دیتاشیت LED SMD مدل 19-223/S2BHC-A01/2T - بسته‌بندی 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.0V/3.0V - چندرنگ - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی SMD مدل 19-223/S2BHC-A01/2T یک قطعه نصب سطحی (SMD) چندرنگ و فشرده است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. مزیت اصلی آن در مقایسه با ال ای دی‌های سنتی دارای پایه، کاهش چشمگیر فضای اشغالی است که امکان طراحی برد مدار چاپی (PCB) کوچکتر، چگالی بالاتر قطعات و در نهایت تجهیزات نهایی فشرده‌تر را فراهم می‌کند. ساختار سبک‌وزن آن همچنین آن را برای کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل مناسب می‌سازد که در آن‌ها وزن و فضا محدودیت‌های حیاتی هستند.

این محصول در پیکربندی چندرنگ ارائه می‌شود و به طور خاص از انتشار نور نارنجی درخشان (از طریق چیپ AlGaInP) و آبی (از طریق چیپ InGaN) پشتیبانی می‌کند. این قطعه بر روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده بر روی قرقره‌های 7 اینچی بسته‌بندی می‌شود که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات استاندارد مونتاژ خودکار Pick-and-Place است. دستگاه به طور کامل با دستورالعمل‌های RoHS، EU REACH و عاری از هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد و آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه به طور جداگانه برای دو نوع چیپ آن، S2 (AlGaInP، نارنجی) و BH (InGaN، آبی)، در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس تعریف شده است.

• جریان مستقیم (IF): چیپ S2 دارای حداکثر جریان مستقیم پیوسته 25 میلی‌آمپر است، در حالی که چیپ BH برای 20 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است. تجاوز از این مقادیر خطر آسیب دائمی را در پی دارد.
• جریان مستقیم پیک (IFP): برای عملکرد پالسی در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز، چیپ S2 می‌تواند پیک‌های 50 میلی‌آمپر و چیپ BH می‌تواند پیک‌های 40 میلی‌آمپر را تحمل کند.
• توان تلف شده (Pd): حداکثر توان تلف شده مجاز برای چیپ S2 برابر 60 میلی‌وات و برای چیپ BH برابر 75 میلی‌وات است. این پارامتر برای مدیریت حرارتی حیاتی است.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD): چیپ S2 محافظت قوی ESD تا 2000 ولت (مدل بدن انسان) ارائه می‌دهد، در حالی که چیپ BH برای 150 ولت درجه‌بندی شده است. رعایت روش‌های صحیح کنترل ESD ضروری است، به ویژه برای نوع BH.
• محدوده‌های دما: محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس و محدوده دمای نگهداری از 40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس است.
• دمای لحیم‌کاری: این ال ای دی می‌تواند لحیم‌کاری ریفلو در دمای 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه یا لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه را تحمل کند.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

معیارهای کلیدی عملکرد در دمای محیط Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv): برای چیپ S2 (نارنجی)، شدت نور از حداقل 72.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 140.0 میلی‌کاندلا متغیر است. چیپ BH (آبی) دارای محدوده 36.0 میلی‌کاندلا تا 72.0 میلی‌کاندلا است. تلرانس ±11٪ اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2): هر دو چیپ دارای زاویه دید گسترده 120 درجه به صورت معمول هستند.
• طول موج: چیپ S2 دارای طول موج پیک معمولی (λp) 611 نانومتر و طول موج غالب (λd) 605 نانومتر است. چیپ BH دارای طول موج پیک معمولی 468 نانومتر و طول موج غالب 470 نانومتر است.
• پهنای باند طیف (Δλ): پهنای طیفی تقریباً 17 نانومتر برای چیپ S2 و 25 نانومتر برای چیپ BH است.
• ولتاژ مستقیم (VF): چیپ S2 در ولتاژ مستقیم معمولی 2.0 ولت، در محدوده 1.7 ولت تا 2.4 ولت کار می‌کند. چیپ BH دارای VF معمولی 3.0 ولت تا 3.5 ولت است. تلرانس ±0.1 ولت اعمال می‌شود.
• جریان معکوس (IR): در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت، حداکثر جریان معکوس برای S2 برابر 10 میکروآمپر و برای BH برابر 50 میکروآمپر است.توجه مهم:این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

ال ای دی‌ها بر اساس پارامترهای کلیدی دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

چیپ S2 (نارنجی):

• بین Q1: 72.0 - 90.0 میلی‌کاندلا
• بین Q2: 90.0 - 112.0 میلی‌کاندلا
• بین R1: 112.0 - 140.0 میلی‌کاندلا

چیپ BH (آبی):

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

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (فقط چیپ BH)

ولتاژ مستقیم برای چیپ BH (آبی) نیز دسته‌بندی شده است:

