دیتاشیت LED SMD 15-215/R6C-AM2P1VY/2T - قرمز درخشان - ابعاد 2.0x1.25x0.8mm - حداکثر ولتاژ 2.2V - توان 60mW - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 15-215 یک LED از نوع دستگاه نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. رنگ اصلی نور منتشر شده آن قرمز درخشان است که با استفاده از یک چیپ AlGaInP محصور شده در یک بسته رزینی شفاف (water-clear) به دست می‌آید. مزایای اصلی این قطعه شامل ابعاد بسیار کوچک، سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار و انطباق با استانداردهای مدرن زیست‌محیطی و ایمنی مانند RoHS، REACH و الزامات بدون هالوژن است.

این محصول برای کاربردهایی که نیاز به نورپردازی نشانگر یا نور پس‌زمینه قابل اعتماد و فشرده دارند، هدف‌گیری شده است. اندازه کوچک آن امکان کاهش قابل توجه در مساحت PCB و ابعاد نهایی محصول را فراهم می‌کند، در حالی که ساختار سبک وزن آن را برای دستگاه‌های قابل حمل و مینیاتوری مناسب می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

کارکرد دستگاه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود. مقادیر کلیدی شامل حداکثر ولتاژ معکوس (VR) برابر 5V و جریان مستقیم پیوسته (IF) برابر 25mA است. دستگاه می‌تواند یک جریان مستقیم پیک (IFP) معادل 60mA را در شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10 در فرکانس 1kHz) تحمل کند. حداکثر اتلاف توان (Pd) برابر 60mW است. محدوده دمای کاری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد مشخص شده است، با محدوده دمای انبارداری کمی وسیع‌تر از 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد. این قطعه برای لحیم‌کاری ریفلو در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه درجه‌بندی شده است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترهای کلیدی عملکرد در جریان آزمایش استاندارد 5mA و دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند. شدت نور (Iv) دارای یک محدوده معمول است، با مقادیر حداقل و حداکثر خاص که در جداول دسته‌بندی تعریف شده‌اند. این دستگاه دارای زاویه دید بسیار وسیع (2θ1/2) معادل 140 درجه است که روشنایی گسترده و یکنواختی فراهم می‌کند. طول موج غالب (λd) در طیف قرمز قرار دارد، به طور خاص بین 617.5 نانومتر تا 633.5 نانومتر، با طول موج پیک معمول (λp) حدود 632 نانومتر. ولتاژ مستقیم (VF) نسبتاً پایین است و در جریان 5mA از 1.70V تا 2.20V متغیر است که به بهره‌وری انرژی کمک می‌کند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

محصول در دسته‌های مختلفی طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی در پارامترهای کلیدی تضمین شود. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را از نظر روشنایی، رنگ و رفتار الکتریکی برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در چهار دسته طبقه‌بندی شده است: M2، N1، N2 و P1. دسته P1 نشان‌دهنده گروه با بیشترین روشنایی است، با شدت‌های نور از 45.0 میلی‌کاندلا تا 57.0 میلی‌کاندلا در جریان 5mA. یک تلرانس ±11% در هر دسته اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

رنگ، که توسط طول موج غالب تعریف می‌شود، در چهار دسته مرتب می‌شود: E4، E5، E6 و E7. دسته E4 قرمزهای با طول موج کوتاه‌تر (617.5-621.5 نانومتر) را پوشش می‌دهد، در حالی که دسته E7 قرمزهای با طول موج بلندتر (629.5-633.5 نانومتر) را پوشش می‌دهد. تلرانس ±1 نانومتر است.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در چهار گروه دسته‌بندی شده است: 19، 20، 21 و 22. به عنوان مثال، دسته 19 ولتاژ VF از 1.70V تا 1.80V را پوشش می‌دهد. این دسته‌بندی در طراحی مدارهای راه‌انداز جریان یکنواخت، به ویژه هنگام استفاده از چندین LED به صورت سری، کمک می‌کند. تلرانس ±0.05V است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکی معمول اشاره می‌کند. اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، اما چنین منحنی‌هایی معمولاً رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور، ولتاژ مستقیم در مقابل دما و توزیع توان طیفی را نشان می‌دهند. تحلیل این منحنی‌ها برای درک عملکرد در شرایط غیراستاندارد، مانند جریان‌های راه‌اندازی مختلف یا دمای محیطی متفاوت، که بر روشنایی خروجی و طول عمر دستگاه تأثیر می‌گذارند، حیاتی است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این LED دارای یک بسته‌بندی SMD فشرده است. ابعاد کلیدی تقریباً 2.0 میلی‌متر طول، 1.25 میلی‌متر عرض و 0.8 میلی‌متر ارتفاع (تلرانس ±0.1 میلی‌متر) است. بسته‌بندی شامل دو ترمینال آند و دو ترمینال کاتد برای لحیم‌کاری پایدار است.

