دیتاشیت LED SMD مدل 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C - ابعاد بسته‌بندی 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.7-3.4V - توان 40mW - رنگ سفید خالص - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C یک LED نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند روشنایی قابل اعتماد و کم‌حجم طراحی شده است. این قطعه نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجهی نسبت به LEDهای سنتی با پایه‌های سیمی است و امکان کوچک‌سازی چشمگیر و بهبود بازده در طراحی محصول نهایی را فراهم می‌کند.

1.1 مزایای اصلی و جایگاه محصول

مزیت اصلی این LED، ابعاد بسیار کوچک آن است. ابعاد بسته‌بندی امکان چگالی بالاتر قطعات روی بردهای مدار چاپی (PCB) را فراهم می‌کند که مستقیماً به کاهش اندازه برد و در نتیجه تجهیزات نهایی کوچکتر منجر می‌شود. سبکی آن، این محصول را به ویژه برای کاربردهای قابل حمل و مینیاتوری که وزن و فضا محدودیت‌های حیاتی هستند، مناسب می‌سازد. این محصول به عنوان یک راه‌حل همه‌کاره و عمومی برای نشانگر و نور پس‌زمینه جایگاه‌یابی شده و با استانداردهای اصلی محیط زیستی و ایمنی از جمله RoHS، REACH و الزامات بدون هالوژن (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد.

1.2 بازار هدف و کاربردها

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

درک کامل پارامترهای الکتریکی و نوری برای طراحی مدار قابل اعتماد و تضمین عملکرد بلندمدت ضروری است.

2.1 مشخصات حداکثر مجاز مطلق

این مشخصات محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

ولتاژ معکوس (Vr):

• 5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست سریع پیوند شود._Rجریان مستقیم (If):10 میلی‌آمپر (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (Ifp):_F100 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @ 1 کیلوهرتز). این امکان پالس‌های کوتاه جریان بالاتر را فراهم می‌کند که برای مالتی‌پلکس کردن یا دستیابی به روشنایی لحظه‌ای بالاتر مفید است.توان تلف شده (Pd):
• 40 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته‌بندی می‌تواند بدون تجاوز از محدودیت‌های حرارتی خود به صورت گرما دفع کند._FPتخلیه الکتریسیته ساکن (ESD):مدل بدن انسان (HBM) 150 ولت. این نشان‌دهنده حساسیت متوسط به ESD است و نیازمند رعایت رویه‌های صحیح جابجایی در محیط محافظت شده از ESD می‌باشد.
• دمای کاری (Topr):_d40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این محدوده وسیع برای محیط‌های خودرویی و صنعتی مناسب است.دمای نگهداری (Tstg):
• 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد.2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی (دمای محیط = 25°C)
• این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد اندازه‌گیری شده و عملکرد قطعه را تعریف می‌کنند._{شدت نور (Iv):}45.0 میلی‌کاندلا (حداقل)، 112.0 میلی‌کاندلا (حداکثر) در If = 5 میلی‌آمپر. مقدار معمول مشخص نشده است که نشان می‌دهد عملکرد از طریق سیستم دسته‌بندی مدیریت می‌شود.زاویه دید (2θ1/2):
• 110 درجه (معمول). این زاویه دید وسیع، مشخصه بسته‌بندی رزین زرد پخش‌کننده نور است که توزیع نور گسترده و یکنواختی را فراهم می‌کند._{ولتاژ مستقیم (Vf):}2.70 ولت (حداقل)، 3.40 ولت (حداکثر) در If = 5 میلی‌آمپر. تلرانس دقیق ±0.05 ولت برای هر دسته، افت ولتاژ یکنواخت در طول تولید را تضمین می‌کند.جریان معکوس (Ir):

50 میکروآمپر (حداکثر) در Vr = 5 ولت. این پارامتر فقط برای اهداف آزمایش است؛ قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است._a3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد به دسته‌هایی طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی را برای کاربر نهایی تضمین کند. این به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با ویژگی‌های بسیار نزدیک به هم را برای ظاهر یکنواخت در یک آرایه انتخاب کنند.

