Select Language

SMD LED 27-21/GHC-YR1S2M/3C Datasheet - 2.0x1.25x0.8mm - 3.95V Max - 95mW - Brilliant Green - English Technical Document

Complete technical datasheet for the 27-21 SMD LED in brilliant green. Includes absolute maximum ratings, electro-optical characteristics, binning ranges, package dimensions, soldering guidelines, and application notes.
smdled.org | PDF Size: 0.2 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده‌اید
PDF Document Cover - SMD LED 27-21/GHC-YR1S2M/3C Datasheet - 2.0x1.25x0.8mm - 3.95V Max - 95mW - Brilliant Green - English Technical Document

1. مرور کلی محصول

LED SMD 27-21 یک قطعه فشرده و نصب‌سطحی است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. مزیت اصلی آن در مقایسه با LEDهای سنتی نوع لید-فریم، کاهش چشمگیر فضای اشغالی است که امکان طراحی برد مدار چاپی (PCB) کوچکتر، چگالی بسته‌بندی قطعات بالاتر و در نهایت تجهیزات نهایی فشرده‌تر را فراهم می‌کند. این قطعه سبک‌وزن است و آن را به ویژه برای کاربردهای مینیاتوری و با محدودیت فضایی مناسب می‌سازد.

The core technology utilizes an InGaN (Indium Gallium Nitride) semiconductor chip encapsulated in a water-clear resin, which emits a brilliant green light. It is a mono-color type LED, supplied in a format compatible with standard automated pick-and-place assembly equipment. The product is compliant with major environmental and safety directives, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

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

2.2 Electro-Optical Characteristics

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و IF=20 mA، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. آنها عملکرد نوری و الکتریکی LED را تعریف می‌کنند.

نکات مهم: دیتاشیت تلرانس‌های پارامترهای کلیدی را مشخص می‌کند: شدت نور (±۱۱٪)، طول موج غالب (±۱ نانومتر)، و ولتاژ فوروارد (±۰.۱ ولت). همچنین صراحتاً هشدار می‌دهد که حالت ولتاژ معکوس تنها برای اهداف آزمایش است و LED نباید در بایاس معکوس به کار رود.

3. توضیح سیستم Binning

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در سطوح عملکردی دسته‌بندی می‌شوند. این دستگاه از یک سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دسته‌ها با کدهای R1، R2، S1 و S2 تعریف می‌شوند که مقادیر حداقل و حداکثر شدت نور در I اندازه‌گیری شده‌اند.F=20 mA.

3.2 Dominant Wavelength Binning

سطل‌ها با کدهای X، Y و Z تعریف می‌شوند که سایه دقیق رنگ سبز را کنترل می‌کنند.

3.3 Forward Voltage Binning

دسته‌ها با کدهای 5، 6، 7 و 8 تعریف می‌شوند که برای طراحی مدارهای درایو جریان یکنواخت، به ویژه هنگامی که چند LED به صورت موازی متصل می‌شوند، حیاتی است.

4. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمول ارجاع می‌دهد که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند. اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه‌شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، اما معمولاً شامل موارد زیر می‌شوند:

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED SMD 27-21 دارای یک بسته‌بندی مستطیلی فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، با تلرانس عمومی ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد) شامل طول، عرض و ارتفاع کلی، و همچنین فاصله و اندازه پدها می‌شود. این ابعاد برای طراحی الگوی لند PCB جهت اطمینان از لحیم‌کاری و تراز مناسب، حیاتی هستند. قطبیت توسط یک نشانه روی بسته‌بندی مشخص شده است که باید با نشانه متناظر روی ردپای PCB تراز شود.

5.2 شناسایی قطبیت

قطبیت صحیح برای عملکرد دستگاه ضروری است. نقشه بسته‌بندی در دیتاشیت، پایانه کاتد (منفی) را نشان می‌دهد که معمولاً با یک نشانه بصری مانند شکاف، نقطه یا لبه مورب روی بسته‌بندی مشخص می‌شود. طراحی ردپای PCB باید این نشانه را در بر گیرد تا از خطاهای مونتاژ جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

دستگاه با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب سازگار است. پروفایل دمایی توصیه شده برای جلوگیری از شوک حرارتی و آسیب بسیار حیاتی است:

محدودیت بحرانی: لحیم‌کاری Reflow نباید بیش از دو بار بر روی یک قطعه انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت به عمل آید:

6.3 Storage and Moisture Sensitivity

LEDها در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند.

