دیتاشیت SMD LED مدل 19-226/R6BHC-B01/2T - ابعاد 2.0x1.25x0.8 میلی‌متر - ولتاژ 2.0V/3.3V - چند رنگ - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 19-226 یک دستگاه نصب سطحی (SMD) فشرده است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. مزیت اصلی آن در مقایسه با ال ای دی‌های سنتی دارای پایه، کاهش قابل توجه فضای اشغالی است که امکان طراحی برد مدار چاپی (PCB) کوچکتر، چگالی بسته‌بندی قطعات بالاتر و در نهایت تجهیزات نهایی فشرده‌تر را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن، آن را برای کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل ایده‌آل می‌سازد.

این ال ای دی در پیکربندی چند رنگ ارائه می‌شود که به طور خاص، چشمه‌های نور قرمز درخشان (با استفاده از چیپ R6 از جنس AlGaInP) و آبی (با استفاده از چیپ BH از جنس InGaN) را در یک پکیج رزینی شفاف آبکی ترکیب می‌کند. این محصول کاملاً با استانداردهای مدرن زیست‌محیطی و ایمنی مطابقت دارد: بدون سرب، مطابق با RoHS، مطابق با REACH اتحادیه اروپا و بدون هالوژن (با برم <900 ppm، کلر <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm). دستگاه روی نوار 8 میلی‌متری نصب شده بر روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که آن را کاملاً با تجهیزات مونتاژ خودکار Pick-and-Place و فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز یا فاز بخار سازگار می‌کند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):حداکثر 5 ولت برای هر دو نوع چیپ. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم (I_F):حد جریان DC پیوسته برای چیپ R6 (قرمز) 25 میلی‌آمپر و برای چیپ BH (آبی) 20 میلی‌آمپر است. این یک پارامتر حیاتی برای تعیین مقدار مقاومت سری در مدار درایو است.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):برای عملکرد پالسی (چرخه وظیفه 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز)، چیپ R6 می‌تواند تا 60 میلی‌آمپر و چیپ BH تا 40 میلی‌آمپر را تحمل کند. این امکان دوره‌های کوتاه اوردرایو را برای روشنایی بیشتر در کاربردهای مالتی‌پلکس فراهم می‌کند.
• توان تلف شده (P_d):حداکثر توان تلف شده مجاز برای R6 برابر 60 میلی‌وات و برای BH برابر 75 میلی‌وات است. این مقدار به صورت I_F* V_Fمحاسبه می‌شود و برای مدیریت حرارتی بسیار مهم است.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):مقدار مدل بدن انسان (HBM) برای چیپ R6 برابر 2000 ولت است، اما برای چیپ حساس‌تر BH (InGaN) تنها 150 ولت است. این موضوع ضرورت رعایت پروتکل‌های سختگیرانه محافظت در برابر ESD را در حین جابجایی و مونتاژ ال ای دی آبی تأکید می‌کند.
• محدوده‌های دمایی:دمای عملیاتی (T_opr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است. دمای نگهداری (T_stg) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد است.
• دمای لحیم‌کاری:برای لحیم‌کاری رفلو، دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه مشخص شده است. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس با هر پایه باید به 3 ثانیه محدود شود.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این پارامترها در دمای پیوند (T_j) برابر 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده و عملکرد معمول دستگاه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_v):در I_F= 20mA، شدت نور معمول ال ای دی قرمز R6 برابر 100 میلی‌کاندلا (حداقل 72 میلی‌کاندلا) است. شدت نور معمول ال ای دی آبی BH برابر 80 میلی‌کاندلا (حداقل 45 میلی‌کاندلا) است. تلرانس ±11٪ اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):زاویه نیم‌شدت معمولاً 120 درجه است که یک الگوی انتشار پخش و گسترده مناسب برای کاربردهای نور پس‌زمینه و نشانگر فراهم می‌کند.
• طول موج:چیپ R6 دارای طول موج پیک معمول (λ_p) برابر 632 نانومتر و طول موج غالب (λ_d) برابر 624 نانومتر است که آن را در ناحیه قرمز درخشان قرار می‌دهد. چیپ BH دارای λ_pبرابر 468 نانومتر و λ_dبرابر 470 نانومتر است که مشخصه نور آبی سلطنتی است.
• پهنای باند طیف (Δλ):پهنای کامل در نصف بیشینه (FWHM) طیفی برای R6 برابر 20 نانومتر و برای BH برابر 35 نانومتر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):در I_F= 20mA، V_Fبرای R6 معمولاً 2.0 ولت (محدوده 1.7 تا 2.4 ولت) است. برای BH، V_Fمعمولاً 3.3 ولت (محدوده 2.7 تا 3.7 ولت) است. این اختلاف ولتاژ برای طراحی مدار هنگام درایو هر دو رنگ حیاتی است و اغلب نیاز به مقاومت‌های محدودکننده جریان یا درایورهای جداگانه دارد.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر I_Rبرای R6 در 5 ولت برابر 10 میکروآمپر و برای BH در 5 ولت برابر 50 میکروآمپر است. دیتاشیت به صراحت اشاره می‌کند که دستگاه برای عملکرد معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای شرایط آزمایش است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

