دیتاشیت LED SMD مدل 19-217/G7C-AN1P2/3T - زردسبز درخشان - ابعاد 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.0V - توان 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 19-217/G7C-AN1P2/3T یک دستگاه نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن و فشرده طراحی شده است. این قطعه از فناوری تراشه AlGaInP برای تولید نور زردسبز درخشان استفاده می‌کند. مزیت اصلی آن در اندازه مینیاتوری آن است که امکان کاهش قابل توجه در اندازه برد مدار چاپی (PCB) و ابعاد کلی تجهیزات را فراهم می‌آورد. این امر به چگالی بسته‌بندی بالاتر و نیازهای ذخیره‌سازی کاهش یافته کمک می‌کند. این قطعه سبک‌وزن است و آن را به ویژه برای کاربردهایی که فضا و وزن محدودیت‌های حیاتی هستند، مناسب می‌سازد.

این ال ای دی بر روی ریلی با قطر 7 اینچ و در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری عرضه می‌شود که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place است. این قطعه به صورت بدون سرب (Pb-free) فرموله شده و با مقررات اصلی زیست‌محیطی از جمله RoHS، EU REACH و استانداردهای بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد. این دستگاه با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان پیشروی (IF):25 میلی‌آمپر (پیوسته)
• جریان پیشروی پیک (IFP):60 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz)
• اتلاف توان (Pd):60 میلی‌وات
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):2000 ولت
• دمای عملیاتی (Topr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای ذخیره‌سازی (Tstg):40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):رفلو: حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه. لحیم‌کاری دستی: حداکثر 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آن‌ها عملکرد نوری و الکتریکی ال ای دی را تعریف می‌کنند.

• شدت نورانی (Iv):از 28.5 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 72.0 میلی‌کاندلا (حداکثر) متغیر است. مقدار معمول مشخص نشده است که نشان‌دهنده مدیریت عملکرد از طریق سیستم باینینگ است.
• زاویه دید (2θ1/2):120 درجه (معمول). این زاویه دید گسترده، ال ای دی را برای کاربردهای نیازمند روشنایی یا دید وسیع مناسب می‌سازد.
• طول موج پیک (λp):575 نانومتر (معمول). این نشان‌دهنده طول موجی است که در آن شدت نور ساطع شده در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λd):از 569.5 نانومتر تا 577.5 نانومتر متغیر است. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ را تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). این گسترش طیف ساطع شده حول طول موج پیک را تعریف می‌کند.
• ولتاژ پیشروی (VF):از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمول 2.0 ولت در 20mA.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس (VR) برابر 5 ولت.توجه مهم:این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای آزمایش جریان نشتی است.

تلرانس‌ها:شدت نورانی تلرانس ±11% دارد و طول موج غالب تلرانس ±1 نانومتر از مقادیر مرکز باین دارد.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، ال ای دی‌ها بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده در باین‌ها دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شدت نورانی

ال ای دی‌ها بر اساس شدت نورانی اندازه‌گیری شده در IF=20mA در چهار باین (N1, N2, P1, P2) دسته‌بندی می‌شوند.

• باین N1:28.5 میلی‌کاندلا تا 36.0 میلی‌کاندلا
• باین N2:36.0 میلی‌کاندلا تا 45.0 میلی‌کاندلا
• باین P1:45.0 میلی‌کاندلا تا 57.0 میلی‌کاندلا
• باین P2:57.0 میلی‌کاندلا تا 72.0 میلی‌کاندلا

3.2 باینینگ طول موج غالب

ال ای دی‌ها بر اساس طول موج غالب در چهار باین (C16, C17, C18, C19) دسته‌بندی می‌شوند.

• باین C16:569.5 نانومتر تا 571.5 نانومتر
• باین C17:571.5 نانومتر تا 573.5 نانومتر
• باین C18:573.5 نانومتر تا 575.5 نانومتر
• باین C19:575.5 نانومتر تا 577.5 نانومتر

این باینینگ دو بعدی (شدت + طول موج) به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص روشنایی و نقطه رنگ برای کاربردشان را برآورده می‌کنند و ثبات بصری در بین چندین ال ای دی را تضمین می‌نمایند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکی معمول اشاره می‌کند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، منحنی‌های استاندارد برای چنین ال ای دی‌ای معمولاً شامل موارد زیر است:

• شدت نورانی نسبی در مقابل جریان پیشروی (منحنی I-V):نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً در یک رابطه تقریباً خطی در محدوده عملیاتی.
• ولتاژ پیشروی در مقابل جریان پیشروی:مشخصه نمایی I-V دیود را نشان می‌دهد.
• شدت نورانی نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که عاملی حیاتی برای مدیریت حرارتی است.
• توزیع طیفی:نموداری که شدت نسبی نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد و حول پیک 575 نانومتر متمرکز است.
• الگوی زاویه دید:نمودار قطبی که توزیع زاویه‌ای شدت نور را نشان می‌دهد.