5.2 شناسایی قطبیت

بسته‌بندی دارای یک نشانگر قطبیت است، که معمولاً یک شکاف یا گوشه پخ‌خورده است، تا جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ را تضمین کند. قرارگیری نادرست مانع از روشن شدن LED خواهد شد و ممکن است آن را در معرض تنش ولتاژ معکوس قرار دهد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

برای لحیم‌کاری بدون سرب، باید یک پروفیل دمایی خاص دنبال شود: پیش‌گرمایش بین 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60 تا 120 ثانیه، زمان بالای نقطه ذوب (217 درجه سانتی‌گراد) به مدت 60 تا 150 ثانیه، و حداکثر دمای پیک نباید از 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 10 ثانیه تجاوز کند. حداکثر نرخ گرمایش و سرمایش نیز برای جلوگیری از شوک حرارتی مشخص شده است. عملیات ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سانتی‌گراد باشد و زمان تماس برای هر ترمینال نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌توان (≤25 وات) توصیه می‌شود، با زمان خنک‌سازی کافی بین لحیم‌کاری هر ترمینال برای جلوگیری از گرمای بیش از حد.

6.3 انبارداری و جابجایی

قطعات در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند. کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. اگر کیسه باز شود، LEDها تحت شرایط کنترل شده (≤30°C، ≤60% رطوبت نسبی) دارای "عمر مفید انبار" یک سال هستند. در صورت گذشتن زمان انبارداری یا محو شدن ماده خشک‌کن، نیاز به پیش‌تیمار پخت در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت قبل از استفاده است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها روی نوار حامل به عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ پیچیده شده‌اند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. بسته‌بندی شامل برچسب‌هایی با اطلاعات حیاتی است: شماره محصول (P/N)، تعداد (QTY) و کدهای دسته خاص برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF).

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای کاربردهای نور پس‌زمینه در داشبورد و کلیدهای خودرو، نشانگر و نور پس‌زمینه در دستگاه‌های مخابراتی (تلفن‌ها، فکس‌ها)، نور پس‌زمینه تخت برای LCDها و نمادها، و نشانگر وضعیت عمومی بسیار مناسب است.

8.2 ملاحظات حیاتی طراحی

محدودکننده جریان:استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند؛ یک تغییر کوچک در ولتاژ مستقیم می‌تواند باعث تغییر بزرگی در جریان شود که ممکن است منجر به خرابی فوری (سوختن) گردد. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ تغذیه و جریان مستقیم مورد نظر (معمولاً 5-20mA، و نه بیشتر از 25mA) محاسبه شود.
مدیریت حرارتی:اگرچه بسته‌بندی کوچک است، اما اطمینان از مساحت کافی مس روی PCB یا استفاده از وایاهای حرارتی می‌تواند به دفع گرما کمک کند، به ویژه هنگام کار در جریان‌های بالاتر یا دمای محیطی بالا، و در نتیجه عملکرد و قابلیت اطمینان را حفظ کند.
محافظت در برابر ESD:اگرچه این دستگاه دارای درجه‌بندی ESD مدل بدن انسان (HBM) معادل 2000V است، اما رعایت احتیاط‌های استاندارد ESD در حین جابجایی و مونتاژ همچنان توصیه می‌شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای سنتی دارای پایه، LED SMD مدل 15-215 مزایای قابل توجهی در اندازه، وزن و مناسب بودن برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place ارائه می‌دهد که منجر به کاهش هزینه‌های تولید برای تولید انبوه می‌شود. زاویه دید وسیع 140 درجه‌ای آن در مقایسه با دستگاه‌های با زاویه دید باریک‌تر، انتشار نور یکنواخت‌تری فراهم می‌کند و آن را برای نورپردازی سطحی بهتر می‌سازد. سیستم ماده خاص AlGaInP بازدهی بالا و خلوص رنگ خوبی در طیف قرمز ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (سوالات پرتکرار)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه منطقی 3.3V یا 5V راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. شما همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. مقدار مقاومت مورد نیاز (R) به صورت R = (ولتاژ تغذیه - VF) / IF محاسبه می‌شود. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V، VF برابر 2.0V و IF هدف 20mA: R = (5 - 2) / 0.02 = 150 اهم.

