دیتاشیت LED SMD مدل 19-223 - بسته‌بندی 2.0x1.25x0.8 میلی‌متر - ولتاژ 2.0 ولت - توان 60 میلی‌وات - زرد درخشان / زرد سبز - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 19-223 یک LED نصب‌سطحی فشرده است که برای کاربردهای PCB با چگالی بالا طراحی شده است. این قطعه در دو رنگ متمایز عرضه می‌شود: زرد درخشان (Y2) و زرد سبز (G6) که هر دو از فناوری چیپ AlGaInP بهره می‌برند. این قطعه با ابعاد کوچک، ساختار سبک‌وزن و سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار شناخته می‌شود و آن را به انتخابی ایده‌آل برای دستگاه‌های الکترونیکی مینیاتوری و دارای محدودیت فضا تبدیل می‌کند.

1.1 مزایای اصلی

مزیت اصلی LED مدل 19-223، کاهش چشمگیر اندازه آن در مقایسه با LED‌های سنتی دارای پایه (Lead-frame) است. این امر امکان طراحی‌های کوچک‌تر برد مدار چاپی، چگالی بالاتر قطعات، کاهش نیازمندی‌های انبارداری و در نهایت کمک به مینیاتوری‌سازی تجهیزات نهایی را فراهم می‌کند. ماهیت سبک‌وزن آن نیز سازگاری آن را با کاربردهای قابل حمل و فشرده افزایش می‌دهد.

1.2 بازار هدف و کاربردها

هدف این LED، کاربردهایی است که نیازمند عملکردهای قابل اطمینان نشانگر یا نور پس‌زمینه با توان پایین هستند. حوزه‌های کاربردی معمول شامل نور پس‌زمینه داشبورد و کلیدها در فضای داخلی خودرو، نشانگر وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس، نور پس‌زمینه تخت برای پنل‌های LCD و نمادها، و استفاده عمومی به عنوان نشانگر در انواع الکترونیک مصرفی و صنعتی می‌شود.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی ذکر شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر ولتاژ معکوس مجاز (V_R) برای این قطعه 5 ولت است. جریان مستقیم پیوسته (I_F) برای هر دو کد رنگ 25 میلی‌آمپر است. جریان مستقیم پیک (I_FP) 60 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است. حداکثر توان تلفاتی (P_d) 60 میلی‌وات است. قطعه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تا 2000 ولت (مدل بدن انسان) مقاومت کند. محدوده دمای کاری از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس و محدوده دمای نگهداری از 40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

تمام اندازه‌گیری‌ها در دمای محیط (T_a) 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند.

• شدت نور (I_v):برای کد Y2 (زرد درخشان)، شدت نور معمول در محدوده 36.0 تا 72.0 میلی‌کاندلا است. برای کد G6 (زرد سبز)، این محدوده از 28.5 تا 57.0 میلی‌کاندلا است.
• زاویه دید (2θ_1/2):زاویه دید معمول برای هر دو نوع 130 درجه است.
• طول موج:کد Y2 دارای طول موج پیک معمول (λ_p) 591 نانومتر و محدوده طول موج غالب (λ_d) 585.5 تا 594.5 نانومتر است. کد G6 دارای طول موج پیک معمول 575 نانومتر و محدوده طول موج غالب 567.5 تا 575.5 نانومتر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):ولتاژ مستقیم برای هر دو کد Y2 و G6 به طور معمول 2.0 ولت است، با محدوده‌ای از 1.7 تا 2.4 ولت.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر جریان معکوس در V_R=5V برای هر دو کد رنگ 10 میکروآمپر است.