6.4 تعمیر و بازسازی

تعمیر پس از لحیم‌کاری به شدت توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب‌ناپذیری، باید از هویه دو سر مخصوص برای گرم کردن همزمان هر دو پایه استفاده شود تا از اعمال تنش مکانیکی بر روی اتصالات لحیم جلوگیری شود. احتمال آسیب دیدن LED در حین تعمیر بالا است و باید پیش از اقدام ارزیابی شود.

7. Packaging and Ordering Information

7.1 مشخصات بسته‌بندی

دستگاه در قالب نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شود.

7.2 توضیح برچسب

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

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

8.2 ملاحظات حیاتی طراحی

  1. محدود‌سازی جریان اجباری است: LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی به صورت سری با LED استفاده شود. مقدار آن با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vsupply - VF) / IF. از حداکثر VF از سطل یا برگه مشخصات استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان در بدترین شرایط از 25 میلی‌آمپر تجاوز نمی‌کند.
  2. مدیریت حرارتی: در حالی که اتلاف توان پایین است، حفظ دمای اتصال پایین کلید قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار است. در صورت کار در دمای محیطی بالا یا نزدیک به جریان حداکثر، اطمینان حاصل کنید که مساحت مسی کافی در PCB یا وایاهای حرارتی وجود دارد.
  3. محافظت در برابر ESD: در طول جابجایی و مونتاژ، اقدامات احتیاطی استاندارد ESD را اجرا کنید. در صورتی که محیط کاربری مستعد تخلیه الکترواستاتیک است، افزودن دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) یا مقاومت‌ها روی خطوط حساس را در نظر بگیرید.
  4. دسته‌بندی برای یکنواختی: برای کاربردهایی که نیازمند ظاهر یکنواخت هستند (مانند آرایه‌های چند LED)، محدوده‌های تنگ برای شدت نور (CAT) و طول موج غالب (HUE) را مشخص کنید. استفاده از LEDهای از یک شماره LOT ساخت یکسان، یکنواختی را بیشتر افزایش می‌دهد.

9. Technical Comparison and Differentiation

LED SMD 27-21 عمدتاً از طریق تعادل ویژگی‌های اندازه، عملکرد و قابلیت اطمینان خود متمایز می‌شود.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

Q1: چرا مقاومت محدودکننده جریان کاملاً ضروری است؟
A1: مشخصه I-V یک LED نمایی است. افزایش اندکی در ولتاژ مستقیم فراتر از مقدار معمول، باعث افزایش بسیار زیاد جریان می‌شود که می‌تواند فوراً از حداکثر مقدار مجاز مطلق 25 میلی‌آمپر فراتر رفته و دستگاه را از بین ببرد. مقاومت، یک افت ولتاژ خطی و قابل پیش‌بینی ایجاد می‌کند تا جریان را تثبیت کند.

Q2: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3 ولت و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟
A2: خیر. حتی اگر 3.3 ولت در محدوده VF محدوده (2.75-3.95V)، ولتاژ واقعی VfF یک LED خاص بدون باینینگ مشخص نیست. یک منبع تغذیه 3.3V می‌تواند مستقیماً 3.3V را به LED با VfF برابر 3.0V اعمال کند و باعث جریان بیش از حد شود. همیشه از یک مقاومت سری استفاده کنید.

Q3: اگر عمر مفید 7 روزه پس از باز کردن کیسه را بیش از حد کنم چه اتفاقی می‌افتد؟
A3: بسته‌بندی پلاستیکی رطوبت را جذب می‌کند. در طول فرآیند لحیم‌کاری ریفلو، این رطوبت می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا "پاپ‌کورنینگ" گردد که ترک خوردن بسته‌بندی و در نهایت خرابی را به دنبال دارد. پخت در دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲۴ ساعت این رطوبت جذب شده را حذف می‌کند.

Q4: چرا فرآیند ریفلو به دو چرخه محدود شده است؟
A4: هر چرخه ریفلو دستگاه را در معرض تنش حرارتی قابل توجهی قرار می‌دهد. چرخه‌های متعدد می‌توانند باعث تخریب اتصالات سیمی داخلی، تضعیف اتصالات لحیم یا آسیب به خود تراشه نیمه‌هادی شده و قابلیت اطمینان را کاهش دهند.