س: رنگ رزین "شفاف" (water clear) به چه معناست؟
ج: به این معنی است که لنز محافظ شفاف است، نه پخش‌کننده یا رنگی. این اجازه می‌دهد رنگ واقعی چیپ AlGaInP (قرمز درخشان) مستقیماً دیده شود که اغلب منجر به ظاهری با رنگ اشباع‌شده و شدیدتر می‌شود.

س: چگونه شماره قطعه 15-215/R6C-AM2P1VY/2T را تفسیر کنم؟
ج: اگرچه رمزگشایی کامل ممکن است اختصاصی باشد، اما بخش‌ها معمولاً نشان‌دهنده سری (15-215)، احتمالاً یک کد رنگ/روشنایی (R6C) و کدهای دسته خاص (A، M2، P1، VY، 2T) مطابق با دسته‌های شدت نور، طول موج و ولتاژ شرح داده شده در دیتاشیت هستند.

11. مطالعه موردی کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.
پنل نیاز به چندین LED قرمز درخشان برای نشان دادن وضعیت برق، فعالیت شبکه و خطاهای سیستم دارد. LED مدل 15-215 در دسته روشنایی P1 برای قابلیت دید بالا انتخاب شده است. یک طراحی با استفاده از ریل مشترک 3.3V انتخاب شده است. با محاسبه برای یک جریان راه‌اندازی محافظه‌کارانه 15mA و VF معمول 1.9V (از دسته 20)، مقدار مقاومت (3.3V - 1.9V) / 0.015A = 93.3 اهم است. یک مقاومت استاندارد 100 اهم انتخاب می‌شود که منجر به جریان مستقیم تقریبی 14mA می‌گردد، که در محدوده مشخصات است و روشنایی کافی را فراهم می‌کند و در عین حال قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین می‌کند. زاویه دید وسیع 140 درجه‌ای اطمینان می‌دهد که وضعیت از زوایای مختلف اطراف دستگاه قابل مشاهده است.

12. اصل عملکرد

این LED یک منبع نور نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از ولتاژ مستقیم مشخصه آن (VF) بین آند و کاتد اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال چیپ نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کند، که گاف نواری خاص ماده AlGaInP طول موج نور منتشر شده را تعیین می‌کند، در این مورد، قرمز درخشان. لنز رزین اپوکسی شفاف (water-clear) برای محافظت از دی نیمه‌هادی، شکل‌دهی به پرتو نور خروجی و بهبود استخراج نور از چیپ عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهای SMD مانند مدل 15-215 بخشی از روند گسترده‌تر در الکترونیک به سمت مینیاتوری‌سازی، افزایش قابلیت اطمینان و تولید خودکار است. پیشرفت‌ها در مواد نیمه‌هادی، مانند AlGaInP، به طور مداوم بازده نوری (خروجی نور به ازای هر ورودی الکتریکی) و پایداری رنگ را در طول زمان و دما بهبود بخشیده است. روندهای آینده ممکن است بر روی دستیابی به بازدهی بیشتر، اندازه بسته‌بندی حتی کوچک‌تر برای کاربردهای با چگالی فوق‌العاده بالا و عملکرد حرارتی بهبودیافته برای پشتیبانی از جریان‌های راه‌اندازی بالاتر در فضاهای فشرده متمرکز شوند. صنعت همچنین همچنان بر انطباق زیست‌محیطی تأکید دارد و حذف مواد خطرناک و بهبود قابلیت بازیافت را پیش می‌برد.