• بین 1: 3.00 - 3.15 ولت
• بین 2: 3.15 - 3.30 ولت
• بین 3: 3.30 - 3.50 ولت

این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا ال ای دی‌هایی با تطابق دقیق‌تر VF را برای کاربردهایی که نیاز به توزیع یکنواخت جریان در رشته‌های موازی دارند، انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه الکترو-نوری معمول برای هر دو چیپ S2 و BH است. اگرچه داده‌های گرافیکی خاص در متن ارائه نشده است، این منحنی‌ها به طور معمول رابطه بین جریان مستقیم (IF) و ولتاژ مستقیم (VF)، تأثیر دمای محیط بر شدت نور و توزیع توان طیفی نسبی را نشان می‌دهند. تحلیل این منحنی‌ها برای درک رفتار دستگاه در شرایط غیراستاندارد (مانند جریان‌های درایو یا دماهای مختلف) و برای طراحی دقیق مدار و مدل‌سازی حرارتی ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این ال ای دی دارای یک بسته‌بندی SMD فشرده است. ابعاد بسته‌بندی در یک نقشه دقیق ارائه شده است با این توضیح که تلرانس‌ها ±0.1 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. واحد اندازه‌گیری میلی‌متر (mm) است. این اطلاعات برای طراحی جایگاه PCB، اطمینان از قرارگیری صحیح و جلوگیری از تداخل مکانیکی با سایر قطعات حیاتی است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 نگهداری و جابجایی

ال ای دی‌ها در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند.

1. تا زمان آمادگی برای استفاده، کیسه ضد رطوبت را باز نکنید.
2. پس از باز کردن، ال ای دی‌های استفاده نشده باید در دمای ≤ 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ≤ 60٪ نگهداری شوند.
3. "عمر مفید پس از باز کردن" 168 ساعت (7 روز) است. ال ای دی‌های استفاده نشده باید مجدداً در بسته‌بندی ضد رطوبت مهر و موم شوند.
4. اگر ماده خشک‌کن نشان‌دهنده جذب رطوبت باشد یا عمر مفید پس از باز کردن سپری شده باشد، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت در دمای 60 ± 5 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت است.

6.2 فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری ریفلو:پروفیل دمایی ریفلو بدون سرب توصیه می‌شود. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. از اعمال تنش مکانیکی به ال ای دی در حین گرمایش خودداری کنید و پس از لحیم‌کاری PCB را تاب ندهید.لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، از هویه با دمای نوک < 350 درجه سلسیوس و توان نامی < 25 وات استفاده کنید. زمان تماس برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. حداقل فاصله 2 ثانیه‌ای بین لحیم‌کاری هر پایه رعایت شود. لحیم‌کاری دستی خطر آسیب بیشتری دارد.تعمیر:تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. اگر اجتناب‌ناپذیر است، باید از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پایه استفاده شود تا از تنش حرارتی جلوگیری شود. تأثیر بر مشخصات ال ای دی باید از قبل ارزیابی شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

محصول بر روی نوار حامل در قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود، با تعداد استاندارد 2000 قطعه در هر قرقره. ابعاد دقیق قرقره و نوار حامل ارائه شده است (تلرانس‌ها ±0.1mm). برچسب بسته‌بندی شامل فیلدهایی برای شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه شدت نور (CAT)، رتبه رنگ/طول موج غالب (HUE)، رتبه ولتاژ مستقیم (REF) و شماره دسته (LOT No.) است.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نور پس‌زمینه:ایده‌آل برای نشانگرهای داشبورد، روشنایی کلیدها و نور پس‌زمینه تخت برای LCDها و نمادها.
• تجهیزات مخابراتی:مناسب برای نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تلفن‌ها و فکس‌ها.
• استفاده عمومی به عنوان نشانگر:می‌تواند در انواع گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی که نیاز به یک نشانگر فشرده و قابل اعتماد دارند، استفاده شود.

8.2 ملاحظات طراحی

محدودکننده جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجیالزامی است. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که افزایش جزئی در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان شود اگر به درستی کنترل نشود.مدیریت حرارتی:به درجه‌بندی‌های حداکثر توان تلف شده پایبند باشید. در صورت کار نزدیک به حداکثر درجه‌بندی‌ها یا در دمای محیط بالا، از مساحت کافی مس روی PCB یا سایر روش‌های خنک‌کنندگی اطمینان حاصل کنید.محافظت در برابر ESD:اقدامات محافظتی ESD مناسب را روی PCB پیاده‌سازی کنید، به ویژه برای نوع BH (آبی) با درجه‌بندی HBM پایین‌تر 150 ولت.