• 3.1 دسته‌بندی شدت نور_vLEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 5 میلی‌آمپر به چهار دسته (P1، P2، Q1، Q2) تقسیم می‌شوند. این دسته‌ها از حداقل 45.0 میلی‌کاندلا (P1) تا حداکثر 112.0 میلی‌کاندلا (Q2) متغیر هستند. یک تلرانس ±11% در هر دسته اعمال می‌شود. انتخاب از یک دسته واحد برای کاربردهای نیازمند روشنایی یکنواخت حیاتی است.3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم_Fولتاژ مستقیم به هفت دسته (کدهای دسته 34 تا 40) تقسیم می‌شود که هر کدام 0.1 ولت را پوشش می‌دهند، از 2.70-2.80 ولت (کد 34) تا 3.30-3.40 ولت (کد 40). تلرانس ±0.05 ولت برای هر دسته، جریان کشی قابل پیش‌بینی را زمانی که LEDها به صورت موازی با یک مقاومت محدودکننده جریان مشترک راه‌اندازی می‌شوند، تضمین می‌کند.
• 3.3 دسته‌بندی مختصات رنگی_{نور سفید خالص توسط مختصات رنگی روی نمودار CIE 1931 تعریف می‌شود. دیتاشیت چهار دسته (1-4) را مشخص می‌کند که هر کدام توسط یک چهارضلعی از جفت مختصات (x, y) تعریف شده‌اند. تلرانس برای این مختصات ±0.01 است. این دسته‌بندی ثبات رنگ را تضمین می‌کند که برای کاربردهای نور پس‌زمینه و نشانگر که تطابق رنگ مهم است، حیاتی می‌باشد.}4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی4.1 ابعاد بسته‌بندی
• این LED مطابق با یک بسته‌بندی استاندارد SMD با ابعاد تقریبی طول 2.0 میلی‌متر، عرض 1.25 میلی‌متر و ارتفاع 0.8 میلی‌متر (تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر خلاف آن ذکر شده) است. نقشه بسته‌بندی به وضوح علامت کاتد را نشان می‌دهد که برای جهت‌دهی صحیح روی PCB ضروری است. الگوی لند (پد) توصیه شده برای اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی ارائه شده است._F4.2 شناسایی قطبیتقطبیت صحیح حیاتی است. بسته‌بندی دارای یک علامت متمایز کاتد است. دیتاشیت شامل یک نمودار دقیق نشان‌دهنده این شناسایی است. نصب LED با قطبیت معکوس از روشن شدن آن جلوگیری می‌کند و اعمال ولتاژ معکوس حداکثر مجاز مطلق 5 ولت می‌تواند به قطعه آسیب برساند._F5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ
• رعایت این دستورالعمل‌ها برای جلوگیری از آسیب حرارتی یا مکانیکی در طول فرآیند مونتاژ الزامی است._R5.1 پروفیل ریفلو لحیم‌کاریقطعه با فرآیندهای ریفلو لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) سازگار است. پروفیل دمای مشخص شده حیاتی است:_Rپیش‌گرمایش:

150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه.

زمان بالاتر از نقطه ذوب (217°C):

60-150 ثانیه.

دمای پیک:

حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، نگهداری شده برای حداکثر 10 ثانیه.

نرخ گرمایش:

حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.

زمان بالاتر از 255°C:

حداکثر 30 ثانیه.

نرخ سرمایش:

حداکثر 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.

ریفلو لحیم‌کاری نباید بیش از دو بار روی یک قطعه انجام شود.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت را به کار برد. دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سانتی‌گراد باشد و زمان تماس برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌ظرفیت (≤25 وات) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری هر پایه باید حداقل فاصله 2 ثانیه برای خنک‌شدن رعایت شود.

5.3 نگهداری و حساسیت به رطوبت

LEDها در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت بسته‌بندی می‌شوند.

