برگه مشخصات LED نوع SMD مدل 19-219/R6C-AM1N2VY/3T - ابعاد 1.6x0.8x0.65mm - ولتاژ 1.7-2.2V - رنگ قرمز روشن - سند فنی

1. مرور کلی محصول

19-219 یک LED از نوع دستگاه نصب‌شده روی سطح (SMD) است که به‌طور خاص برای کاربردهای با چگالی بالا و مینیاتوری طراحی شده است. این دستگاه از فناوری تراشه AlGaInP استفاده می‌کند و نور قرمز روشن ساطع می‌نماید. مزیت اصلی آن در اندازه فشرده آن است که در مقایسه با LEDهای سنتی با قاب سیم‌پیچ، به‌طور قابل توجهی فضای اشغالی PCB، فضای ذخیره‌سازی و ابعاد کلی دستگاه را کاهش می‌دهد. این دستگاه سبک‌وزن است و با استانداردهای مدرن ساخت و محیط‌زیست، از جمله الزامات RoHS، REACH و بدون هالوژن مطابقت دارد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• بسته‌بندی فوق فشرده:ابعاد فیزیکی کوچک (1.6mm x 0.8mm) امکان چگالی بسته‌بندی بالاتر و مینیاتوری‌سازی محصول نهایی را فراهم می‌کند.
• سازگاری ساخت:در قالب نوار 8 میلی‌متری روی قرقره 7 اینچی عرضه می‌شود و کاملاً با تجهیزات مونتاژ خودکار SMD سازگار است.
• قابلیت اطمینان لحیم‌کاری:با فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز و بخار سازگار است و برای تولید انبوه مناسب می‌باشد.
• انطباق زیستمحیطی:产品无铅，符合RoHS、REACH标准，并满足无卤素规格（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl <1500ppm）。
• نوع تک رنگ:نور قرمز روشن منفرد ساطع می‌کند.

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای کاربردهایی که در فضاهای محدود به نشانگر یا نور پس‌زمینه کوچک و قابل اطمینان نیاز دارند، بسیار مناسب است.

• نور پس‌زمینه صفحه نمایش و کلیدها.
• چراغ‌های نشانگر وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تجهیزات ارتباطی (تلفن، دستگاه فکس).
• نور پس‌زمینه تخت برای پنل LCD، کلیدها و نمادها.
• کاربردهای عمومی چراغ نشانگر در الکترونیک مصرفی و صنعتی.

2. مشخصات فنی و تفسیر عینی

این بخش مقادیر حداکثر مطلق و مشخصات نوری‌الکتریکی استاندارد را به تفصیل فهرست می‌کند. تمام داده‌ها در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر، محدوده‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است به دستگاه آسیب دائمی وارد شود. عملکرد در این شرایط تضمین نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 V. تجاوز از این ولتاژ تحت بایاس معکوس ممکن است منجر به شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر. جریان مستقیمی که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد.
• جریان اوج رو به جلو (I_FP):60 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10، 1 کیلوهرتز). فقط برای کار پالسی مناسب است.
• مصرف توان (P_d):60 mW. حداکثر توان اتلاف حرارتی مجاز.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):2000 V. نشان‌دهنده حساسیت متوسط ESD؛ نیاز به اتخاذ اقدامات حفاظتی استاندارد ESD دارد.
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیطی برای عملکرد قابل اطمینان.
• دمای ذخیره‌سازی (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری:جوشکاری بازجریانی: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه. جوشکاری دستی: حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد برای هر پایه به مدت 3 ثانیه.

2.2 ویژگی‌های نوری-الکتریکی

در I_Fپارامترهای عملکردی معمول اندازه‌گیری شده در شرایط = 5mA.