3.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

منحنی‌ها نشان می‌دهند که شدت نور با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد اما این رابطه خطی نیست. برای هر دو چیپ R6 و BH، شدت نور در جریان‌های پایین به شدت افزایش می‌یابد و در جریان‌های بالاتر تمایل به اشباع دارد. عملکرد به میزان قابل توجهی بالاتر از نقطه معمول 20mA، بازده کمتری در خروجی نور دارد و در عین حال تولید گرما را افزایش داده و ممکن است منجر به کاهش سریع‌تر لومن شود.

3.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

این یک رابطه حیاتی برای قابلیت اطمینان است. شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. منحنی کاهش رتبه نشان می‌دهد که در حداکثر دمای عملیاتی 85+ درجه سانتی‌گراد، خروجی در مقایسه با رتبه‌بندی در 25 درجه سانتی‌گراد به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. طراحان باید این کاهش رتبه حرارتی را در کاربردهایی که انتظار دمای محیط بالا می‌رود در نظر بگیرند تا روشنایی کافی در همه شرایط تضمین شود.

3.3 منحنی کاهش رتبه جریان مستقیم

این منحنی حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط دیکته می‌کند. برای جلوگیری از تجاوز از حداکثر دمای پیوند و محدودیت‌های توان تلف شده، جریان مستقیم باید هنگام کار در محیط‌های با دمای بالا کاهش یابد. به عنوان مثال، در دمای محیط 85 درجه سانتی‌گراد، جریان پیوسته مجاز به میزان قابل توجهی کمتر از حداکثر رتبه در 25 درجه سانتی‌گراد است.

3.4 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم

منحنی V-I مشخصه دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم به صورت لگاریتمی با جریان افزایش می‌یابد. مقادیر معمول ارائه شده در جدول (2.0 ولت برای R6 و 3.3 ولت برای BH در 20mA) برای محاسبات طراحی مدار مرتبط‌ترین هستند.

3.5 توزیع طیف

نمودارهای طیفی، پروفایل‌های انتشار را نشان می‌دهند. ال ای دی قرمز R6 دارای یک پیک باریک و مشخص در حدود 632 نانومتر است. ال ای دی آبی BH دارای یک پیک پهن‌تر است که حول 468-470 نانومتر متمرکز شده است. این طیف‌ها برای کاربردهای حساس به رنگ مهم هستند.

3.6 نمودار تابش

نمودار قطبی، الگوی انتشار نزدیک به لامبرت (کسینوسی) با زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند که نشان‌دهنده توزیع نور یکنواخت و زاویه‌باز است.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

پکیج SMD دارای ابعاد اسمی 2.0 میلی‌متر (طول) در 1.25 میلی‌متر (عرض) در 0.8 میلی‌متر (ارتفاع) است. تلرانس برای ابعاد نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. نقشه جزئیات علامت شناسایی کاتد، طرح پد لحیم توصیه شده (1.4 میلی‌متر در 1.15 میلی‌متر با فاصله 0.7 میلی‌متر) و طرح کلی قطعه را نشان می‌دهد. رعایت الگوی پد توصیه شده برای لحیم‌کاری قابل اطمینان و پایداری مکانیکی ضروری است.

4.2 شناسایی قطبیت

پکیج دارای یک نشانگر بصری (معمولاً یک شکاف یا علامت سبز روی نوار) برای شناسایی کاتد است. جهت‌دهی صحیح قطبیت در حین مونتاژ برای عملکرد دستگاه اجباری است.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفایل لحیم‌کاری رفلو

دیتاشیت یک پروفایل رفلو بدون سرب با دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه را مشخص می‌کند. پروفایل باید شامل مناطق پیش‌گرم، خیس‌اندن، رفلو و خنک‌سازی باشد تا شوک حرارتی به حداقل برسد. لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود تا از تنش حرارتی بیش از حد روی پکیج ال ای دی و اتصالات سیمی جلوگیری شود.

5.2 لحیم‌کاری دستی

اگر لحیم‌کاری دستی اجتناب‌ناپذیر است، باید نهایت دقت به کار رود. دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سانتی‌گراد باشد و زمان تماس با هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌توان (<25 وات) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری هر پایه باید فاصله دو ثانیه‌ای رعایت شود. دیتاشیت هشدار می‌دهد که آسیب اغلب در حین لحیم‌کاری دستی رخ می‌دهد.