2.3 تلرانس‌ها و یادداشت‌ها

دیتاشیت تلرانس‌های کلیدی زیر را مشخص می‌کند: تلرانس شدت نور ±11%، تلرانس طول موج غالب ±1 نانومتر و تلرانس ولتاژ مستقیم ±0.10 ولت. این تلرانس‌ها برای یکنواختی طراحی حیاتی هستند و باید در طراحی مدار و برنامه‌ریزی سیستم نوری در نظر گرفته شوند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

LEDها بر اساس شدت نور و طول موج غالب به دسته‌های مختلف (بین) تقسیم می‌شوند تا ثبات رنگ و روشنایی درون یک بچ تولیدی تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی Y2 (زرد درخشان)

دسته‌های شدت نور:N2 (36.0-45.0 میلی‌کاندلا)، P1 (45.0-57.0 میلی‌کاندلا)، P2 (57.0-72.0 میلی‌کاندلا).

دسته‌های طول موج غالب:D3 (585.5-588.5 نانومتر)، D4 (588.5-591.5 نانومتر)، D5 (591.5-594.5 نانومتر).

3.2 دسته‌بندی G6 (زرد سبز)

دسته‌های شدت نور:N1 (28.5-36.0 میلی‌کاندلا)، N2 (36.0-45.0 میلی‌کاندلا)، P1 (45.0-57.0 میلی‌کاندلا).

دسته‌های طول موج غالب:C15 (567.5-569.5 نانومتر)، C16 (569.5-571.5 نانومتر)، C17 (571.5-573.5 نانومتر)، C18 (573.5-575.5 نانومتر).

این دسته‌بندی به طراحان اجازه می‌دهد تا LEDهایی با ویژگی‌های عملکردی خاص را برای کاربردهایی که نیازمند تطابق رنگ یا سطوح دقیق روشنایی هستند، انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است که بینشی از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهد.

4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. این رابطه معمولاً غیرخطی است و کارکرد به میزان قابل توجهی بالاتر از مقدار توصیه شده 20mA ممکن است منجر به کاهش بازده و تسریع فرسودگی شود.

4.2 منحنی کاهش جریان مستقیم

این نمودار حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد. با افزایش دما، حداکثر جریان مجاز کاهش می‌یابد تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود. این نکته‌ای حیاتی برای طراحی‌هایی است که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند.

3. ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم

این منحنی I-V رابطه بین ولتاژ و جریان را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی مثبت است، به این معنی که با افزایش دما اندکی کاهش می‌یابد.

4.4 شدت نور در مقابل دمای محیط

این منحنی وابستگی خروجی نور به دما را نشان می‌دهد. شدت نور معمولاً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد، که باید در طراحی‌هایی که نیازمند روشنایی یکنواخت در محدوده وسیعی از دما هستند، لحاظ شود.

4.5 توزیع طیف

نمودارهای توزیع طیفی برای Y2 و G6 شدت نسبی را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهند. طیف Y2 حول 591 نانومتر (زرد) متمرکز است، در حالی که طیف G6 حول 575 نانومتر (زرد سبز) متمرکز است. پهنای باند طیفی (Δλ) تقریباً برای Y2 حدود 15 نانومتر و برای G6 حدود 20 نانومتر است.

4.6 نمودار تابش

الگوی تابش، توزیع زاویه‌ای شدت نور را نشان می‌دهد و زاویه دید 130 درجه را تأیید می‌کند. الگوی تابش برای این نوع LED معمولاً لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED مدل 19-223 دارای یک بسته‌بندی SMD فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) شامل طول بدنه 2.0، عرض 1.25 و ارتفاع 0.8 است. فاصله پایه‌ها 1.6 میلی‌متر است. تمامی تلرانس‌ها ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. یک طرح پیشنهادی پد برای مرجع طراحی PCB ارائه شده است، اما به طراحان توصیه می‌شود که آن را بر اساس فرآیند مونتاژ خاص و نیازمندی‌های حرارتی خود اصلاح کنند.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً با یک علامت روی بسته‌بندی یا یک گوشه پخ‌خورده مشخص می‌شود. برای ویژگی دقیق شناسایی قطبیت، به نقشه ابعاد بسته‌بندی مراجعه کنید.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری رفلو