این منحنی‌ها برای پیش‌بینی عملکرد در شرایط غیراستاندارد (جریان‌های درایو مختلف، دماهای مختلف) و برای طراحی صحیح مدار ضروری هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

ال ای دی دارای یک بسته‌بندی SMD فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.1mm مگر خلاف آن ذکر شده) عبارتند از:

• طول بسته: 2.0 میلی‌متر
• عرض بسته: 1.25 میلی‌متر
• ارتفاع بسته: 0.8 میلی‌متر
• الگوی لند: دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق است که اندازه پد، فاصله و جهت قطعه را برای چیدمان PCB مشخص می‌کند. طراحی صحیح الگوی لند برای لحیم‌کاری قابل اعتماد و پایداری مکانیکی حیاتی است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً روی دستگاه علامت‌گذاری شده است، اغلب توسط یک شکاف، یک نقطه یا رنگ سبز در سمت کاتد لنز. فوت‌پرینت PCB باید برای مطابقت با این قطبیت طراحی شود. اتصال قطبیت نادرست از روشن شدن ال ای دی جلوگیری می‌کند و ممکن است به دستگاه استرس وارد کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل رفلو بدون سرب (Pb-free) توصیه می‌شود:

• پیش‌گرمایش:150–200 درجه سلسیوس به مدت 60–120 ثانیه.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (217 درجه سلسیوس):60–150 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سلسیوس.
• زمان در دمای پیک:حداکثر 10 ثانیه.
• نرخ گرمایش:حداکثر 6 درجه سلسیوس بر ثانیه.
• زمان بالاتر از 255 درجه سلسیوس:حداکثر 30 ثانیه.
• نرخ سرمایش:حداکثر 3 درجه سلسیوس بر ثانیه.

حیاتی:لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار بر روی یک مجموعه ال ای دی انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

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

• دمای نوک هویه: < 350 درجه سلسیوس.
• زمان تماس برای هر ترمینال: ≤ 3 ثانیه.
• ظرفیت هویه: ≤ 25 وات.
• بین لحیم‌کاری هر ترمینال حداقل 2 ثانیه فاصله بگذارید تا از تجمع حرارت جلوگیری شود.

6.3 ذخیره‌سازی و حساسیت به رطوبت

ال ای دی‌ها در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی می‌شوند.

• کیسه را تا زمان آمادگی برای استفاده باز نکنید.
• پس از باز کردن، ال ای دی‌های استفاده نشده باید در دمای ≤ 30°C و رطوبت نسبی ≤ 60% ذخیره شوند.
• "عمر مفید پس از باز کردن" کیسه 168 ساعت (7 روز) است.
• در صورت عدم استفاده پس از این مدت، یا در صورت تغییر رنگ نشانگر جاذب رطوبت، ال ای دی‌ها باید قبل از استفاده مجدداً پخت شوند: 60 ±5°C به مدت 24 ساعت.

6.4 تعمیر و بازسازی

تعمیر پس از لحیم‌کاری به شدت توصیه نمی‌شود. در صورت ضرورت مطلق، باید از یک هویه دو سر تخصصی برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال استفاده شود تا استرس حرارتی به حداقل برسد. تأثیر بر مشخصات ال ای دی باید از قبل تأیید شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

محصول برای مونتاژ اتوماتیک عرضه می‌شود:

• نوار حامل:عرض 8 میلی‌متر.
• ریل:قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر ریل:3000 قطعه.
• ابعاد دقیق جیب‌های نوار حامل و ریل در دیتاشیت ارائه شده است تا سازگاری با تجهیزات فیدر تضمین شود.