5.3 نگهداری و حساسیت به رطوبت

ال ای دی‌ها در کیسه‌ای مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند. کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. پس از باز کردن، ال ای دی‌های استفاده نشده باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60٪ نگهداری شوند. \"عمر کف کارگاه\" پس از باز کردن کیسه 168 ساعت (7 روز) است. اگر این زمان سپری شود یا اگر نشانگر جاذب رطوبت تغییر رنگ داده باشد، قبل از رفلو نیاز به عملیات پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد ±5 درجه به مدت 24 ساعت است تا از \"ترکیدن پاپکورنی\" (ترک خوردن پکیج به دلیل فشار بخار) جلوگیری شود.

5.4 احتیاط‌های استفاده

• محافظت در برابر جریان بیش از حد:استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. ال ای دی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند؛ یک تغییر کوچک در ولتاژ مستقیم می‌تواند باعث تغییر بزرگی در جریان شود که منجر به خرابی فوری می‌شود.
• اجتناب از تنش:در حین گرم شدن (لحیم‌کاری) یا پس از مونتاژ با تاب برداشتن PCB، تنش مکانیکی به بدنه ال ای دی وارد نکنید.
• تعمیر:تعمیر پس از لحیم‌کاری به شدت توصیه نمی‌شود. در صورت ضرورت مطلق، باید از یک هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پایه و برداشتن قطعه بدون پیچاندن استفاده شود. تأثیر بر مشخصات ال ای دی باید از قبل ارزیابی شود.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات در نوار حامل برجسته با ابعاد زیر عرضه می‌شوند: فاصله پاکت‌ها 8 میلی‌متر، عرض نوار 12 میلی‌متر. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد قرقره عبارتند از: قطر 7 اینچ، قطر هاب 13 میلی‌متر و عرض قرقره 50 میلی‌متر.

6.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل چندین کد است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه شدت نور (CAT)، رتبه رنگ/طول موج غالب (HUE)، رتبه ولتاژ مستقیم (REF) و شماره سری ساخت (LOT No). این اطلاعات دسته‌بندی امکان انتخاب ال ای دی‌هایی با پارامترهای عملکردی دقیق‌تر را در صورت نیاز کاربرد فراهم می‌کند.

7. پیشنهادات کاربرد

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نور پس‌زمینه:به دلیل زاویه دید گسترده و اندازه فشرده، برای نور پس‌زمینه داشبوردها، کلیدها، صفحه کلیدها و نمادها ایده‌آل است.
• تجهیزات مخابراتی:نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه برای تلفن‌ها، فکس‌ها و سخت‌افزارهای شبکه.
• نور پس‌زمینه تخت LCD:می‌تواند در آرایه‌هایی برای تأمین نور لبه‌ای پنل‌های LCD کوچک استفاده شود.
• استفاده عمومی به عنوان نشانگر:چراغ‌های وضعیت، نشانگرهای برق و نورپردازی تزئینی در الکترونیک مصرفی، لوازم خانگی و کنترل‌های صنعتی.

7.2 ملاحظات طراحی

• مدار درایو:همیشه از یک مقاومت سری استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_supply- V_F) / I_Fمحاسبه کنید. به دلیل V_F.
• متفاوت، محاسبات جداگانه‌ای برای ال ای دی‌های قرمز و آبی انجام دهید.مدیریت حرارتی:
• اطمینان حاصل کنید که PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است، به ویژه اگر ال ای دی‌ها نزدیک به حداکثر جریان مجاز یا در دمای محیط بالا درایو می‌شوند. از قرار دادن قطعات تولیدکننده گرما در نزدیکی آن‌ها خودداری کنید.محافظت ESD:
• محافظت ESD را روی خطوط ورودی پیاده‌سازی کنید و در حین جابجایی، به ویژه برای چیپ حساس آبی (BH)، محیط کاری زمین‌شده را تضمین کنید.طراحی نوری:

لنز شفاف آبکی، زاویه دید گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای نور هدایت‌شده‌تر، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد.

8. مقایسه و تمایز فنیمزایای کلیدی 19-226 در رده خود،قابلیت چند رنگ در یک پکیج واحدومطابقت جامع زیست‌محیطی

(بدون سرب، بدون هالوژن، RoHS، REACH) است. ترکیب یک چیپ قرمز AlGaInP با بازده بالا و یک چیپ آبی استاندارد InGaN در یک پکیج SMD مینیاتوری، انعطاف‌پذیری طراحی را برای نشانگرهای دو رنگ بدون افزایش فضای برد فراهم می‌کند. سازگاری آن با نصب خودکار و فرآیندهای رفلو استاندارد، با الزامات تولید مدرن و انبوه همسو است و راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه برای الکترونیک تولید انبوه ارائه می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم ال ای دی‌های قرمز و آبی را از یک منبع تغذیه و مقاومت مشترک درایو کنم؟

پاسخ: نه به صورت بهینه. به دلیل اختلاف قابل توجه در ولتاژ مستقیم معمول (2.0 ولت در مقابل 3.3 ولت)، استفاده از یک مقاومت مشترک منجر به جریان‌های بسیار متفاوت در هر ال ای دی می‌شود که باعث کم‌نور شدن یکی و احتمالاً اوردرایو شدن دیگری می‌شود. مدارهای محدودکننده جریان جداگانه توصیه می‌شود.