• شدت نور (I_v):18 - 45 mcd (میلی‌کاندلا). معیاری برای روشنایی درک شده. محدوده گسترده از طریق درجه‌بندی مدیریت می‌شود (بخش 3 را ببینید).
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه (مقدار معمول). این زاویه دید گسترده آن را برای کاربردهایی که ممکن است LED از روبرو دیده نشود مناسب می‌سازد.
• طول موج اوج (λ_p):632 نانومتر (مقدار معمول). طول موجی که خروجی طیفی در آن بیشترین شدت را دارد.
• طول موج غالب (λ_d):617.5 - 633.5 نانومتر. درک تک‌موجی از رنگ نشر، به‌طور مشابه دسته‌بندی می‌شود.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (مقدار معمول). عرض طیف نشر در نصف حداکثر شدت آن.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.7 - 2.2 V. افت ولتاژ دو سر LED هنگام عبور جریان 5mA. این پارامتر برای اطمینان از یکنواختی طراحی، درجه‌بندی شده است.
• جریان معکوس (I_R):در V_R=5V حداکثر 10 μA. معیاری برای جریان نشتی در حالت خاموش.

توضیح تلرانس:تلرانس شدت نور ±11%، تلرانس طول موج اصلی ±1nm، تلرانس ولتاژ مستقیم نسبت به مقدار باینینگ ±0.05V است.

3. توضیح سیستم درجه‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در باین‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند. 19-219 از سه پارامتر باینینگ مستقل استفاده می‌کند.

3.1 درجه‌بندی شدت نور

بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در جریان 5mA، LEDها به چهار دسته (M1، M2، N1، N2) تقسیم می‌شوند.

• M1:18.0 - 22.5 mcd
• M2:22.5 - 28.5 mcd
• N1:28.5 - 36.0 mcd
• N2:36.0 - 45.0 mcd

3.2 درجه‌بندی طول موج اصلی

LEDها در چهار دسته (E3، E4، E5، E6) برای کنترل دقیق سایه‌های قرمز رنگ تقسیم‌بندی شده‌اند.

• E3:617.5 - 621.5 nm
• E4:621.5 - 625.5 nm
• E5:625.5 - 629.5 nm
• E6:629.5 - 633.5 nm

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

LED‌ها در پنج دسته (19، 20، 21، 22، 23) تقسیم‌بندی می‌شوند تا قطعات با ویژگی‌های الکتریکی مشابه گروه‌بندی شوند که به تطبیق جریان در طراحی‌های چند LED کمک می‌کند.

• 19:1.7 - 1.8 V
• 20:1.8 - 1.9 V
• 21:1.9 - 2.0 V
• 22:2.0 - 2.1 V
• 23:2.1 - 2.2 V

4. تحلیل منحنی عملکرد

برگه مشخصات چند نمودار کلیدی ارائه می‌دهد که رفتار LED را در شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 رابطه شدت نور نسبی با دمای محیط

این منحنی نشان می‌دهد که شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. خروجی از 40- درجه سانتی‌گراد تا حدود 25 درجه سانتی‌گراد نسبتاً پایدار است، اما در دماهای بالاتر کاهش آن محسوس‌تر می‌شود که این رفتار معمول LED به دلیل افزایش ترکیب‌های غیرتابشی است.

4.2 منحنی کاهش جریان مستقیم

این نمودار رابطه بین حداکثر جریان مستقیم مجاز و دمای محیط را تعریف می‌کند. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت، هنگام کار در محیط‌های با دمای بالا (بالاتر از حدود 25 درجه سانتی‌گراد)، باید جریان مستقیم کاهش یابد.

4.3 رابطه‌ی جریان مستقیم با ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این ویژگی اساسی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. این منحنی برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان (معمولاً یک مقاومت سری) حیاتی است. "نقطه عطف" شروع هدایت منحنی تقریباً در محدوده 1.6V تا 1.7V است.

4.4 رابطه شدت نور با جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که خروجی نوری با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما این رابطه کاملاً خطی نیست، به ویژه در جریان‌های بالاتر. این به طراح کمک می‌کند تا یک نقطه کاری انتخاب کند که روشنایی، بازده و تنش قطعه را متعادل سازد.

4.5 توزیع طیفی

نمودار خروجی طیفی یک قله منفرد را نشان می‌دهد که در حدود 632 نانومتر (مقدار معمول) متمرکز شده است و گسیل قرمز روشن تک‌رنگ با عرض کامل در نیمه بیشینه (FWHM) معمولی 20 نانومتر را تأیید می‌کند.

