دیتاشیت LED SMD مدل 19-213/R6C-AQ1R2B/3T - ابعاد 2.0x1.25x0.8 میلی‌متر - ولتاژ 1.75-2.35 ولت - رنگ قرمز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 19-213 یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. این قطعه با استفاده از فناوری چیپ AlGaInP، نور قرمز درخشان ساطع می‌کند. فرم فاکتور فشرده آن امکان کاهش قابل توجه در اندازه برد مدار چاپی (PCB) و ابعاد کلی تجهیزات را فراهم می‌کند و آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا ایده‌آل می‌سازد. این قطعه بدون سرب، مطابق با RoHS بوده و از استانداردهای EU REACH و بدون هالوژن پیروی می‌کند که ایمنی محیطی و پذیرش نظارتی را تضمین می‌نماید.

1.1 مزایای اصلی

مزایای اصلی این LED ناشی از پکیج مینیاتوری SMD آن است. این قطعه سازگاری برتری با خطوط مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place ارائه می‌دهد که تولید انبوه را ساده‌سازی می‌کند. پکیج برای فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار واجد شرایط است. ساختار سبک وزن آن تنش مکانیکی روی PCB را به حداقل می‌رساند و برای دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و مینیاتوری کاملاً مناسب است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

هدف این LED بخش‌های الکترونیک مصرفی، کنترل‌های صنعتی و مخابرات است. کاربردهای معمول شامل نور پس‌زمینه پنل‌های ابزار، کلیدها و صفحه‌کلیدها می‌شود. این قطعه معمولاً به عنوان نشانگر وضعیت در تلفن‌ها، دستگاه‌های فکس و لوازم الکترونیکی متنوع استفاده می‌شود. علاوه بر این، به عنوان منبع نور پس‌زمینه تخت برای نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) و نورپردازی نشانگر عمومی کاربرد دارد.

2. تحلیل پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی ذکر شده در دیتاشیت را ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. اینها شرایط برای عملکرد عادی نیستند.

• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. حداکثر جریان DC برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز. این رتبه‌بندی برای کار پالسی است، نه استفاده پیوسته.
• توان اتلافی (Pd):60 میلی‌وات. حداکثر توانی که پکیج می‌تواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند. در دماهای بالاتر کاهش رتبه (دریتینگ) ضروری است.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):2000 ولت (مدل بدن انسان). رعایت روش‌های صحیح کنترل ESD در حین مونتاژ الزامی است.
• دمای کار و نگهداری:40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد (کار)، 40- تا 90+ درجه سانتی‌گراد (نگهداری).
• دمای لحیم‌کاری:مقاوم در برابر لحیم‌کاری ریفلو با دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد تا 10 ثانیه، یا لحیم‌کاری دستی در 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه برای هر پایه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر و دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند که نمایانگر شرایط کاری معمول است.

• شدت نور (Iv):از حداقل 72.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 180.0 میلی‌کاندلا متغیر است. مقدار معمول مشخص نشده که نشان می‌دهد عملکرد از طریق سیستم باینینگ مدیریت می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2):تقریباً 120 درجه. این زاویه دید گسترده، دید خوبی از زوایای مختلف را تضمین می‌کند.
• طول موج پیک (λp):معمولاً 632 نانومتر که تابش را در بخش قرمز درخشان طیف قرار می‌دهد.
• طول موج غالب (λd):بین 617.5 نانومتر تا 633.5 نانومتر مشخص شده، با تلرانس دقیق ±1 نانومتر طبق یادداشت. این پارامتر رنگ درک شده را تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):معمولاً 20 نانومتر که نشان‌دهنده خلوص طیفی نور قرمز ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (VF):در 20 میلی‌آمپر از 1.75 ولت تا 2.35 ولت متغیر است، با تلرانس ±0.1 ولت. این پارامتر برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5 ولت. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که قطعه برای کار معکوس طراحی نشده است.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (بین) دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر در چهار دسته (Q1, Q2, R1, R2) دسته‌بندی می‌شوند. این امکان را به طراحان می‌دهد تا یک درجه روشنایی مناسب برای کاربرد خود انتخاب کنند، از روشنایی استاندارد (Q1: 72-90 میلی‌کاندلا) تا روشنایی بالا (R2: 140-180 میلی‌کاندلا).

3.2 باینینگ طول موج غالب

طول موج غالب، که سایه دقیق قرمز را تعریف می‌کند، در چهار کد (E4, E5, E6, E7) دسته‌بندی می‌شود. این باینینگ، با محدوده 617.5 نانومتر تا 633.5 نانومتر، امکان تطابق دقیق رنگ در بین چندین LED در یک آرایه یا نمایشگر را فراهم می‌کند.

