دیتاشیت LED SMD مدل 17-21/G6C-FN1P2B/3T - ابعاد 1.6x0.8x0.6 میلی‌متر - ولتاژ 1.75-2.35 ولت - رنگ زرد سبز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 17-21/G6C-FN1P2B/3T یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. این قطعه دارای ابعاد بسیار فشرده است که آن را برای کاربردهایی که فضای برد در اولویت است، ایده‌آل می‌کند. این دستگاه با استفاده از ماده نیمه‌هادی آل‌گا‌این‌پی ساخته شده که نور زرد سبز درخشان تولید می‌کند. این LED روی نوار 8 میلی‌متری بسته‌بندی و روی قرقره‌ای به قطر 7 اینچ عرضه می‌شود که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات استاندارد اتوماتیک پیک‌اندپلیس و لحیم‌کاری ریفلو مورد استفاده در تولید انبوه است.

مزایای کلیدی این قطعه شامل اندازه کوچک آن است که امکان کاهش ابعاد تجهیزات و افزایش چگالی بسته‌بندی روی بردهای مدار چاپی (PCB) را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن نیز استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی مینیاتوری و قابل حمل را پشتیبانی می‌کند. این محصول با استانداردهای اصلی زیست‌محیطی و ایمنی از جمله RoHS، REACH و الزامات بدون هالوژن مطابقت دارد و آن را برای بازارهای جهانی مناسب می‌سازد.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

این دستگاه برای کارکرد قابل اطمینان در محدوده‌های مشخص شده طراحی شده است. تجاوز از این محدوده‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. جریان مستقیم پیوسته (IF) نباید از 25 میلی‌آمپر تجاوز کند، در حالی که جریان مستقیم پیک (IFP) 60 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 در 1 کیلوهرتز) مجاز است. حداکثر اتلاف توان (Pd) 60 میلی‌وات است. این قطعه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) 2000 ولت مطابق مدل بدن انسان (HBM) مقاومت کند. محدوده دمای عملیاتی آن از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس و محدوده دمای نگهداری از 40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

اندازه‌گیری شده در دمای اتصال استاندارد 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر، عملکرد LED با چند پارامتر کلیدی مشخص می‌شود. شدت نور (Iv) دارای یک محدوده معمول است که توسط سیستم باینینگ آن تعریف می‌شود. زاویه دید (2θ1/2) به طور معمول 140 درجه است که میدان روشنایی وسیعی فراهم می‌کند. طول موج پیک (λp) حول 575 نانومتر متمرکز است، در حالی که طول موج غالب (λd) از 570.0 نانومتر تا 574.5 نانومتر متغیر است. پهنای باند طیفی (Δλ) به طور معمول 20 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) از 1.75 ولت تا 2.35 ولت متغیر است و جریان معکوس (IR) حداکثر 10 میکروآمپر در بایاس معکوس 5 ولت است. توجه به این نکته حیاتی است که این دستگاه برای کار تحت شرایط ولتاژ معکوس طراحی نشده است؛ ریتینگ VR فقط برای تست IR اعمال می‌شود.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی در طراحی کاربردی، LEDها بر اساس سه پارامتر کلیدی: شدت نور، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم، در دسته‌های مختلف (باین) مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که معیارهای عملکرد خاص پروژه‌هایشان را برآورده می‌کنند.

3.1 باینینگ شدت نور

شدت نور در چهار دسته (N1, N2, P1, P2) اندازه‌گیری شده در IF=20mA دسته‌بندی می‌شود. محدوده از حداقل 28.5 میلی‌کاندلا (حداقل N1) تا حداکثر 72.0 میلی‌کاندلا (حداکثر P2) گسترده است. یک تلرانس ±11% در هر دسته اعمال می‌شود.

3.2 باینینگ طول موج غالب

طول موج غالب، که رنگ درک شده را تعریف می‌کند، در سه دسته (CC2, CC3, CC4) مرتب می‌شود. محدوده از 570.0 نانومتر تا 574.5 نانومتر است، با تلرانس دقیق ±1 نانومتر برای حفظ یکنواختی رنگ.