4.6 نمودار الگوی تابش

نمودار قطبی زاویه دید 130 درجه را نشان می‌دهد که توزیع زاویه‌ای شدت نور را نمایش می‌دهد و به توزیع لامبرت (توزیع کسینوسی) نزدیک است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED دارای فوت‌پرینت بسیار فشرده‌ای است و ابعاد کلیدی آن به شرح زیر می‌باشد (واحد: mm، تلرانس ±0.1mm، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد):

• طول: 1.60
• عرض: 0.80
• ارتفاع: 0.65 ±0.1
• ابعاد پد کاتد: 0.70 x 0.20 ±0.05

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد لحیم‌کاری

کاتد (قطب منفی) روی بدنه با علامت واضح مشخص شده است. طرح پد توصیه‌شده برای اطمینان از اتصال لحیم قابل اعتماد و همترازی صحیح در فرآیند Reflow ارائه شده است. دیتاشیت اشاره می‌کند که ابعاد پد فقط برای مرجع هستند و می‌توانند بر اساس نیازهای خاص طراحی PCB تغییر کنند.

6. راهنمای جوشکاری و مونتاژ

پردازش صحیح برای قابلیت اطمینان قطعات SMD حیاتی است.

6.1 پروفیل دمایی ریفلو (فاقد سرب)

پروفایل دمایی خاص توصیه می‌شود:

• پیش‌گرمایش:150-200 درجه سانتی‌گراد، به مدت 60-120 ثانیه.
• زمان بالای خط مایع (TAL):حفظ در دمای بالای ۲۱۷ درجه سانتی‌گراد به مدت ۶۰ تا ۱۵۰ ثانیه.
• دمای اوج:حداکثر ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد، با زمان نگهداری حداکثر ۱۰ ثانیه.
• نرخ گرمایش/سرمایش:حداکثر نرخ گرمایش ۶ درجه سلسیوس بر ثانیه، حداکثر نرخ سرمایش ۳ درجه سلسیوس بر ثانیه.

نکته مهم:تعداد دفعات لحیم‌کاری مجدد یک LED نباید بیش از دو بار باشد.

6.2 لحیم کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت را به کار برد:

• از هویه‌ای با دمای نوک کمتر از 350 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید.
• زمان لحیم‌کاری هر پایه را به 3 ثانیه محدود کنید.
• از هویه‌ای با توان 25 وات یا کمتر استفاده کنید.
• بین لحیم‌کاری هر پایه حداقل ۲ ثانیه فاصله دهید تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.

6.3 الزامات انبارش و محافظت در برابر رطوبت

LED در کیسه‌های ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده است.

• قبل از باز کردن:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% نگهداری شود.
• پس از باز کردن (عمر کارگاهی):یک سال در شرایط دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60%. LEDهای استفاده نشده باید مجدداً در بسته‌بندی ضد رطوبت مهر و موم شوند.
• پخت:اگر نشانگر خشک‌کن تغییر رنگ داد یا از زمان ذخیره‌سازی فراتر رفت، قبل از استفاده از فرآیند لحیم‌کاری بازجریانی، LED باید به مدت 24 ساعت در دمای 60 ±5 درجه سانتی‌گراد پخته شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات به صورت نوار حامل بافت‌دار به عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند و بر روی قرقره استاندارد با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده‌اند. هر رول شامل 3000 قطعه است.

7.2 توضیحات برچسب

برچسب قرقره شامل چند کد کلیدی است که برای شناسایی مشخصات درجه‌بندی خاص LED روی آن قرقره استفاده می‌شود:

• CAT:سطح شدت نور (به عنوان مثال، M1، N2).
• HUE:درجه رنگ/طول موج غالب (به عنوان مثال، E4، E5).
• REF:درجه ولتاژ مستقیم (به عنوان مثال، 20، 21).
• اطلاعات دیگر شامل شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، تعداد (QTY) و شماره بچ (LOT No) می‌شود.

8. ملاحظات طراحی برنامه

8.1 الزام استفاده از مقاومت محدودکننده جریان

دیتاشیت به صراحت هشدار می‌دهد که باید از مقاومت محدودکننده جریان خارجی استفاده شود. LEDها یک مشخصه I-V نمایی تند نشان می‌دهند؛ افزایش جزئی در ولتاژ ممکن است منجر به افزایش چشمگیر و حتی مخرب جریان شود. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vمنبع تغذیه- V_{) / I}، که در آن V_Fولتاژ مستقیم حاصل از باینینگ یا مشخصه‌های معمول است، I_Fجریان کاری مورد نظر است (≤25mA DC)._F8.2 مدیریت حرارتی_Fاگرچه این قطعه کم‌مصرف است، اما ملاحظات حرارتی برای طول عمر آن همچنان مهم است. در دمای محیط بالا، باید از منحنی کاهش جریان مستقیم پیروی کرد. در صورت لزوم، اطمینان حاصل کنید که طراحی پد PCB گرمای کافی را دفع می‌کند، اگرچه پدهای توصیه شده عمدتاً برای اتصالات الکتریکی و مکانیکی هستند.

