دیتاشیت LED SMD مدل 19-223/R6G6C-A01/2T - چند رنگ - 20 میلی‌آمپر - قرمز درخشان و زرد سبز - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 19-223 یک LED سطح‌نصب (SMD) چند رنگ و فشرده است که برای کاربردهای PCB با چگالی بالا طراحی شده است. مزیت اصلی آن در مقایسه با LEDهای سنتی دارای پایه، کاهش چشمگیر فضای اشغالی است که امکان مینیاتوری‌سازی محصولات نهایی، چگالی بالاتر قطعات روی برد و نیاز کمتر به فضای ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند. این قطعه سبک‌وزن است و برای کاربردهای الکترونیکی قابل حمل و مینیاتوری مناسب می‌باشد. در دو نوع رنگ مجزا ارائه می‌شود: R6 (قرمز درخشان) و G6 (زرد سبز درخشان)، که هر دو از فناوری چیپ AlGaInP پوشیده شده در رزین شفاف استفاده می‌کنند.

1.1 ویژگی‌های اصلی و انطباق‌ها

این LED بر روی نوار 8 میلی‌متری نصب شده روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات استاندارد مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place است. برای استفاده در فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو (Reflow) مادون قرمز و فاز بخار طراحی شده است. محصول مطابق با چندین استاندارد کلیدی محیط زیستی و ایمنی است: بدون سرب (Pb-free)، منطبق با دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا، مطابق با الزامات REACH اتحادیه اروپا و به عنوان عاری از هالوژن طبقه‌بندی شده است، با محتوای برم (Br) و کلر (Cl) هر کدام کمتر از 900 ppm و مجموع آن‌ها کمتر از 1500 ppm.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات حداکثر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. شرایط عملیاتی باید در این مرزها باقی بماند.

• جریان مستقیم (I_F): 25 میلی‌آمپر برای هر دو نوع R6 و G6.
• جریان مستقیم پیک (I_FP): 50 میلی‌آمپر، تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز).
• توان اتلافی (P_d): 60 میلی‌وات.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM): 2000 ولت، که نشان‌دهنده سطح متوسطی از استحکام ESD برای جابجایی است.
• دمای عملیاتی (T_opr): 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای ذخیره‌سازی (T_stg): 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری: برای ریفلو، حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 10 ثانیه مشخص شده است. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه تجاوز کند.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

اندازه‌گیری شده در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر.

• شدت نور (I_v): R6: 72.0 - 180.0 میلی‌کاندلا (معمولاً 112-180 میلی‌کاندلا بر اساس دسته‌بندی). G6: 22.5 - 57.0 میلی‌کاندلا (معمولاً 36-57 میلی‌کاندلا بر اساس دسته‌بندی). تلرانس ±11% اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2): 130 درجه، که میدان وسیعی از تابش را فراهم می‌کند.
• طول موج پیک (λ_p): R6: 632 نانومتر (معمول). G6: 575 نانومتر (معمول).
• طول موج غالب (λ_d): R6: 624 نانومتر (معمول). G6: 573 نانومتر (معمول).
• پهنای باند طیفی (Δλ): 20 نانومتر (معمول) برای هر دو رنگ.
• ولتاژ مستقیم (V_F): 1.70 - 2.40 ولت (معمولاً 2.00 ولت) برای هر دو نوع R6 و G6 در جریان I_F=20mA.
• جریان معکوس (I_R): حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد مرتب (دسته‌بندی) می‌شوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور (R6)

• کد دسته Q: حداقل 72.0 میلی‌کاندلا، حداکثر 112.0 میلی‌کاندلا.
• کد دسته R: حداقل 112.0 میلی‌کاندلا، حداکثر 180.0 میلی‌کاندلا.

3.2 دسته‌بندی شدت نور (G6)

• کد دسته 1: حداقل 22.5 میلی‌کاندلا، حداکثر 36.0 میلی‌کاندلا.
• کد دسته 2: حداقل 36.0 میلی‌کاندلا، حداکثر 57.0 میلی‌کاندلا.