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در سه دسته (0, 1, 2) مرتب می‌شود که محدوده 1.75 ولت تا 2.35 ولت را پوشش می‌دهد. آگاهی از دسته VF می‌تواند به بهینه‌سازی طراحی مدار محدودکننده جریان برای کارایی و مدیریت حرارتی کمک کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که فایل PDF به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکی معمول اشاره می‌کند، نمودارهای خاص برای IV (جریان-ولتاژ)، وابستگی دمایی شدت نور و توزیع طیفی در متن استخراج شده ارائه نشده است. در یک تحلیل کامل، این منحنی‌ها ضروری خواهند بود. منحنی IV رابطه نمایی بین ولتاژ و جریان را نشان می‌دهد. منحنی مشخصه دمایی معمولاً کاهش شدت نور با افزایش دمای پیوندگاه را نشان می‌دهد. نمودار توزیع طیفی، پهنای باند 20 نانومتری اطراف پیک 632 نانومتری را به تصویر می‌کشد و خلوص رنگ را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای فوت‌پرینت بسیار فشرده‌ای است. ابعاد پکیج 2.0 میلی‌متر طول، 1.25 میلی‌متر عرض و 0.8 میلی‌متر ارتفاع دارد (معادل اندازه استاندارد SMD 0805). کاتد معمولاً توسط یک علامت یا گوشه پخ‌خورده روی پکیج شناسایی می‌شود. نقشه ابعادی اندازه‌گیری‌های دقیقی برای طراحی الگوی لند ارائه می‌دهد، با تلرانس‌های استاندارد ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد لحیم‌کاری

قطبیت صحیح برای عملکرد حیاتی است. نمودار پکیج در دیتاشیت، پایه‌های آند و کاتد را نشان می‌دهد. طرح پد لحیم‌کاری توصیه شده، تشکیل صحیح اتصال لحیم در حین ریفلو را تضمین کرده و استحکام مکانیکی کافی را فراهم می‌کند. طراحان باید به این دستورالعمل‌ها پایبند باشند تا از بروز پدیده "تومب‌ستونینگ" یا اتصال الکتریکی ضعیف جلوگیری کنند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل ریفلو لحیم‌کاری

این قطعه با لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب سازگار است. پروفیل دمایی توصیه شده شامل موارد زیر است: مرحله پیش‌گرمایش بین 150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه؛ زمان بالای دمای مایع (217 درجه سانتی‌گراد) به مدت 60-150 ثانیه؛ دمای پیک حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، نگهداری شده حداکثر 10 ثانیه؛ و نرخ‌های گرمایش و سرمایش کنترل شده (به ترتیب حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه و 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه). ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.2 نکات احتیاطی 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 کم‌توان (زیر 25 وات) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری هر پایه باید فاصله خنک‌سازی حداقل 2 ثانیه رعایت شود تا از شوک حرارتی جلوگیری گردد.

6.3 نگهداری و حساسیت به رطوبت

LEDها در یک کیسه مهر و موم شده مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. این کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 60% نگهداری شوند. "عمر مفید پس از باز کردن" کیسه 168 ساعت (7 روز) است. اگر این زمان سپری شود یا جاذب رطوبت نشان‌دهنده نفوذ رطوبت باشد، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت (بیکینگ) در دمای 60 ± 5 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها روی نوار حامل برجسته به عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ پیچیده شده‌اند. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. ابعاد قرقره و نوار برای تنظیم فیدر اتوماتیک ارائه شده است.

7.2 توضیح برچسب و شماره مدل

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY) و کدهای دسته خاص برای رتبه شدت نور (CAT)، رتبه طول موج غالب (HUE) و رتبه ولتاژ مستقیم (REF). شماره قطعه کامل 19-213/R6C-AQ1R2B/3T محصول پایه و انتخاب‌های دسته خاص آن را کدگذاری می‌کند.

8. ملاحظات طراحی در کاربرد

8.1 محدود‌کننده جریان و حفاظت

یک قانون اساسی طراحی، استفاده اجباری از یک مقاومت سری محدودکننده جریان است. ولتاژ مستقیم دارای یک محدوده (1.75-2.35 ولت) است و مشخصه V-I نمایی است. یک افزایش کوچک در ولتاژ تغذیه می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان مستقیم شود. مقدار مقاومت باید بر اساس حداکثر ولتاژ تغذیه و حداقل ولتاژ مستقیم از دسته مربوطه محاسبه شود تا اطمینان حاصل شود که جریان تحت هیچ شرایطی از رتبه حداکثر مطلق 25 میلی‌آمپر تجاوز نمی‌کند.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه یک قطعه کوچک است، اما اتلاف توان (تا 60 میلی‌وات) باید مورد توجه قرار گیرد، به ویژه در دمای محیط بالا یا فضاهای بسته. چیدمان PCB باید مساحت مسی کافی در اطراف پدهای لحیم‌کاری فراهم کند تا به عنوان هیت‌سینک عمل کرده و به هدایت گرما از پیوندگاه LED و حفظ عملکرد و طول عمر آن کمک کند.