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در سه دسته (0, 1, 2) گروه‌بندی می‌شود که در IF=20mA از 1.75 ولت تا 2.35 ولت متغیر است. تلرانس ولتاژ مستقیم ±0.1 ولت است. انتخاب LEDها از یک دسته ولتاژ یکسان می‌تواند به اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگامی که چندین LED به صورت موازی راه‌اندازی می‌شوند، کمک کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمول ارجاع می‌دهد. در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، این منحنی‌ها به طور معمول رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور، ولتاژ مستقیم در مقابل دما و توزیع توان طیفی را نشان می‌دهند. تحلیل این منحنی‌ها برای درک رفتار LED تحت شرایط عملیاتی مختلف، مانند تغییرات در جریان راه‌اندازی یا دمای محیط که بر خروجی نور و بازده تأثیر می‌گذارند، ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج SMD فشرده با ابعاد تقریبی 1.6 میلی‌متر طول، 0.8 میلی‌متر عرض و 0.6 میلی‌متر ارتفاع (تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر خلاف آن ذکر شده) است. یک نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده است که شامل توصیه‌هایی برای طرح‌ریزی پد در طراحی PCB برای اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و مدیریت حرارتی است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد به وضوح روی پکیج علامت‌گذاری شده است. جهت‌دهی صحیح قطبیت در حین مونتاژ برای عملکرد دستگاه حیاتی است. طراحی جای پای PCB باید با این علامت‌گذاری هماهنگ باشد تا از نصب معکوس جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت و لحیم‌کاری صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

6.1 نگهداری و حساسیت به رطوبت

قطعات در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند. کیسه نباید تا زمانی که LEDها آماده استفاده هستند باز شود. پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری و در عرض 168 ساعت (7 روز) استفاده شوند. اگر این بازه زمانی سپری شود یا جاذب رطوبت نشان‌دهنده جذب رطوبت باشد، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت در دمای 60±5 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت است.

6.2 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

این LED با فرآیندهای ریفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. برای لحیم‌کاری بدون سرب، باید یک پروفیل دمایی خاص دنبال شود: پیش‌گرمایش بین 150-200 درجه سلسیوس به مدت 60-120 ثانیه، زمان بالای 217 درجه سلسیوس (مایع) به مدت 60-150 ثانیه، با حداکثر دمای پیک که از 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه تجاوز نکند. حداکثر نرخ افزایش دما باید 6 درجه سلسیوس بر ثانیه و حداکثر نرخ کاهش دما 3 درجه سلسیوس بر ثانیه باشد. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.3 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سلسیوس باشد و برای هر ترمینال بیش از 3 ثانیه اعمال نشود. ظرفیت هویه باید کمتر از 25 وات باشد. یک فاصله خنک‌کننده حداقل 2 ثانیه بین لحیم‌کاری هر ترمینال باید رعایت شود. تعمیر پس از لحیم‌کاری اولیه توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب ناپذیر بودن، باید از یک هویه دو سر تخصصی استفاده شود تا هر دو ترمینال به طور همزمان گرم شوند و از تنش مکانیکی روی چیپ LED جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند. آن‌ها در نوار حامل با ابعاد مشخص شده برای مدیریت اتوماتیک بارگیری می‌شوند. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. برچسب بسته‌بندی شامل اطلاعات حیاتی برای ردیابی و انتخاب 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 متداول

این LED برای کاربردهای نور پس‌زمینه در داشبورد و کلیدهای خودرو، نشانگر و نور پس‌زمینه در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس، نور پس‌زمینه تخت برای LCDها و نشانگر وضعیت عمومی بسیار مناسب است.

