دیتاشیت LED SMD 23-21/G6C-AL2N1/2A - زرد درخشان - 2.0V معمولی - 25mA - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک LED از نوع دستگاه نصب سطحی (SMD) با شناسه 23-21/G6C-AL2N1/2A را ارائه می‌دهد. این قطعه یک LED زرد درخشان است که برای مونتاژهای الکترونیکی مدرن و فشرده طراحی شده است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

مزایای اصلی این LED ناشی از بسته‌بندی SMD آن است. این قطعه به طور قابل توجهی از قطعات سنتی با پایه‌های سیمی کوچکتر است که امکان تراکم بالاتر برد، کاهش اندازه تجهیزات و حداقل‌سازی نیازمندی‌های انبارداری را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن برای کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل ایده‌آل است. دستگاه روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌ای به قطر 7 اینچ بسته‌بندی شده است که سازگاری با تجهیزات استاندارد اتوماتیک برداشت و قراردادن را تضمین می‌کند. این قطعه برای استفاده با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار طراحی شده است.

1.2 انطباق و مشخصات محیطی

این محصول به چندین استاندارد کلیدی صنعتی و محیطی پایبند است. این یک قطعه بدون سرب (Pb-free) است. خود محصول همچنان با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد. همچنین با مقررات REACH اتحادیه اروپا مطابقت دارد و به عنوان عاری از هالوژن طبقه‌بندی می‌شود، با محتوای برم (Br) و کلر (Cl) هر کدام زیر 900 ppm و مجموع آن‌ها زیر 1500 ppm.

1.3 کاربردهای هدف

LED SMD مدل 23-21 همه‌کاره و مناسب برای اهداف مختلف روشنایی و نشانگر است. حوزه‌های کلیدی کاربرد شامل نور پس‌زمینه پنل‌های ابزار، کلیدها و نمادها؛ نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه در دستگاه‌های مخابراتی مانند تلفن و فکس؛ نور پس‌زمینه تخت برای نمایشگرهای LCD؛ و استفاده عمومی به عنوان نشانگر می‌شود.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش محدودیت‌های مطلق و ویژگی‌های عملیاتی استاندارد LED را به تفصیل شرح می‌دهد. تمام پارامترها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

تجاوز از این ریتینگ‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به دستگاه شود. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5V است. جریان مستقیم پیوسته (IF) نباید از 25 میلی‌آمپر تجاوز کند. یک جریان مستقیم پیک (IFP) معادل 60 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است. حداکثر اتلاف توان (Pd) 60 میلی‌وات است. دستگاه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) معادل 2000 ولت مطابق مدل بدن انسان (HBM) مقاومت کند. محدوده دمای عملیاتی (Topr) از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است، در حالی که محدوده دمای انبارداری (Tstg) از 40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس است. برای لحیم‌کاری، یک پروفیل رفلو با پیک دمای 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه یا لحیم‌کاری دستی در 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه مشخص شده است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال

این پارامترها خروجی نور و رفتار الکتریکی تحت شرایط عملیاتی نرمال (IF=20mA) را تعریف می‌کنند. شدت نور (Iv) یک محدوده معمولی دارد، با مقادیر حداقل و حداکثر که توسط سیستم دسته‌بندی تعریف شده‌اند. زاویه دید (2θ1/2) به طور معمول 130 درجه است که نشان‌دهنده الگوی تابش گسترده است. طول موج پیک (λp) به طور معمول 575 نانومتر است و طول موج غالب (λd) از 569.5 نانومتر تا 577.5 نانومتر متغیر است که مربوط به رنگ زرد درخشان می‌شود. پهنای باند طیفی (Δλ) به طور معمول 20 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) به طور معمول 2.0 ولت اندازه‌گیری می‌شود، با محدوده‌ای از 1.70 ولت تا 2.40 ولت. جریان معکوس (IR) حداکثر 10 میکروآمپر است هنگامی که بایاس معکوس 5 ولت اعمال می‌شود. نکات مهم، تلرانس‌های شدت نور (±11%) و طول موج غالب (±1 نانومتر) را مشخص می‌کنند و توضیح می‌دهند که ریتینگ معکوس 5 ولت فقط برای تست IR است؛ دستگاه برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی، LEDها در دسته‌های مختلفی (بین) مرتب می‌شوند. این دستگاه از دو پارامتر دسته‌بندی مستقل استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