7.2 اطلاعات برچسب

برچسب ریل حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح است:

• شماره محصول مشتری (CPN)
• شماره قطعه (P/N): به عنوان مثال، 19-217/G7C-AN1P2/3T
• تعداد بسته‌بندی (QTY)
• رتبه شدت نورانی (CAT) – مطابق با باین شدت (N1, N2, P1, P2)
• رتبه رنگ/طول موج غالب (HUE) – مطابق با باین طول موج (C16-C19)
• رتبه ولتاژ پیشروی (REF)
• شماره لات (LOT No.) برای قابلیت ردیابی

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نور پس‌زمینه:شاخص‌های داشبورد، روشنایی سوئیچ، نور پس‌زمینه کی‌پد.
• تجهیزات مخابراتی:شاخص‌های وضعیت و نور پس‌زمینه برای تلفن‌ها و فکس‌ها.
• نور پس‌زمینه پنل تخت:نور لبه‌ای برای نمایشگرهای LCD کوچک، نور پس‌زمینه برای نمادها و آیکون‌ها.
• استفاده عمومی به عنوان شاخص:وضعیت برق، نشانگر حالت، سیگنال‌های هشدار در الکترونیک مصرفی و صنعتی.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجیالزامی است. ولتاژ پیشروی ال ای دی یک محدوده (1.7V-2.4V) دارد و مشخصه I-V آن نمایی است. یک تغییر کوچک در ولتاژ منبع می‌تواند باعث تغییر بزرگ و بالقوه مخربی در جریان بدون یک مقاومت سری شود. مقدار مقاومت (R) با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. برای یک طراحی محافظه‌کارانه از حداکثر VF از دیتاشیت استفاده کنید.
• مدیریت حرارتی:در حالی که اتلاف توان کم است (حداکثر 60mW)، اطمینان از عملکرد ال ای دی در محدوده دمایی آن برای قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار حیاتی است. از قرار دادن آن در نزدیکی سایر منابع حرارتی روی PCB خودداری کنید.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه برای 2000V HBM درجه‌بندی شده است، اما باید احتیاط‌های استاندارد هنگام مونتاژ و جابجایی برای ESD رعایت شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

ال ای دی 19-217 عمدتاً از طریق ترکیب رنگ زردسبز درخشان خاص (با استفاده از فناوری AlGaInP) و فوت‌پرینت بسیار فشرده 2.0x1.25mm خود متمایز می‌شود. در مقایسه با ال ای دی‌های فریم سربی بزرگتر، صرفه‌جویی فضایی قابل توجهی ارائه می‌دهد. در مقایسه با سایر رنگ‌های SMD، فناوری AlGaInP معمولاً بازده نوری بالاتری در طیف کهربایی-زرد-سبز نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 120 درجه آن یک ویژگی کلیدی برای کاربردهای نیازمند دید وسیع است، در مقابل ال ای دی‌های باریک‌بیم که برای روشنایی متمرکز استفاده می‌شوند.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: چرا یک مقاومت محدودکننده جریان کاملاً ضروری است؟

پ: ال ای دی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. ولتاژ پیشروی آن‌ها یک مقدار ثابت نیست بلکه دارای تلرانس تولیدی است و با دما تغییر می‌کند. اتصال مستقیم یک ال ای دی به یک منبع ولتاژ، حتی منبعی نزدیک به VF معمول آن، می‌تواند منجر به جریان بیش از حد، گرمایش سریع و تخریب ال ای دی ("فرار حرارتی") شود. مقاومت سری یک روش خطی و قابل پیش‌بینی برای تنظیم جریان عملیاتی فراهم می‌کند.

س: آیا می‌توانم این ال ای دی را با جریان پالسی بالاتر از 25mA راه‌اندازی کنم؟

پ: بله، اما فقط تحت شرایط خاص. دیتاشیت یک جریان پیشروی پیک (IFP) برابر 60mA را مشخص می‌کند، اما این فقط با چرخه کاری کم (1/10 یا 10%) و در فرکانس 1kHz مجاز است. عملکرد پیوسته بالاتر از 25mA مجاز نیست و از درجه‌بندی اتلاف توان فراتر رفته و منجر به خرابی می‌شود.

س: کدهای باین (مثلاً P1, C18) برای طراحی من چه معنایی دارند؟

پ: کدهای باین ثبات رنگ و روشنایی را تضمین می‌کنند. اگر محصول شما از چندین ال ای دی استفاده می‌کند و نیاز به ظاهر یکنواخت دارد، باید ال ای دی‌هایی از همان باین‌های شدت و طول موج را مشخص و استفاده کنید. ترکیب باین‌ها ممکن است منجر به روشنایی یا سایه‌های رنگ به وضوح متفاوت بین ال ای دی‌های مجاور شود.