8.2 ملاحظات طراحی

محدودکننده جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. مشخصه نمایی I-V LED به این معنی است که افزایش کوچکی در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش بزرگ و بالقوه مخربی در جریان شود. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ تغذیه و دسته ولتاژ مستقیم LED محاسبه شود.
مدیریت حرارتی:در حالی که اتلاف توان کم است، اطمینان از مساحت کافی مس روی PCB برای پدها به دفع گرما کمک می‌کند، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگامی که با جریان‌های بالاتر راه‌اندازی می‌شود.
تنش برد:از خم شدن یا تاب برداشتن PCB در حین یا پس از لحیم‌کاری خودداری کنید، زیرا این امر می‌تواند باعث ایجاد ترک‌های ناشی از تنش در پکیج LED شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای نوع لیدفریم بزرگتر، این نوع SMD صرفه‌جویی فضایی قابل توجهی، چگالی قرارگیری بالاتر و سازگاری با خطوط مونتاژ کاملاً اتوماتیک را ارائه می‌دهد که هزینه تولید را کاهش می‌دهد. استفاده از فناوری آل‌گا‌این‌پی بازدهی بالا و رنگ زرد سبز اشباع شده را فراهم می‌کند. مطابقت آن با مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی (RoHS, REACH, بدون هالوژن) آن را به انتخابی آینده‌نگر برای طراحی‌های الکترونیکی مدرن هدف‌گیری‌کننده بازارهای جهانی تبدیل می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت سری راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. دیتاشیت به صراحت هشدار می‌دهد که باید از یک مقاومت محافظ استفاده شود. راه‌اندازی مستقیم LED از یک منبع ولتاژ منجر به جریان کنترل‌نشده و خرابی سریع خواهد شد.
س: اگر عمر مفید 7 روزه پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت را تجاوز کنم چه اتفاقی می‌افتد؟
ج: LEDها ممکن است رطوبت را از جو جذب کنند. لحیم‌کاری آن‌ها بدون پخت مناسب می‌تواند باعث "پاپ‌کورنینگ" یا لایه‌لایه شدن داخلی به دلیل انبساط سریع بخار در حین ریفلو شود که منجر به خرابی می‌شود. روش پخت تجویز شده را دنبال کنید.
س: چگونه کدهای دسته روی برچسب را تفسیر کنم؟
ج: کدهای CAT، HUE و REF مربوط به دسته‌های شدت نور، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم هستند که به تفصیل در بخش‌های 3.1، 3.2 و 3.3 توضیح داده شده‌اند. انتخاب دسته‌های یکسان کلید عملکرد یکنواخت در یک آرایه است.

11. مثال‌های عملی طراحی و استفاده

مثال 1: نور پس‌زمینه کلید داشبورد:یک طراح به 10 نشانگر زرد سبز یکنواخت نیاز دارد. آن‌ها باید LEDهایی از یک دسته شدت نور یکسان (مثلاً همه P1) و یک دسته طول موج غالب یکسان (مثلاً همه CC3) را مشخص کنند تا از روشنایی و رنگ یکنواخت اطمینان حاصل شود. یک مقاومت محدودکننده جریان واحد را می‌توان با استفاده از حداکثر ولتاژ مستقیم از دسته 2 (2.35 ولت) محاسبه کرد تا عملکرد ایمن برای همه واحدها تضمین شود، حتی اگر برخی Vf پایین‌تری داشته باشند.
مثال 2: پنل وضعیت با چگالی بالا:برای یک پنل با 50 LED، استفاده از پکیج SMD امکان چیدمان بسیار فشرده را فراهم می‌کند. طراح باید اطمینان حاصل کند که طراحی پد PCB با توصیه دیتاشیت مطابقت دارد تا تشکیل اتصال لحیم خوب در حین ریفلو را تسهیل کند. طراحی روزنه استنسیل باید بهینه شود تا از پل زدن لحیم بین پدهای با فاصله نزدیک جلوگیری شود.

12. اصل عملکرد

این LED یک دیود نیمه‌هادی بر پایه ماده فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از انرژی گپ نواری آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlGaInP طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند که در این مورد در طیف زرد سبز (~575 نانومتر) است. لنز رزین اپوکسی شفاف است تا استخراج نور را به حداکثر برساند و الگوی انتشار را به یک زاویه دید 140 درجه شکل دهد.

13. روندهای فناوری

روند در LEDهای نشانگر و نور پس‌زمینه به سمت مینیاتوری‌سازی، افزایش بازده (لومن بر وات) و قابلیت اطمینان بالاتر ادامه دارد. پکیج‌های SMD مانند مدل 17-21 به دلیل مزایای تولیدی در حال تبدیل شدن به استاندارد هستند. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر باینینگ دقیق و تلرانس‌های سخت‌گیرانه‌تر برای برآوردن نیازهای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی رنگ و روشنایی بالا دارند، مانند نمایشگرهای تمام رنگی و خوشه‌های روشنایی خودرو وجود دارد. علاوه بر این، تلاش برای الکترونیک پایدار از نظر زیست‌محیطی تضمین می‌کند که مواد بدون هالوژن و مطابق با RoHS به عنوان یک الزام پایه برای تمام قطعات جدید باقی بمانند.