خروجی نوری در چهار دسته (L2, M1, M2, N1) هنگامی که با جریان 20mA راه‌اندازی می‌شود، دسته‌بندی می‌شود. دسته L2 از 14.5 میلی‌کاندلا تا 18.0 میلی‌کاندلا متغیر است. دسته M1 از 18.0 میلی‌کاندلا تا 22.5 میلی‌کاندلا را پوشش می‌دهد. دسته M2 از 22.5 میلی‌کاندلا تا 28.5 میلی‌کاندلا گسترده است. دسته با بالاترین خروجی، N1، از 28.5 میلی‌کاندلا تا 36.0 میلی‌کاندلا متغیر است. شماره قطعه خاص 23-21/G6C-AL2N1/2A نشان می‌دهد که متعلق به دسته N1 برای شدت نور است.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

رنگ، که توسط طول موج غالب تعریف می‌شود، در چهار دسته (C16, C17, C18, C19) مرتب می‌شود. دسته C16 از 569.5 نانومتر تا 571.5 نانومتر را پوشش می‌دهد. دسته C17 از 571.5 نانومتر تا 573.5 نانومتر را پوشش می‌دهد. دسته C18 از 573.5 نانومتر تا 575.5 نانومتر را پوشش می‌دهد. دسته C19 از 575.5 نانومتر تا 577.5 نانومتر را پوشش می‌دهد. پسوند "C" در شماره قطعه احتمالاً با یکی از این دسته‌های رنگ مرتبط است که یک سایه زرد خاص را تضمین می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی بینشی از رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. منحنی توزیع طیف، توان تابشی نسبی را به عنوان تابعی از طول موج نشان می‌دهد که حول 575 نانومتر متمرکز شده و عرض معمولی آن 20 نانومتر است. منحنی جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (I-V) رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان حیاتی است. منحنی شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش دما کاهش می‌یابد، که برای مدیریت حرارتی در طراحی‌ها بسیار مهم است. منحنی شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم افزایش زیرخطی روشنایی با جریان را نشان می‌دهد که نقطه بازده نزولی و افزایش حرارت را برجسته می‌کند. منحنی کاهش جریان مستقیم حداکثر جریان پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط مشخص می‌کند تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود. نمودار تابش، توزیع فضایی شدت نور را به تصویر می‌کشد و زاویه دید گسترده 130 درجه را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

این LED مطابق با طرح کلی بسته SMD مدل 23-21 است. نقشه‌های ابعادی دقیق، طول، عرض، ارتفاع، اندازه‌های پد و موقعیت آن‌ها را مشخص می‌کنند. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. این اطلاعات برای طراحی جای پای PCB و اطمینان از قرارگیری و لحیم‌کاری صحیح ضروری است.

5.2 شناسایی قطبیت

دیتاشیت شامل نمودارهایی است که نشانه‌های کاتد و آند روی بدنه دستگاه را نشان می‌دهند که برای جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ حیاتی هستند.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل دمایی دقیق برای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب ارائه شده است. فازهای کلیدی شامل موارد زیر است: پیش‌گرمایش بین 150 درجه سلسیوس و 200 درجه سلسیوس به مدت 60-120 ثانیه؛ زمان بالای نقطه ذوب (217 درجه سلسیوس) به مدت 60-150 ثانیه؛ حداکثر دمای پیک که از 260 درجه سلسیوس تجاوز نکند و حداکثر 10 ثانیه طول بکشد؛ و نرخ‌های کنترل شده افزایش و کاهش دما (به ترتیب حداکثر 6 درجه سلسیوس بر ثانیه و 3 درجه سلسیوس بر ثانیه). عملیات رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.2 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری دستی