س: عمر مفید 7 روزه پس از باز کردن کیسه محافظ رطوبت چقدر حیاتی است؟

پ: برای قابلیت اطمینان لحیم‌کاری بسیار مهم است. قطعات SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طول لحیم‌کاری رفلو، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا "پاپ کورن شدن" شود که می‌تواند بسته‌بندی را ترک داده و باعث خرابی شود. رعایت دستورالعمل‌های ذخیره‌سازی و پخت برای تولید با بازده بالا ضروری است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل شاخص وضعیت با 10 ال ای دی زردسبز یکنواخت.

1. انتخاب قطعه:به تأمین‌کننده خود مشخص کنید که به تمام ال ای دی‌ها از یک باین نیاز دارید، به عنوان مثال، باین شدت P1 (45-57 mcd) و باین طول موج C18 (573.5-575.5 nm). این برای ثبات بصری حیاتی است.
2. طراحی مدار:استفاده از منبع تغذیه 5V و هدف جریان درایو 20mA. با فرض VF محافظه‌کارانه 2.4V (حداکثر)، مقاومت سری را محاسبه کنید: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 130Ω یا 120Ω است. درجه توان مقاومت: P = I^2 * R = (0.02^2) * 130 = 0.052W، بنابراین یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) کافی است.
3. چیدمان PCB:از الگوی لند دقیق از نقشه ابعاد بسته در دیتاشیت استفاده کنید. فاصله کافی بین ال ای دی‌ها برای توزیع یکنواخت نور و جلوگیری از جفت‌شدن حرارتی را تضمین کنید.
4. مونتاژ:ریل را تا زمان آمادگی خط تولید مهر و موم نگه دارید. پروفیل رفلو را دقیقاً دنبال کنید. پس از مونتاژ، از خم کردن یا انعطاف PCB در نزدیکی ال ای دی‌ها خودداری کنید تا از استرس بر روی اتصالات لحیم جلوگیری شود.

12. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

این ال ای دی بر پایه ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ پیشروی بیشتر از پتانسیل اتصال دیود (تقریباً 1.7-2.4V) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری نیمه‌هادی را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را دیکته می‌کند. در این مورد، ترکیب برای تولید فوتون‌ها در ناحیه زردسبز طیف مرئی، حول 575 نانومتر تنظیم شده است. لنز رزین اپوکسی برای محافظت از تراشه نیمه‌هادی، شکل‌دهی به پرتو خروجی نور (منجر به زاویه دید 120 درجه) و افزایش استخراج نور از تراشه عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

توسعه ال ای دی‌های SMD مانند 19-217 چندین روند کلیدی صنعت را دنبال می‌کند:مینیاتوری‌سازیکماکان یک محرک اولیه باقی می‌ماند و امکان دستگاه‌های الکترونیکی هرچه کوچک‌تر را فراهم می‌آورد.افزایش بازدهدر موادی مانند AlGaInP منجر به شدت نورانی بالاتر از همان اندازه یا اندازه‌های کوچک‌تر تراشه می‌شود.مطابقت زیست‌محیطی(RoHS, REACH, بدون هالوژن) به یک نیاز استاندارد تبدیل شده است، نه یک گزینه.سازگاری با اتوماسیوناز طریق بسته‌بندی استاندارد نوار و ریل برای تولید انبوه و مقرون به صرفه ضروری است. در نهایت، روندی به سمتباینینگ و کنترل رنگ دقیق‌تر و سخت‌گیرانه‌تروجود دارد تا نیازهای کاربردهای نیازمند ثبات رنگ بالا، مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ و روشنایی خودرو را برآورده کند، حتی اگر این قطعه خاص از نوع تک‌رنگ باشد.

13.1 یادداشت محدودیت‌های کاربردی

دیتاشیت شامل یک سلب مسئولیت مهم در مورد کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا است. این محصول، همانطور که مشخص شده است، ممکن است برای سیستم‌های حیاتی ایمنی مانند ایمنی خودرو (مثلاً چراغ ترمز)، هوافضا، نظامی یا تجهیزات پشتیبانی حیات پزشکی بدون صلاحیت‌یابی اضافی و احتمالاً یک درجه محصول متفاوت مناسب نباشد. برای چنین کاربردهایی، مشورت با سازنده برای شناسایی قطعاتی که برای استانداردهای سختگیرانه قابلیت اطمینان آن حوزه‌ها طراحی و آزمایش شده‌اند، الزامی است.