قبل از باز کردن:

• در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% (RH) نگهداری شود.پس از باز کردن (عمر مفید):
• 168 ساعت (7 روز) در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60%.پخت (بیکینگ):
• اگر عمر مفید سپری شده یا ماده جاذب رطوبت نشان‌دهنده نفوذ رطوبت باشد، قبل از استفاده به مدت 24 ساعت در دمای 60 ±5°C پخت شود.کیسه ضد رطوبت را تا زمانی که قطعات آماده مونتاژ نیستند، باز نکنید.
• 6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش6.1 بسته‌بندی استاندارد
• LEDها روی نوار حامل 8 میلی‌متری و قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ عرضه می‌شوند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد نوار حامل و قرقره در دیتاشیت مشخص شده است تا جابجایی خودکار و تنظیم دستگاه‌های Pick-and-Place تسهیل شود.6.2 توضیح برچسب
• برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و تأیید است:CPN:

شماره محصول مشتری.

P/N:

شماره محصول سازنده (مثلاً 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C).

QTY:

تعداد بسته‌بندی.

• CAT:رتبه شدت نور (کد دسته: P1، P2، Q1، Q2).
• HUE:مختصات رنگی و رتبه طول موج غالب (کد دسته: 1، 2، 3، 4).
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم (کد دسته: 34 تا 40).

LOT No:

شماره دسته ساخت برای قابلیت ردیابی.

7. ملاحظات طراحی در کاربرد

7.1 محدود کردن جریان الزامی است

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند.

یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی کاملاً الزامی است.

• ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی و پراکندگی ساخت است (همانطور که در دسته‌بندی مشاهده می‌شود). افزایش جزئی در ولتاژ منبع یا کاهش Vf به دلیل دما می‌تواند در صورت عدم استفاده از مقاومت سری، باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب جریان مستقیم شود. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vمنبع - Vf) / If، که در آن If جریان کاری مورد نظر است (مثلاً 5mA).7.2 مدیریت حرارتی
• اگرچه توان تلف شده کم است (حداکثر 40mW)، طراحی حرارتی مناسب روی PCB هنوز برای طول عمر، به ویژه در کاربردهای با دمای محیط بالا، مهم است. اطمینان حاصل کنید که پد مسی PCB متصل به مسیر حرارتی LED (اغلب کاتد) به اندازه کافی بزرگ است تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند و در صورت امکان به صفحات مسی بزرگتر متصل شود.7.3 محافظت در برابر الکتریسیته ساکن (ESD)
• با درجه ESD معادل 150 ولت (HBM)، این قطعات حساس هستند. در طول جابجایی، نگهداری و مونتاژ، اقدامات کنترل ESD را اجرا کنید. این شامل استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، مچ‌بند و ظروف رسانا می‌شود.8. مقایسه و تمایز فنی
• در مقایسه با LEDهای بزرگتر و Through-Hole، مدل 12-21C کاهش چشمگیری در اندازه و وزن ارائه می‌دهد و امکان طراحی‌های مینیاتوری مدرن را فراهم می‌کند. زاویه دید وسیع 110 درجه آن که توسط رزین زرد پخش‌کننده نور ارائه می‌شود، در مقایسه با بسته‌بندی‌های رزین شفاف با پرتوهای باریک‌تر، انتشار نور یکنواخت‌تری را ارائه می‌دهد و آن را برای نورپردازی منطقه‌ای و نور پس‌زمینه برتر می‌سازد. سیستم دسته‌بندی جامع برای شدت نور، ولتاژ و رنگ، سطحی از یکنواختی را فراهم می‌کند که برای کاربردهای حرفه‌ای که یکنواختی بصری در آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است، ضروری می‌باشد و آن را از LEDهای معمولی بدون دسته‌بندی یا با دسته‌بندی سست متمایز می‌کند.9. پرسش‌های متداول (FAQ)
• 9.1 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟این موضوع به صراحت در بخش "ملاحظات استفاده" هشدار داده شده است. LED به تغییرات ولتاژ بسیار حساس است. راه‌اندازی مستقیم آن از یک منبع ولتاژ، حتی یک منبع تنظیم‌شده، به احتمال زیاد به دلیل جریان بیش از حد باعث خرابی فوری می‌شود.
• 9.2 تفاوت بین دسته‌های P1، Q2 و غیره چیست؟این‌ها دسته‌های شدت نور هستند. P1 نشان‌دهنده گروه کم‌نورترین (45.0-57.0 میلی‌کاندلا) و Q2 نشان‌دهنده پرنورترین (90.0-112.0 میلی‌کاندلا) در هنگام آزمایش در 5 میلی‌آمپر است. برای ظاهر یکنواخت در یک آرایه، همه LEDها باید از یک دسته شدت نور یکسان باشند.
• 9.3 چند بار می‌توانم این قطعه را ریفلو لحیم کنم؟دیتاشیت مشخص می‌کند که ریفلو لحیم‌کاری نباید بیش از دو بار انجام شود. هر چرخه ریفلو قطعه را در معرض تنش حرارتی قرار می‌دهد و تجاوز از دو چرخه ممکن است به اتصالات سیمی داخلی یا رزین اپوکسی آسیب برساند.