9. مقایسه و تمایز فنی

تمایز کلیدی این خانواده ال ای دی در ارائه دو چیپ (AlGaInP برای نارنجی و InGaN برای آبی) درون یک فضای بسته‌بندی فشرده یکسان است. این امر انعطاف‌پذیری طراحی را فراهم می‌کند. در مقایسه با ال ای دی‌های سوراخ‌دار بزرگتر، مزایای اصلی آن کاهش چشمگیر فضای برد و وزن، سازگاری با مونتاژ کاملاً خودکار و مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن است. زاویه دید گسترده 120 درجه برای کاربردهایی که نیاز به دید گسترده دارند مناسب است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: چرا مقاومت محدودکننده جریان کاملاً ضروری است؟ج: ولتاژ مستقیم ال ای دی با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. بدون یک مقاومت سری برای تنظیم جریان، این می‌تواند منجر به فرار حرارتی شود - افزایش جزئی ولتاژ باعث جریان بیشتر می‌شود که ال ای دی را گرم می‌کند، Vf آن را بیشتر کاهش می‌دهد و جریان حتی بیشتری می‌کشد و در نهایت باعث خرابی می‌شود.

س: عمر مفید 168 ساعته پس از باز کردن به چه معناست؟ج: پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت، قطعات در معرض رطوبت محیط قرار می‌گیرند. رطوبت جذب شده می‌تواند در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی ("پاپ کورن شدن") شود. محدودیت 168 ساعته حداکثر زمان ایمن قرارگیری در معرض محیط قبل از اینکه این خطر بدون پخت مجدد غیرقابل قبول شود، است.

س: آیا می‌توانم ال ای دی را با منبع ولتاژ به جای منبع جریان راه‌اندازی کنم؟ج: به شدت توصیه نمی‌شود. راه‌اندازی با ولتاژ ثابت، حتی با یک مقاومت سری، نسبت به یک درایور جریان ثابت مناسب ناپایدارتر است زیرا تغییرات Vf ناشی از دما یا دسته‌بندی را جبران نمی‌کند. همیشه برای کنترل جریان طراحی کنید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل چند نشانگر.یک طراح نیاز به ال ای دی‌های وضعیت نارنجی و آبی فشرده روی یک برد کنترل با تراکم بالا دارد. آن‌ها مدل 19-223/S2BHC-A01/2T را به دلیل اندازه کوچک و گزینه دو رنگ از یک شماره قطعه واحد انتخاب می‌کنند که فرآیند تدارکات را ساده می‌کند. آن‌ها مقادیر مقاومت محدودکننده جریان جداگانه‌ای برای ال ای دی‌های نارنجی (VF~2.0V) و آبی (VF~3.2V) طراحی می‌کنند تا روشنایی مشابهی از یک ریل مشترک 5 ولتی به دست آورند. آن‌ها جایگاه PCB را دقیقاً مطابق نقشه بسته‌بندی مشخص می‌کنند. در طول مونتاژ، آن‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که قرقره نوار در طول عمر مفید پس از باز کردن استفاده شود و پروفیل ریفلو توصیه شده را رعایت می‌کنند تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.

12. معرفی اصل فنی

انتشار نور در ال ای دی‌ها بر اساس الکترولومینسانس در مواد نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. رنگ (طول موج) نور ساطع شده توسط انرژی گاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. سیستم مادهAlGaInP(آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) برای تولید نور در طیف کهربایی تا نارنجی-قرمز کارآمد است. سیستم مادهInGaN(ایندیم گالیم نیترید) برای تولید نور آبی، سبز و سفید (با فسفر) استفاده می‌شود. بسته‌بندی SMD تراشه نیمه‌هادی را در یک رزین اپوکسی شفاف یا پخش‌کننده محصور می‌کند که همچنین به عنوان یک لنز برای شکل‌دهی به خروجی نور عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

روند در ال ای دی‌های نشانگر و نور پس‌زمینه به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر واحد توان الکتریکی)، اندازه بسته‌بندی کوچکتر برای افزایش چگالی و قابلیت اطمینان بهبودیافته ادامه دارد. همچنین تلاش قوی‌ای برای پذیرش گسترده‌تر مواد (عاری از هالوژن، بدون سرب) و فرآیندهای سازگار با محیط زیست وجود دارد. یکپارچه‌سازی، مانند گنجاندن مقاومت‌های محدودکننده جریان یا ICهای کنترل درون بسته‌بندی ال ای دی، توسعه دیگری است که برای ساده‌سازی طراحی مدار کاربر نهایی و بهبود یکنواختی عملکرد در جریان است.

توجه محدودیت کاربردی:این محصول برای کاربردهای عمومی در نظر گرفته شده است. ممکن است بدون مشورت و تأیید صلاحیت قبلی برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا مناسب نباشد. چنین کاربردهایی شامل، اما نه محدود به، سیستم‌های نظامی/هوافضا، سیستم‌های ایمنی/امنیتی خودرو (مانند ایربگ، ترمز) و تجهیزات پزشکی حیاتی می‌شود. برای این مصارف، باید محصولاتی که برای الزامات خاص محیطی سخت و قابلیت اطمینان طراحی و تأیید صلاحیت شده‌اند، تهیه شوند.