11. Practical Application Case Study

سناریو: طراحی پنل وضعیت چندشاخصه برای یک دستگاه الکترونیکی مصرفی.

  1. الزام: 10 چراغ‌های LED سبز درخشان یکسان برای نشانگرهای \"روشن بودن\" و \"فعال بودن حالت\".
  2. Design Steps:
    • Circuit Design: یک منبع تغذیه 5 ولت در دسترس است. با استفاده از حداکثر VF برابر 3.95 ولت و جریان هدف IF برابر 20 میلی‌آمپر، مقاومت را محاسبه کنید: R = (5V - 3.95V) / 0.02A = 52.5Ω. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد را انتخاب کنید (مثلاً 56Ω). جریان واقعی را مجدداً محاسبه کنید: IF = (5V - 3.2Vtyp) / 56Ω ≈ 32 mA (بیش از حد بالا). با استفاده از یک V معمولی واقع‌بینانه‌تر تکرار کنیدF از 3.2V: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω. این یک جریان ایمن بین 17.8 mA (در VF=3.95V) و 20 mA (در VF=3.2V). مقاومت 91Ω یا 100Ω انتخاب مناسبی است.
    • چیدمان PCB: LEDها را با تراز قطبیت صحیح قرار دهید. در صورتی که نشانگرها از زاویه مشاهده می‌شوند، برای مخروط دید 130 درجه فاصله کافی در نظر بگیرید.
    • تأمین: محدوده‌های دقیق را به توزیع‌کننده مشخص کنید: به عنوان مثال، CAT=S2 (225-285 mcd) و HUE=Y (525-530 nm) تا یکنواختی روشنایی و رنگ در تمامی 10 نشانگر تضمین شود. توصیه می‌شود قطعات از همان شماره LOT درخواست شوند.
    • مونتاژ: پروفیل ریفلو را دقیقاً دنبال کنید. از LED‌ها ظرف 7 روز پس از باز کردن بسته‌بندی مهر و موم شده استفاده نمایید.

12. معرفی اصل عملکرد

Light Emitting Diodes (LEDs) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که انرژی الکتریکی را مستقیماً از طریق فرآیندی به نام الکترولومینسانس به نور تبدیل می‌کنند. هسته LED مدل 27-21 یک تراشه ساخته شده از مواد نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به دو سر پیوند P-N این نیمه‌هادی اعمال می‌شود، الکترون‌های ماده نوع N با حفره‌های ماده نوع P در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون‌ها (ذرات نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع‌شده توسط انرژی شکاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. InGaN دارای شکاف باندی است که با نور در طیف آبی تا سبز مطابقت دارد. در این دستگاه، ترکیب مواد به گونه‌ای تنظیم شده است تا نور سبز درخشان با طول موج اوج حدود 518 نانومتر تولید کند. رزین اپوکسی شفاف (water-clear) که تراشه را محصور می‌کند، از آن محافظت کرده و همچنین به عنوان یک لنز عمل می‌کند و خروجی نور را به زاویه دید مشخص‌شده 130 درجه شکل می‌دهد.

13. روندها و زمینه فناوری

LED 27-21 نمایانگر فناوری بالغ و به‌طور گسترده پذیرفته‌شده‌ای در تکامل گسترده‌تر روشنایی حالت جامد است. روندهای کلیدی تأثیرگذار بر این بخش محصول عبارتند از:

در حالی که 27-21 یک قطعه استاندارد است، طراحی آن منعکس‌کننده این خواسته‌های صنعتی برای قابلیت اطمینان، انطباق و عملکرد در قالبی فشرده و قابل اتوماسیون است.

