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند؛ یک تغییر کوچک در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش شدید جریان و در نتیجه خرابی فوری شود.حساسیت به رطوبت:

این یک قطعه با سطح حساسیت به رطوبت (MSL) است. کیسه بازنشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود. پس از باز شدن، \"عمر مفید در محیط کار\" در شرایط ≤30°C و ≤60% RH، 1 سال است. قطعات استفاده نشده باید در یک کیسه ضد رطوبت همراه با ماده خشک‌کن مجدداً مهر و موم شوند. اگر نشانگر خشک‌کن اشباع را نشان دهد یا زمان نگهداری بیش از حد مجاز باشد، قبل از بازجریان، نیاز به پخت در دمای 60±5°C به مدت 24 ساعت است.7. اطلاعات برچسب و سفارش

برچسب روی قرقره اطلاعات کلیدی ردیابی و فنی را ارائه می‌دهد: شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه شدت نور (CAT)، رتبه رنگ/طول موج غالب (HUE)، رتبه ولتاژ مستقیم (REF) و شماره سری ساخت (LOT No.). این اطلاعات برای کنترل کیفیت و اطمینان از استفاده قطعات صحیح در تولید بسیار مهم است.

8. ملاحظات طراحی کاربردی

8.1 طراحی مدار درایور

همیشه از یک درایور جریان ثابت یا منبع ولتاژ با یک مقاومت سری استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V

supply_{- V}) / I_Fمحاسبه کنید، با در نظر گرفتن بدترین حالت V_Fاز برگه اطلاعات تا مطمئن شوید I_Fهرگز از 25 میلی‌آمپر تجاوز نمی‌کند. برای کاربردهای دقیق، دسته‌های (بین) شدت نور و طول موج را برای دستیابی به ظاهر یکنواخت در بین چندین LED انتخاب کنید._F8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده کم است (60 میلی‌وات)، اما چیدمان مناسب PCB ضروری است. از وایاهای حرارتی زیر پایه حرارتی LED (در صورت وجود) استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس برای دفع حرارت وجود دارد، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام کار با جریان‌های بالاتر. به منحنی کاهش رتبه جریان مستقیم پایبند باشید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید وسیع 120 درجه، این LEDها را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده بدون اپتیک ثانویه دارند، مناسب می‌کند. برای نور متمرکز، ممکن است نیاز به لنزها یا راهنماهای نور خارجی باشد. بسته رزین شفاف، استخراج نور خوبی را فراهم می‌کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

سری 18-225 از طریق استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) خود را متمایز می‌کند. این سیستم ماده برای تولید نور قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد-سبز با روشنایی بالا بسیار کارآمد است و عملکرد و پایداری برتری نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP ارائه می‌دهد. ترکیب اندازه کوچک، قابلیت اطمینان بالا و انطباق با استانداردهای محیط زیستی مدرن (RoHS، بدون هالوژن)، آن را به گزینه‌ای ترجیحی برای طراحی‌های الکترونیکی معاصر نسبت به جایگزین‌های بزرگتر و پایه‌دار تبدیل کرده است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از منبع منطقی 3.3V یا 5V راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع 3.3V و V

معمول 2.0V در 20mA، R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 اهم. برای محاسبه ایمن‌تر از حداکثر V_F(2.35V) استفاده کنید._Fس: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

ج: طول موج پیک (λ

) طول موج در نقطه با بیشترین شدت در طیف است. طول موج غالب (λ_p) طول موج تک‌رنگ نور تک‌فامی است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λ_dبرای مشخصات رنگ مرتبط‌تر است._dس: چرا قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت (بیکینگ) است؟

ج: بسته‌های پلاستیکی می‌توانند رطوبت جذب کنند. در طی فرآیند بازجریانی با دمای بالا، این رطوبت به سرعت به بخار تبدیل می‌شود و فشار داخلی ایجاد می‌کند که می‌تواند باعث ترک خوردن بسته (\"اثر پاپ کورن\") شود. پخت، این رطوبت جذب شده را حذف می‌کند.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با 10 نشانگر نارنجی یکنواخت روشن.

انتخاب قطعه:

1. نوع S2 (نارنجی) را انتخاب کنید. برای یکنواختی، دسته‌بندی دقیقی را برای هر دو شدت نور (مثلاً بین 2: 72-112 میلی‌کاندلا) و طول موج غالب (مثلاً بین 1: 599-605 نانومتر) مشخص کنید.طراحی مدار:
2. سیستم از خط تغذیه 5V استفاده می‌کند. با استفاده از حداکثر V2.35V و جریان هدف I_F20mA، R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5 اهم محاسبه کنید. از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 130 یا 150 اهم استفاده کنید. یک مقاومت 150 اهمی، جریان I_F≈ 17.7mA می‌دهد که در محدوده مشخصات است و حاشیه ایمنی ایجاد می‌کند._Fچیدمان:
3. LEDها را روی یک شبکه 0.05\" (1.27mm) قرار دهید. از ابعاد پایه لحیم توصیه شده پیروی کنید اما فاصله را به 0.25mm تنظیم کنید تا با قابلیت‌های سازنده PCB مطابقت داشته باشد. یک ناحیه مس زمین کوچک در اطراف هر LED برای دفع حرارت جزئی در نظر بگیرید.مونتاژ:
4. اطمینان حاصل کنید که کیسه کارخانه در زمان دریافت مهر و موم شده است. برنامه‌ریزی مونتاژ PCB را در طول عمر مفید 1 ساله پس از باز کردن انجام دهید. در صورت تجاوز از این زمان، قرقره‌ها را قبل از ارسال به کارخانه مونتاژ، پخت کنید.12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساس یک ساختار ناهمگون AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) رشد یافته بر روی یک زیرلایه است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند و در آنجا بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. رنگ خاص (نارنجی یا زرد-سبز) توسط انرژی گاف باند ماده نیمه‌هادی در ناحیه فعال تعیین می‌شود که توسط نسبت‌های دقیق آلومینیوم، گالیم و ایندیم کنترل می‌شود. نور از طریق یک لنز رزین اپوکسی شفاف ساطع می‌شود که همچنین محافظت محیطی را فراهم می‌کند.

13. روندهای صنعت

روند در LEDهای SMD به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، اندازه بسته کوچکتر برای افزایش چگالی و بهبود ثبات رنگ و بازآفرینی رنگ ادامه دارد. همچنین تلاش قوی‌ای برای پذیرش گسترده‌تر مواد و فرآیندهای تولید دوستدار محیط زیست وجود دارد. در حالی که این سری 18-225 نمایانگر یک فناوری بالغ و قابل اعتماد است، نسل‌های جدیدتر ممکن است از طراحی‌های پیشرفته مبتنی بر تبدیل فسفر یا مواد نیمه‌هادی مختلف مانند InGaN برای گاموت رنگ گسترده‌تر استفاده کنند. با این حال، AlGaInP همچنان فناوری غالب و کارآمدترین فناوری برای طیف نارنجی-قرمز-زرد باقی مانده است.

The trend in SMD LEDs continues toward higher efficiency (more lumens per watt), smaller package sizes for increased density, and improved color consistency and rendering. There is also a strong drive for broader adoption of environmentally friendly materials and manufacturing processes. While this 18-225 series represents a mature and reliable technology, newer generations may utilize advanced phosphor-converted designs or different semiconductor materials like InGaN for broader color gamuts. However, AlGaInP remains the dominant and most efficient technology for the orange-red-yellow spectrum.