8.3 محافظت در برابر ESD

سطح ESD برابر با 2000V (HBM) است و در حین عملیات و مونتاژ باید اقدامات پیشگیرانه استاندارد ESD رعایت شود تا از آسیب احتمالی جلوگیری گردد.

9. مقایسه و تمایز فنی

تمایز اصلی LED 19-219 در ترکیب اندازه بسیار کوچک 1.6mm x 0.8mm با زاویه دید نسبتاً گسترده 130 درجه و سیستم جامع درجه‌بندی سه پارامتر (شدت، طول موج، ولتاژ) است. این امر به طراحان امکان می‌دهد تا در کاربردهایی که فضای محدود و یکنواختی بصری از اهمیت بالایی برخوردار است (مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه چند LED یا پنل‌های نشانگر)، عملکرد نوری یکسانی را محقق سازند. در مقایسه با LEDهای SMD بزرگ‌تر یا LEDهای نصب‌سوراخ، چگالی بالاتری ارائه می‌دهد. در مقایسه با سایر LEDهای مینیاتوری، درجه‌بندی دقیق آن کنترل قوی‌تری بر ظاهر محصول نهایی فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 هنگام استفاده از منبع تغذیه 5V، چه مقدار مقاومت باید انتخاب شود؟

استفاده از حداکثر V معمولی

مقدار 2.2V و I هدف

مقدار 20mA (با حاشیه اطمینان): R = (5V - 2.2V) / 0.020A = 140 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 150 اهم منجر به I_F≈ 18.7mA می‌شود که ایمن است و روشنایی خوبی فراهم می‌کند. همیشه بر اساس V واقعی باینینگ خاص خود محاسبه کنید._Fاعتبارسنجی مقدار._F10.2 آیا هنگام استفاده از درایور منبع جریان ثابت می‌توان از مقاومت محدودکننده جریان صرف‌نظر کرد؟_Fبله، یک درایور منبع جریان ثابت که روی جریان مورد نظر (مثلاً 20mA) تنظیم شده است، جایگزین بسیار مناسبی برای مقاومت سری است و عملکرد پایدارتری در برابر تغییرات دما و ولتاژ ارائه می‌دهد.

10.3 چرا محدوده شدت نوردهی اینقدر گسترده است (mcd 45-18)؟

این یک تفاوت طبیعی در فرآیند تولید است. سیستم درجه‌بندی (M1، M2، N1، N2) LEDها را در گروه‌های تنگ‌تر دسته‌بندی می‌کند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی در کاربرد، لطفاً LEDهایی از همان درجه‌بندی شدت نور را مشخص و استفاده کنید.

10.4 چگونه کد قطعه 19-219/R6C-AM1N2VY/3T را تفسیر کنیم؟

این شماره قطعه یک کد خاص سازنده است. اطلاعات کلیدی انتخاب در کدهای درجه‌بندی مستقل (CAT، HUE، REF) روی برچسب ریل موجود است که شدت نور واقعی، طول موج اصلی و ولتاژ مستقیم قطعه را تعریف می‌کنند.

11. مطالعه موردی طراحی و کاربرد

سناریو: طراحی یک پنال نشانگر وضعیت فشرده حاوی 20 LED قرمز با روشنایی یکنواخت.

انتخاب مشخصات:

برای دستیابی به روشنایی کافی، رده‌بندی شدت نور N1 (28.5-36.0 mcd) را انتخاب کنید. برای دستیابی به سایه‌ای یکنواخت از رنگ قرمز، رده‌بندی طول موج E4 (621.5-625.5 nm) را انتخاب کنید. در صورت استفاده از مقاومت سری مستقل، رده‌بندی ولتاژ مستقیم تأثیر کمتری بر یکنواختی دارد، اما انتخاب رده یکسان (مثلاً 20) می‌تواند محاسبه مقدار مقاومت را ساده کند.