توجه: دیتاشیت برای G6 "محدوده دسته‌بندی ولتاژ مستقیم" را نشان می‌دهد اما مقادیر شدت نور را فهرست می‌کند. فرض بر این است که این یک ناسازگاری در برچسب‌گذاری است و دسته‌ها به شدت نور اشاره دارند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول برای هر دو واریانت R6 و G6 است. اگرچه نقاط داده نمودار خاصی در متن ارائه نشده است، این منحنی‌ها معمولاً رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور، ولتاژ مستقیم و تأثیر دمای محیط بر خروجی نور را نشان می‌دهند. تحلیل این منحنی‌ها برای درک رفتار LED تحت شرایط عملیاتی غیراستاندارد، مانند راه‌اندازی با جریان‌های غیر از 20 میلی‌آمپر یا در محیط‌های دارای تغییرات دما، بسیار مهم است. طراحان باید برای پیش‌بینی دقیق عملکرد و درجه‌بندی (دریتینگ) به داده‌های گرافیکی در سند اصلی مراجعه کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج استاندارد SMD است. نقشه ابعادی اندازه‌گیری‌های کلیدی از جمله طول بدنه، عرض، ارتفاع، اندازه پد و فاصله را مشخص می‌کند. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. ابعاد دقیق باید از نقشه پکیج در دیتاشیت اصلی برای طراحی دقیق جای پایه (Footprint) PCB به دست آید.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً روی قطعه علامت‌گذاری شده است، اغلب توسط یک شکاف، یک نقطه سبز یا یک گوشه برش‌خورده روی لنز یا بدنه پکیج. طراحی جای پایه PCB باید با این علامت‌گذاری قطبیت هماهنگ باشد تا اتصال الکتریکی صحیح تضمین شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل ریفلو (Reflow) لحیم‌کاری

یک پروفیل ریفلو بدون سرب توصیه می‌شود:

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

لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار روی یک قطعه انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از یک هویه با دمای نوک زیر 350 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید. زمان تماس برای هر ترمینال نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. از هویه با توان 25 وات یا کمتر استفاده کنید. بین لحیم‌کاری هر ترمینال حداقل 2 ثانیه فاصله بگذارید تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.

6.3 ذخیره‌سازی و حساسیت به رطوبت

محصول در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده است.

• تا زمان آمادگی برای استفاده، کیسه را باز نکنید.
• پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره شوند.
• "زمان ماندگاری" پس از باز کردن کیسه 168 ساعت (7 روز) است.
• اگر زمان قرارگیری در معرض هوا بیش از حد مجاز باشد یا نشانگر خشک‌کن تغییر رنگ داده باشد، قبل از لحیم‌کاری ریفلو، نیاز به عملیات پخت (بیک‌اوت) در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در نوار حامل روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شوند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد دقیق جیب‌های نوار حامل و قرقره در نقشه‌های دیتاشیت ارائه شده است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی چندین کد است:

• CPN: شماره محصول مشتری.
• P/N: شماره محصول سازنده (مثلاً 19-223/R6G6C-A01/2T).
• QTY: تعداد بسته‌بندی.
• CAT: رتبه شدت نور (کد دسته‌بندی).
• HUE: رتبه مختصات رنگی و طول موج غالب.
• REF: رتبه ولتاژ مستقیم.
• LOT No: شماره دسته قابل ردیابی.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• نور پس‌زمینه: نشانگرهای داشبورد، روشنایی کلیدها، نور پس‌زمینه صفحه کلید.
• تجهیزات مخابراتی: نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه در تلفن‌ها و فکس‌ها.
• نمایشگرهای LCD: نور پس‌زمینه تخت برای پنل‌های LCD کوچک، روشنایی کلیدها و نمادها.
• استفاده عمومی به عنوان نشانگر: وضعیت برق، نشانگر حالت و غیره.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان: یک مقاومت محدودکننده جریان خارجیاجباری است. ولتاژ مستقیم LED دارای یک محدوده است و یک تغییر کوچک در ولتاژ منبع می‌تواند به دلیل مشخصه نمایی I-V دیود، باعث تغییر بزرگ و بالقوه مخربی در جریان مستقیم شود.
• مدیریت حرارتی: اطمینان حاصل کنید که طراحی PCB امکان اتلاف حرارت کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر مقادیر مجاز یا در دمای محیط بالا کار می‌کند، تا عمر و عملکرد LED حفظ شود.
• محافظت در برابر ESDاگرچه قطعه دارای درجه ESD مدل بدن انسان 2000 ولت است، اما باید احتیاط‌های استاندارد جابجایی ESD در حین مونتاژ رعایت شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده‌های اصلی LED مدل 19-223،قابلیت چند رنگ در یک نوع پکیج واحد(R6 و G6) و استفاده از ماده نیمه‌هادیAlGaInPاست. فناوری AlGaInP برای تولید نور قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد سبز با بازده بالا شناخته شده است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر، برای این طول‌موج‌ها بازده نوری و خلوص رنگ برتری ارائه می‌دهد. زاویه دید وسیع 130 درجه آن را برای کاربردهایی که نیاز به دید گسترده دارند، مناسب می‌سازد، برخلاف LEDهای نشانگر با پرتو باریک.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 آیا می‌توان این LED را بدون مقاومت سری راه‌اندازی کرد؟