9.4 کیسه یک هفته است که باز شده. آیا هنوز می‌توانم از LEDها استفاده کنم؟

احتمالاً بله، اما ابتدا نیاز به پخت دارند. عمر مفید پس از باز کردن تحت شرایط مشخص شده 168 ساعت (7 روز) است. اگر این زمان سپری شده باشد، باید فرآیند پخت (60 ±5°C به مدت 24 ساعت) را انجام دهید تا رطوبت جذب شده خارج شود و از "پاپ‌کورنینگ" یا لایه‌لایه شدن در طول لحیم‌کاری بعدی جلوگیری شود.

10. مورد عملی طراحی و استفادهسناریو: طراحی یک پنل کلید غشایی با نور پس‌زمینه.یک طراح به 20 LED سفید برای نور پس‌زمینه یکنواخت آیکون‌ها نیاز دارد. او باید:_Fانتخاب دسته:_{همه LEDها را از یک دسته شدت نور یکسان (مثلاً Q1) و یک دسته رنگی یکسان (مثلاً 2) انتخاب کند تا روشنایی و رنگ یکنواخت تضمین شود.}محاسبه مقاومت:_Fبا استفاده از منبع 5 ولت و Vf اسمی 3.0 ولت (از دسته 36)، هدف If = 5 میلی‌آمپر. R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 اهم. یک مقاومت استاندارد 390 اهم یا 430 اهم مناسب خواهد بود._Fچیدمان PCB:_Fاز الگوی لند توصیه شده در دیتاشیت استفاده کند. پد کاتد را به یک سطح مسی کمی بزرگتر برای هیت‌سینک جزئی متصل کند.

مونتاژ:

قطعات را تا زمان آمادگی در کیسه مهر و موم شده نگه دارد. از پروفیل ریفلو بدون سرب مشخص شده استفاده کند. در صورت امکان از لحیم‌کاری دستی خودداری کند.

آزمایش:

ولتاژ مستقیم و خروجی نور یک نمونه از دسته را تأیید کند تا مطمئن شود با دسته انتخاب شده مطابقت دارد.

این فرآیند نتیجه‌ای قابل اعتماد و در سطح حرفه‌ای را تضمین می‌کند.

11. اصل عملکرد

LED مدل 12-21C بر اساس یک تراشه نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از پتانسیل پیوند دیود (Vf) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. بازترکیب آن‌ها انرژی را به صورت فوتون آزاد می‌کند، فرآیندی که الکترولومینسانس نامیده می‌شود. ترکیب خاص لایه‌های InGaN طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند و طیف "سفید خالص" مشخص شده را تولید می‌کند. رزین پخش‌کننده زرد محافظ، برای محافظت از تراشه، شکل‌دهی خروجی نور به یک زاویه دید وسیع عمل می‌کند و ممکن است حاوی فسفر باشد (اگرچه برای این نوع "سفید خالص" به صراحت ذکر نشده، اما معمول است که LEDهای سفید از یک تراشه آبی با فسفر زرد استفاده کنند).