این قطعه با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. برای لحیم‌کاری بدون سرب، پروفیل دمای توصیه شده شامل یک مرحله پیش‌گرمایش بین 150 تا 200 درجه سلسیوس به مدت 60 تا 120 ثانیه، زمان بالای نقطه ذوب (217 درجه سلسیوس) به مدت 60 تا 150 ثانیه و حداکثر دمای پیک 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه است. حداکثر نرخ گرمایش باید 3 درجه سلسیوس بر ثانیه و حداکثر نرخ سرمایش 6 درجه سلسیوس بر ثانیه باشد. لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سلسیوس باشد و زمان تماس برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌توان (≤25 وات) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری هر پایه حداقل فاصله 2 ثانیه رعایت شود تا از تنش حرارتی جلوگیری شود.

6.3 نگهداری و حساسیت به رطوبت

LEDها در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت (دسیکانت) بسته‌بندی شده‌اند. قبل از باز کردن، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شوند. پس از باز کردن، \"عمر مفید در محیط کار\" تحت شرایط ≤30°C و ≤60% RH، 1 سال است. قطعات استفاده نشده باید مجدداً در بسته‌بندی ضد رطوبت مهر و موم شوند. اگر نشانگر دسیکانت تغییر رنگ داده یا زمان نگهداری بیش از حد مجاز باشد، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت (بیکینگ) در دمای 60±5 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت است تا از پدیده \"پاپ کورن\" در حین رفلو جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات ریل و نوار حامل

قطعات بر روی نوار حامل به عرض 8 میلی‌متر که روی ریل به قطر 7 اینچ پیچیده شده است، عرضه می‌شوند. هر ریل حاوی 2000 قطعه است. ابعاد دقیق حفره‌های نوار حامل و ریل در دیتاشیت ارائه شده است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب ریل حاوی چندین کد است: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره محصول)، QTY (تعداد بسته‌بندی)، CAT (رتبه/بین شدت نور)، HUE (مختصات رنگی و رتبه/بین طول موج غالب)، REF (رتبه ولتاژ مستقیم) و LOT No (شماره بچ برای ردیابی).

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان

بسیار مهم:همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی به صورت سری با LED استفاده شود. ولتاژ مستقیم محدوده باریکی دارد و افزایش جزئی در ولتاژ منبع تغذیه، به دلیل مشخصه نمایی I-V دیود، می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان مستقیم شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان پایینی دارد، اما چیدمان مناسب PCB می‌تواند به دفع حرارت کمک کند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی از مس به پدهای LED متصل است، به ویژه برای کاربردهایی با دمای محیط بالا یا کارکرد پیوسته. به منحنی کاهش جریان مستقیم پایبند باشید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید وسیع 130 درجه، آن را برای کاربردهای نیازمند روشنایی گسترده مناسب می‌سازد. برای نور هدایت‌شده‌تر، ممکن است نیاز به اپتیک ثانویه (لنز) باشد. در صورت نیاز به تطابق رنگ یا شدت بین چندین LED، کدهای دسته‌بندی (بینینگ) را در نظر بگیرید.

9. مقایسه و تمایز فنی

مدل 19-223 از طریق ترکیب فناوری AlGaInP (ارائه دهنده روشنایی بالا و رنگ‌های اشباع‌شده در طیف زرد)، ابعاد بسیار فشرده 2.0x1.25 میلی‌متر و انطباق با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS, REACH, بدون هالوژن) خود را متمایز می‌کند. در مقایسه با LEDهای سوراخ‌گذاری بزرگتر، امکان صرفه‌جویی قابل توجه در فضا و سازگاری با اتوماسیون را فراهم می‌کند. دسته‌بندی طول موج خاص آن برای زرد و زرد سبز، گزینه‌های رنگی دقیق‌تری نسبت به LEDهای با دسته‌بندی گسترده ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: برای منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

ج: با استفاده از قانون اهم (R = (V_supply - V_F) / I_F) و مقادیر معمول (V_F=2.0V, I_F=20mA)، R = (5 - 2) / 0.02 = 150 اهم. از یک مقاومت استاندارد 150 اهمی استفاده کنید. همیشه محاسبه را برای حداقل V_F انجام دهید تا اطمینان حاصل شود جریان از حداکثر مقادیر مجاز تجاوز نمی‌کند.