LED Specification Terminology

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد فوتوالکتریک

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری lm/W (لومن بر وات) خروجی نور به ازای هر وات برق، مقدار بالاتر به معنای بازدهی انرژی بیشتر است. به طور مستقیم درجه بازدهی انرژی و هزینه برق را تعیین می‌کند.
شار نوری lm (لومن) کل نور ساطع‌شده از منبع که معمولاً "روشنی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که نور به اندازه کافی روشن است.
زاویه دید ° (درجه)، به عنوان مثال، 120° زاویه‌ای که در آن شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر می‌گذارد.
CCT (دمای رنگ) K (کلوین)، مثلاً 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین‌تر زرد/گرم، مقادیر بالاتر سفید/سرد. جو نورپردازی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
CRI / Ra بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ توانایی نمایش دقیق رنگ اشیاء، Ra≥۸۰ خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزه‌ها استفاده می‌شود.
SDCM مراحل بیضی مک‌آدام، به عنوان مثال، "5-step" متریک یکنواختی رنگ، گام‌های کوچکتر به معنای رنگ یکنواخت‌تر است. یکنواختی رنگ را در سرتاسر یک دسته LED یکسان تضمین می‌کند.
Dominant Wavelength نانومتر (نانومتر)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LED‌های رنگی. تعیین کننده رنگ‌آمیزی LEDهای تک‌رنگ قرمز، زرد و سبز.
Spectral Distribution منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت را در طول‌موج‌ها نشان می‌دهد. بر کیفیت و بازآفرینی رنگ تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای الکتریکی

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
Forward Current If مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
Max Pulse Current Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، مورد استفاده برای کم‌نور کردن یا چشمک زدن. Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
ولتاژ معکوس Vr حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا جهش‌های ولتاژ جلوگیری کند.
Thermal Resistance Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به دفع حرارت قوی‌تری دارد.
ایمنی در برابر ESD V (HBM)، مثلاً 1000V قابلیت تحمل تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیب‌پذیری کمتر است. در فرآیند تولید نیاز به اقدامات ضد الکتریسیته ساکن است، به ویژه برای LEDهای حساس.

Thermal Management & Reliability

اصطلاح معیار کلیدی توضیح ساده تأثیر
دمای اتصال Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. هر کاهش 10 درجه سانتی‌گراد ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث کاهش نور و تغییر رنگ می‌شود.
Lumen Depreciation L70 / L80 (ساعت) زمان کاهش روشنایی تا ۷۰٪ یا ۸۰٪ مقدار اولیه. به طور مستقیم "عمر مفید" LED را تعریف می‌کند.
حفظ شار نوری % (مثلاً 70%) درصد روشنایی حفظ‌شده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت.
Color Shift Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر ثبات رنگ در صحنه‌های نورپردازی تأثیر می‌گذارد.
Thermal Aging تخریب مواد تخریب ناشی از دمای بالا در طولانی‌مدت. ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

Packaging & Materials

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده Features & Applications
نوع بسته‌بندی EMC, PPA, Ceramic ماده محافظ تراشه در محفظه، ایجاد رابط نوری/حرارتی. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
Chip Structure جلو، تراشه برگردان آرایش الکترود تراشه. Flip chip: اتلاف حرارتی بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG, Silicate, Nitride روی تراشه آبی را پوشش می‌دهد، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند و با ترکیب به سفید می‌رسد. فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر می‌گذارند.
لنز/اپتیک تخت، میکرولنز، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

Quality Control & Binning

اصطلاح محتوای دسته‌بندی توضیح ساده هدف
دسته‌بندی شار نوری کد، به عنوان مثال، 2G، 2H دسته‌بندی شده بر اساس روشنایی، هر دسته دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. تضمین یکنواختی روشنایی در همان دسته.
Voltage Bin Code e.g., 6W, 6X گروه‌بندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تطبیق درایور را تسهیل می‌کند، راندمان سیستم را بهبود می‌بخشد.
سطل رنگ بیضی 5-گام MacAdam گروه‌بندی شده بر اساس مختصات رنگی، تضمین کننده محدوده فشرده. تضمین کننده یکنواختی رنگ، جلوگیری از رنگ ناهموار درون چراغ.
CCT Bin 2700K, 3000K و غیره. بر اساس CCT گروه‌بندی شده‌اند و هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. نیازمندی‌های CCT صحنه‌های مختلف را برآورده می‌کند.

Testing & Certification

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون حفظ شار نوری روشنایی طولانی مدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده می‌شود.
TM-21 استاندارد برآورد عمر بر اساس داده‌های LM-80، عمر را در شرایط واقعی برآورد می‌کند. ارائه پیش‌بینی علمی عمر.
IESNA Illuminating Engineering Society روش‌های آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش می‌دهد. مبنای آزمون شناخته‌شده در صنعت.
RoHS / REACH گواهی محیط‌زیستی تضمین عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). الزام دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهینامه بهره‌وری انرژی گواهینامه بهره‌وری انرژی و عملکرد برای روشنایی. در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه‌ای استفاده می‌شود، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.