1. شماتیک:هر LED به صورت موازی از ریل ولتاژ مشترک (مثلاً 3.3V) متصل شده و هر کدام مقاومت محدودکننده جریان مخصوص به خود را دارد. مقدار مقاومت بر اساس V
2. محاسبه می‌شود.چیدمان PCB:_Fاز طرح پایه‌های لحیم توصیه‌شده یا اصلاح‌شده استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که علامت کاتد روی چاپ ابریشمی PCB با قطبیت LED مطابقت دارد. LED‌ها را به‌طور فشرده مرتب کنید تا اثر پنل ایجاد شود.
3. مونتاژ:دقیقاً مطابق با منحنی دمایی ریفلو عمل کنید. تعداد چرخه‌های ریفلو نباید بیش از دو بار باشد. در صورت عدم استفاده فوری، قرقره‌های بازشده را به‌درستی ذخیره کنید.
4. نتیجه:با تشکر از ابعاد کوچک و درجه‌بندی دقیق LED 19-219، پنل نشانگر با چگالی بالا با رنگ و روشنایی یکنواخت محقق شده است.
5. 12. مقدمه‌ای بر اصول فنیLED 19-219 بر پایه ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) است. هنگامی که ولتاژ مستقیم بر روی پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق شده و در آنجا بازترکیب می‌شوند. در LEDهای AlGaInP، این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند که در بخش قرمز تا کهربایی طیف مرئی قرار دارد. ترکیب خاص لایه AlGaInP طول موج اوج را تعیین می‌کند که در این مورد برای تابش قرمز روشن در حدود 632 نانومتر تنظیم شده است. ماده کپسوله‌کننده اپوکسی به رنگ سفید آبی است تا کارایی استخراج نور را به حداکثر برساند و همچنین برای محافظت از تراشه نیمه‌هادی استفاده می‌شود.

13. روندها و تحولات صنعت

بازار LEDهای SMD مینیاتوری مانند 19-219 همچنان تحت تأثیر روند فزاینده کوچکسازی و نازکسازی دستگاه‌های الکترونیکی قرار دارد. تحولات کلیدی صنعت گسترده‌تر LED که بر چنین قطعاتی تأثیر می‌گذارند شامل موارد زیر است:

بهبود کارایی:

بهبود مستمر مواد و فرآیندها منجر به کارایی نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات انرژی) شده است که امکان استفاده از جریان کاری پایین‌تر و کاهش مصرف انرژی در محصولات نهایی را فراهم می‌کند.

• بهبود یکنواختی رنگ:آزمایش پیشرفته در سطح وفر و باینینگ امکان کنترل دقیق‌تری بر روی رنگ و شدت را فراهم می‌کند که برای کاربردهایی مانند نور پس‌زمینه نمایشگر که یکنواختی در آنها حیاتی است، ضروری می‌باشد.
• بهبود قابلیت اطمینان و طول عمر:بهبودهای مداوم در مواد بسته‌بندی و طراحی تراشه، طول عمر عملیاتی را افزایش داده و مقاومت در برابر تنش‌های حرارتی و محیطی را تقویت می‌کند.
• یکپارچه‌سازی:اگرچه LEDهای مجزا همچنان ضروری هستند، اما روندی موازی به سمت ماژول‌های LED یکپارچه و صفحات راه‌نور برای ارائه راه‌حل‌های روشنایی پیچیده‌تر وجود دارد، هرچند که قطعات مجزا حداکثر انعطاف‌پذیری طراحی برای چیدمان‌های سفارشی را فراهم می‌کنند.
• 19-219 نمایان‌گر یک قطعه بالغ و با مشخصات تعریف‌شده است که از پیشرفت‌های مستمر صنعت در علم مواد و دقت ساخت بهره می‌برد.While discrete LEDs remain essential, there is a parallel trend towards integrated LED modules and light guides for more complex lighting solutions, though discrete components offer maximum design flexibility for custom layouts.

19-219 نشان‌دهنده یک قطعه بالغ و به‌خوبی مشخص‌شده است که از این پیشرفت‌های مستمر صنعت در علم مواد و دقت ساخت بهره می‌برد.