س: آیا می‌توانم این LED را با سیگنال PWM برای تنظیم نور (دیمینگ) راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، PWM یک روش مؤثر برای تنظیم نور است. اطمینان حاصل کنید که جریان پیک در پالس از حداکثر مقدار مجاز مطلق 60 میلی‌آمپر (برای پالس‌های منطبق با مشخصات چرخه کاری) تجاوز نکند. فرکانس باید به اندازه کافی بالا باشد تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود (معمولاً >100 هرتز).

س: دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟

ج: شدت نور با افزایش دمای اتصال (junction) کاهش می‌یابد. به منحنی \"شدت نور در مقابل دمای محیط\" مراجعه کنید. برای روشنایی یکنواخت، شرایط حرارتی را مدیریت کنید و در نظر بگیرید که به جای منبع ولتاژ ثابت با مقاومت، از درایور جریان ثابت استفاده کنید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: نور پس‌زمینه کلیدهای داشبورد.یک طراح در حال ایجاد یک پنل کنترل داشبورد با چندین کلید روشن است. او مدل 19-223/Y2 را به دلیل رنگ زرد درخشان و اندازه کوچک آن انتخاب می‌کند که اجازه می‌دهد پشت هر کلاهک کلید قرار گیرد. او یک PCB با یک ریل مشترک 12 ولت طراحی می‌کند. برای هر LED، یک مقاومت سری محاسبه می‌کند: R = (12V - 2.0V) / 0.02A = 500 اهم. او یک مقاومت استاندارد 510 اهمی انتخاب می‌کند. او کدهای CAT (روشنایی) و HUE (طول موج) را از تأمین‌کننده خود مشخص می‌کند تا اطمینان حاصل شود رنگ و روشنایی در تمام کلیدهای پنل یکنواخت است. در حین مونتاژ، پروفیل رفلو توصیه شده را دنبال می‌کند تا اتصالات لحیم قابل اطمینان و بدون آسیب به LEDها ایجاد شود.

12. معرفی اصل فناوری

LED مدل 19-223 بر پایه ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. این سیستم ماده به ویژه در تولید نور در مناطق قرمز، نارنجی، زرد و زرد سبز طیف مرئی کارآمد است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlGaInP انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند. لنز رزینی \"Water Clear\" جذب نور را به حداقل می‌رساند و امکان بازده استخراج نور بالا را فراهم می‌کند.

13. روندهای صنعت

روند در LEDهای نشانگر و نور پس‌زمینه با مساحت کوچک به سمت مینیاتوری‌سازی بیشتر، افزایش بازده (لومن بر وات) و قابلیت اطمینان بالاتر ادامه دارد. همچنین تلاش قوی‌ای برای پذیرش گسترده‌تر مواد سازگار با محیط زیست، از جمله ترکیبات بدون هالوژن و قابلیت بازیافت بهبودیافته وجود دارد. یکپارچه‌سازی مدار درایور یا ویژگی‌های محافظتی درون خود بسته‌بندی LED حوزه دیگری از توسعه است، اگرچه برای نشانگرهای ساده مانند مدل 19-223، رویکرد قطعه گسسته همچنان مقرون‌به‌صرفه و انعطاف‌پذیر باقی می‌ماند. تقاضا برای ثبات رنگ دقیق (دسته‌بندی تنگ) در کاربردهایی که هویت برند یا تجربه کاربر به نورپردازی یکنواخت وابسته است، در حال افزایش است.