12. روندها و زمینه صنعت

مدل 12-21C نمونه‌ای از روندهای کلیدی در فناوری LED است: کوچک‌سازی بی‌امان، افزایش بازده (شدت نور بالاتر از یک بسته کوچک) و بهبود قابلیت ساخت از طریق بسته‌بندی SMD و عرضه نوار و قرقره. تمرکز بر انطباق محیط زیستی (RoHS، بدون هالوژن) بازتاب‌دهنده خواسته‌های گسترده‌تر صنعت و مقررات است. سیستم دسته‌بندی دقیق، نیاز بازار به عملکرد قابل پیش‌بینی و یکنواخت در الکترونیک تولید انبوه را برجسته می‌کند. تحول آینده در این دسته محصول، احتمالاً بر افزایش بیشتر بازده نوری (نور بیشتر در هر میلی‌آمپر)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای LEDهای سفید و شاید ادغام مدار درایور یا چندین تراشه در بسته‌بندی‌هایی با اندازه مشابه برای راه‌حل‌های روشنایی هوشمندتر و کاربردی‌تر متمرکز خواهد بود.

No.This is explicitly warned against in the "Precautions For Use" section. The LED is highly sensitive to voltage changes. Operating it directly from a voltage source, even a regulated one, is very likely to cause immediate failure due to overcurrent.

.2 What is the difference between the P1, Q2, etc., bins?

These are luminous intensity bins. P1 represents the lowest brightness group (45.0-57.0 mcd), and Q2 represents the highest (90.0-112.0 mcd) when tested at 5mA. For consistent appearance in an array, all LEDs should be from the same intensity bin.

.3 How many times can I reflow solder this component?

The datasheet specifies that reflow soldering should not be done more thantwo times. Each reflow cycle subjects the component to thermal stress, and exceeding two cycles may compromise the internal wire bonds or the epoxy resin.

.4 The bag has been open for a week. Can I still use the LEDs?

Possibly, but they require baking first. The floor life after opening is 168 hours (7 days) under specified conditions. If this time is exceeded, you must perform the baking procedure (60 ±5°C for 24 hours) to drive out absorbed moisture and prevent "popcorning" or delamination during subsequent soldering.

. Practical Design and Usage Case

Scenario: Designing a backlit membrane switch panel.A designer needs 20 white LEDs for even backlighting of icons. They would:

1. Select Bin:Choose all LEDs from the same Luminous Intensity bin (e.g., Q1) and Chromaticity bin (e.g., 2) to ensure uniform brightness and color.
2. Calculate Resistor:Using a 5V supply and a nominal V_Fof 3.0V (from Bin 36), target I_F= 5mA. R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω. A standard 390Ω or 430Ω resistor would be suitable.
3. PCB Layout:Use the recommended land pattern from the datasheet. Connect the cathode pad to a slightly larger copper pour for minor heat sinking.
4. Assembly:Keep components in sealed bag until ready. Use the specified lead-free reflow profile. Avoid hand soldering if possible.
5. Testing:Verify forward voltage and light output of a sample from the batch to confirm it aligns with the selected bin.

This process ensures a reliable, professional-grade result.

. Operational Principle

The 12-21C LED is based on an InGaN (Indium Gallium Nitride) semiconductor chip. When a forward voltage exceeding the diode's junction potential (V_F) is applied, electrons and holes are injected into the active region of the semiconductor. Their recombination releases energy in the form of photons, a process called electroluminescence. The specific composition of the InGaN layers determines the wavelength of the emitted light, producing the "Pure White" spectrum specified. The yellow diffused resin encapsulant serves to protect the chip, shape the light output into a wide viewing angle, and may contain phosphors (though not explicitly stated for this "Pure White" type, it is common for white LEDs to use a blue chip with a yellow phosphor).

. Industry Trends and Context

The 12-21C exemplifies key trends in LED technology: relentless miniaturization, increased efficiency (higher luminous intensity from a small package), and enhanced manufacturability via SMD packaging and tape-and-reel supply. The focus on environmental compliance (RoHS, Halogen-Free) reflects broader industry and regulatory demands. The detailed binning system highlights the market's need for predictable, consistent performance in mass-produced electronics. Future evolution in this product category would likely focus on further increasing luminous efficacy (more light per mA), improving color rendering index (CRI) for white LEDs, and perhaps integrating driver circuitry or multiple dice into similarly sized packages for smarter, more functional lighting solutions.