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

6.3 انبارداری و حساسیت به رطوبت

LEDها در یک کیسه مهر و موم شده مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند. کیسه نباید باز شود مگر اینکه قطعات آماده استفاده باشند. پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی (RH) ≤60% نگهداری شده و در عرض 168 ساعت (7 روز) استفاده شوند. اگر این بازه زمانی سپری شود یا جاذب رطوبت نشان‌دهنده اشباع باشد، قبل از استفاده نیاز به عملیات خشک‌کردن (بیک) 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 قرقره و نوار

قطعات روی نوار حامل برجسته‌دار با عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند که روی قرقره‌ای به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. نقشه‌های دقیق برای ابعاد قرقره، نوار حامل و نوار پوشش ارائه شده است که تلرانس استاندارد آن‌ها ±0.1 میلی‌متر است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی چندین فیلد کلیدی است: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه سازنده، مثلاً 23-21/G6C-AL2N1/2A)، QTY (تعداد بسته‌بندی)، CAT (دسته شدت نور، مثلاً N1)، HUE (دسته رنگ/طول موج غالب)، REF (رده ولتاژ مستقیم)، و LOT No (شماره بچ قابل ردیابی).

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 ملاحظات طراحی مدار

محدود کردن جریان اجباری است:LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. همیشه باید از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان مستقیم به مقدار توصیه شده 20mA (یا کمتر) استفاده شود. یک افزایش جزئی در ولتاژ منبع می‌تواند به دلیل مشخصه نمایی I-V دیود، باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب جریان شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه بسته کوچک است، اما باید اتلاف توان (تا 60mW) و ضریب دمای منفی شدت نور در نظر گرفته شود. برای کار پیوسته در دمای محیط بالا، به منحنی کاهش جریان مستقیم مراجعه کنید. مساحت کافی مس در اطراف پدهای حرارتی روی PCB می‌تواند به دفع حرارت کمک کند.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید گسترده 130 درجه‌ای، این LED را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی وسیع و یکنواخت دارند (به جای پرتو متمرکز) مناسب می‌سازد. برای نور پس‌زمینه پنل‌ها یا نمادها، ممکن است از پخش‌کننده‌های نور برای یکنواخت کردن نور استفاده شود.

9. احتیاط‌های کاربردی

هشدارهای عملیاتی کلیدی خلاصه شده‌اند: 1) همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. 2) به شدت به رویه‌های مدیریت دستگاه‌های حساس به رطوبت (MSD) در مورد انبارداری و خشک‌کردن پایبند باشید. 3) پروفیل‌های مشخص شده لحیم‌کاری رفلو یا دستی را دقیقاً دنبال کنید تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود. 4) از اعمال تنش مکانیکی روی قطعه در حین و پس از لحیم‌کاری خودداری کنید. 5) تعمیر پس از لحیم‌کاری توصیه نمی‌شود. در صورت ضرورت مطلق، از یک هویه دو نوک برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال و برداشتن قطعه استفاده کنید تا از آسیب به پد جلوگیری شود، اما پس از آن عملکرد دستگاه را تأیید کنید زیرا ممکن است ویژگی‌ها تغییر کرده باشند.

10. مقدمه‌ای بر فناوری و زمینه

10.1 ماده نیمه‌هادی

این LED از یک ساختار نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) برای تولید نور زرد درخشان استفاده می‌کند. AlGaInP به دلیل بازدهی بالا در بخش قرمز تا زرد-نارنجی طیف مرئی شناخته شده است. لنز رزینی شفاف است که اجازه می‌دهد رنگ خالص چیپ بدون رنگ‌آمیزی اضافی ساطع شود.

10.2 مزیت فناوری SMD

گذار از تکنولوژی نصب از طریق سوراخ (Through-Hole) به فناوری نصب سطحی (SMT) برای LEDهایی مانند بسته 23-21، نشان‌دهنده یک پیشرفت قابل توجه است. این فناوری امکان مونتاژ کاملاً اتوماتیک را فراهم می‌کند، اندوکتانس پارازیتی را برای کاربردهای پرسرعت کاهش می‌دهد، قابلیت اطمینان مکانیکی را با حذف پایه‌هایی که ممکن است خم یا شکسته شوند بهبود می‌بخشد و برای کوچک‌سازی مداوم محصولات الکترونیکی ضروری است.