No.دیتاشیت به صراحت هشدار می‌دهد که باید از یک مقاومت محافظ استفاده شود. LED یک قطعه جریان‌محور است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ منجر به جریان کنترل‌نشده و در نتیجه خرابی فوری می‌شود.

10.2 تفاوت طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λ_p)طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور ساطع شده حداکثر است.طول موج غالب (λ_d)طول موج تک‌رنگ نور است که با رنگ درک شده LED در مقایسه با یک منبع نور سفید استاندارد مطابقت دارد. طول موج غالب ارتباط نزدیک‌تری با ادراک رنگ انسان دارد.

10.3 چرا پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت، محدودیت سفت و سخت 7 روزه وجود دارد؟

پکیج‌های SMD می‌توانند رطوبت را از جو جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث جدایش داخلی، ترک خوردگی یا "پاپ کورن شدن" شود که به قطعه آسیب می‌زند. محدودیت 7 روزه و روش پخت برای تضمین بازده مونتاژ و قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی هستند.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر چند وضعیتی.یک طراح برای وضعیت‌های "روشن بودن برق"، "آماده به کار" و "خطا" روی یک واحد کنترل فشرده به نشانگرهای قرمز و سبز نیاز دارد. با استفاده از سری 19-223، می‌توانند هر دو LED قرمز درخشان (R6) و زرد سبز درخشان (G6) را با جای پایه و پروفیل لحیم‌کاری یکسان تهیه کنند. این امر چیدمان PCB، لیست مواد (BOM) و فرآیند مونتاژ را ساده می‌کند. با انتخاب LEDها از دسته‌های شدت نور بالاتر (R برای قرمز، 2 برای سبز)، دید خوبی را تضمین می‌کنند. آن‌ها مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب را برای یک سیستم 5 ولتی محاسبه می‌کنند، با هدف جریان راه‌اندازی 15 میلی‌آمپر برای تعادل بین روشنایی و مصرف توان، با استفاده از ولتاژ مستقیم معمول V_Fبرابر 2.0 ولت. آن‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که طراحی پنل امکان زاویه دید 130 درجه را فراهم می‌کند تا نشانگرها از محدوده وسیعی از موقعیت‌های اپراتور قابل مشاهده باشند.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) قطعات نیمه‌هادی هستند که از طریق فرآیندی به نام الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به اتصال p-n ماده نیمه‌هادی (در این مورد AlGaInP) اعمال می‌شود، الکترون‌های ناحیه نوع n با حفره‌های ناحیه نوع p درون لایه فعال ترکیب می‌شوند. این ترکیب مجدد، انرژی را به شکل فوتون (ذرات نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی شکاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. رزین اپوکسی شفاف محافظ، چیپ نیمه‌هادی را محافظت می‌کند، به عنوان لنز برای شکل‌دهی به پرتو خروجی نور عمل می‌کند (که منجر به زاویه دید 130 درجه می‌شود) و پایداری مکانیکی را فراهم می‌کند.

13. روندها و زمینه فناوری

LEDهای SMD مانند مدل 19-223 نمایانگر یک فناوری بسته‌بندی بالغ و به طور گسترده پذیرفته شده هستند. روند در LEDهای نشانگر و نور پس‌زمینه به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر میلی‌آمپر جریان)، بهبود یکنواختی رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر و افزایش مینیاتوری‌سازی برای دستگاه‌های هرچه کوچک‌تر ادامه دارد. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر داده‌های قابلیت اطمینان و پیش‌بینی عمر تحت شرایط عملیاتی مختلف وجود دارد. در حالی که این دیتاشیت مقادیر استاندارد را ارائه می‌دهد، کاربردهای پیشرفته‌تر ممکن است نیاز به منحنی‌های دقیق عمر و نگهداری لومن داشته باشند. حرکت به سمت تولید بدون سرب و عاری از هالوژن، همانطور که در این محصول مشاهده می‌شود، اکنون یک استاندارد صنعتی است که توسط مقررات محیط زیستی جهانی هدایت می‌شود.