8.3 محدودیت‌های کاربرد

دیتاشیت شامل یک یادداشت حیاتی در مورد محدودیت‌های کاربرد است. این محصول، همانطور که مشخص شده است، ممکن است برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا با تحمل خطای صفر، مانند سیستم‌های نظامی/هوافضا، سیستم‌های حیاتی ایمنی خودرو (مانند ایربگ، ترمز) یا تجهیزات پزشکی پشتیبان حیات مناسب نباشد. برای چنین مصارفی، محصولات با صلاحیت‌ها و آزمایش‌های متفاوت مورد نیاز است.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای سنتی Through-Hole، این نوع SMD کاهش چشمگیری در اندازه و وزن ارائه می‌دهد و امکان الکترونیک مینیاتوری مدرن را فراهم می‌کند. در دسته LEDهای قرمز SMD، تمایزهای کلیدی آن رنگ قرمز درخشان خاص (چیپ AlGaInP)، زاویه دید گسترده 120 درجه و ساختار باینینگ به وضوح تعریف شده برای ثبات روشنایی و رنگ است. دستورالعمل‌های جامع نصب و لحیم‌کاری نیز دستورالعمل‌های پیاده‌سازی واضحی را در اختیار طراحان قرار می‌دهد و ریسک در فرآیند مونتاژ را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 چگونه مقاومت سری را محاسبه کنم؟

از قانون اهم استفاده کنید: R = (V_منبع - VF_LED) / I_موردنظر. از حداقل VF از دیتاشیت یا دسته خاص خود (مثلاً 1.75 ولت از دسته 0) و جریان کاری مورد نظر خود (مثلاً 20 میلی‌آمپر) استفاده کنید. برای منبع 5 ولت: R = (5V - 1.75V) / 0.020A = 162.5Ω. مقدار استاندارد بالاتر بعدی را انتخاب کنید (مثلاً 180Ω) و جریان واقعی را محاسبه کنید تا مطمئن شوید زیر 25 میلی‌آمپر است.

10.2 آیا می‌توانم از این LED برای نورپردازی داخلی خودرو استفاده کنم؟

برای نورپردازی داخلی غیرحیاتی مانند نور پس‌زمینه داشبورد یا روشنایی کلیدها، ممکن است مناسب باشد. با این حال، برای نورپردازی خارجی یا سیگنال‌های حیاتی ایمنی، یادداشت محدودیت‌های کاربرد توصیه می‌کند که برای محصولی که برای استفاده خودرو واجد شرایط است با سازنده مشورت شود.

10.3 چرا شرایط نگهداری پس از باز کردن بسته اینقدر مهم است؟

پکیج‌های SMD می‌توانند رطوبت را از جو جذب کنند. در طول فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا "پاپ‌کورنینگ" شود که پکیج را ترک داده و قطعه را از بین می‌برد. عمر مفید 7 روزه و دستورالعمل‌های پخت برای جلوگیری از این حالت خرابی حیاتی هستند.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی پنل نشانگر وضعیت:یک طراح در حال ایجاد یک پنل کنترل با چندین نشانگر وضعیت قرمز است. برای اطمینان از ظاهر یکنواخت، LEDهایی از یک دسته طول موج غالب یکسان را مشخص می‌کند (مثلاً همه E6: 625.5-629.5 نانومتر). برای تضمین روشنایی کافی تحت نور محیطی بالا، دسته شدت نور R1 (112-140 میلی‌کاندلا) را انتخاب می‌کند. PCB را با یک ریل 5 ولتی طراحی می‌کند، مقاومت محدودکننده جریان را با استفاده از حداکثر VF برای دسته خود محاسبه می‌کند تا حداقل روشنایی برآورده شود و مساحت‌های مسی سخاوتمندانه‌ای برای اتلاف حرارت فراهم می‌کند. به تولید دستور می‌دهد که دقیقاً پروفیل ریفلو را دنبال کند و اگر کیسه مهر و موم رطوبتی بیش از 7 روز قبل از مونتاژ باز شده باشد، قطعات را پخت (بیک) کند.

12. اصل عملکرد

این LED بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه پیوندگاه اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص لایه‌های AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، قرمز درخشان در حدود 632 نانومتر. لنز رزین اپوکسی شفاف است تا استخراج نور را به حداکثر برساند و زاویه دید 120 درجه را شکل دهد.

13. روندهای فناوری

روند در LEDهای نشانگر به سمت کارایی بالاتر (خروجی نور بیشتر در واحد توان الکتریکی)، اندازه پکیج کوچکتر برای افزایش چگالی و بهبود ثبات رنگ از طریق باینینگ دقیق‌تر ادامه دارد. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر قابلیت اطمینان و صلاحیت برای محیط‌های خشن، از جمله تحمل دمای بالاتر و مقاومت در برابر چرخه حرارتی وجود دارد. علاوه بر این، ادغام با درایورهای هوشمند برای تنظیم نور و کنترل رنگ در کاربردهای پیشرفته فراتر از نشانگرهای ساده رایج‌تر می‌شود.