سوال 2: چرا رتبه ESD برای ال ای دی آبی بسیار کمتر از قرمز است؟

پاسخ: ال ای دی آبی BH از ماده نیمه‌هادی InGaN استفاده می‌کند که به طور کلی نسبت به ماده AlGaInP ال ای دی قرمز R6، پیوند حساستر و لایه‌های فعال نازک‌تری دارد و آن را در برابر آسیب تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیرتر می‌سازد.

سوال 3: اگر \"عمر کف کارگاه\" 7 روزه پس از باز کردن کیسه محافظ رطوبت سپری شود چه اتفاقی می‌افتد؟

پاسخ: پکیج ال ای دی می‌تواند رطوبت هوا را جذب کند. در حین لحیم‌کاری رفلو بعدی، این رطوبت می‌تواند به سرعت به بخار تبدیل شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی (\"ترکیدن پاپکورنی\") شود. برای جلوگیری از این امر، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت 24 ساعته در دمای 60 درجه سانتی‌گراد برای خارج کردن رطوبت است.

سوال 4: چگونه رتبه \"شدت نور\" (CAT) روی برچسب را تفسیر کنم؟

پاسخ: رتبه نشان می‌دهد که ال ای دی در کدام دسته از پیش‌تعریف شده روشنایی قرار می‌گیرد. این به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا ال ای دی‌هایی با حداقل روشنایی تضمین شده را برای ثبات در محصولات خود انتخاب کنند، اگرچه مرزهای دقیق دسته‌بندی در این دیتاشیت عمومی ارائه نشده است.

10. مثال موردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت دو رنگ برای یک روتر مصرفی._{دستگاه به یک ال ای دی واحد نیاز دارد تا برق (آبی ثابت) و فعالیت شبکه (قرمز چشمک‌زن) را نشان دهد. 19-226 انتخاب ایده‌آلی است. طراحی شامل دو مدار درایو جداگانه (مانند پین‌های GPIO میکروکنترلر) خواهد بود که هر کدام مقاومت سری مخصوص به خود را دارند که برای جریان درایو 20mA محاسبه شده است. برای منبع تغذیه 5 ولت: R}آبی_{= (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 اهم (از مقدار استاندارد 82Ω یا 100Ω استفاده کنید). R}قرمز

= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم (از 150Ω استفاده کنید). اندازه فشرده آن اجازه می‌دهد در کنار پورت RJ45 قرار گیرد. زاویه دید گسترده 120 درجه‌ای، مشاهده وضعیت را از زوایای مختلف تضمین می‌کند. به دلیل حساسیت چیپ آبی، در حین مونتاژ، رویه‌های سختگیرانه جابجایی ESD اعمال می‌شود.

11. معرفی اصل عملکرد

دیودهای نورافشان (LED) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n با حفره‌های ناحیه نوع p در لایه فعال ترکیب می‌شوند. این فرآیند ترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی گاف باند ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. چیپ R6 از یک ساختار فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) استفاده می‌کند که برای تولید نور قرمز و کهربایی کارآمد است. چیپ BH از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده می‌کند که معمولاً برای ال ای دی‌های آبی، سبز و سفید استفاده می‌شود. پکیج رزین اپوکسی شفاف آبکی برای محافظت از چیپ نیمه‌هادی، ارائه پشتیبانی مکانیکی برای سیم‌های اتصال و عمل کردن به عنوان لنز اولیه برای شکل‌دهی به خروجی نور عمل می‌کند.

12. روندها و زمینه فناوری19-226 نماینده یک محصول بالغ در بازار ال ای دی SMD است. روندهای فعلی صنعت بر چند حوزه کلیدی فراتر از مشخصات این دستگاه متمرکز است:افزایش بازده (لومن بر وات):طراحی‌ها و مواد جدید چیپ همچنان در حال افزایش بازده نوری هستند.شاخص نمود رنگ (CRI) بالاتر:به ویژه برای ال ای دی‌های سفید و کاربردهای روشنایی.مینیاتوری‌سازی:حتی اندازه پکیج‌های کوچکتر (مانند 01005، میکرو ال ای دی) برای نمایشگرهای با چگالی فوق‌العاده بالا.درایورهای مجتمع:ال ای دی‌های دارای درایور جریان ثابت یا مدار کنترل داخلی (ال ای دی‌های هوشمند).عملکرد حرارتی بهبود یافته:پکیج‌هایی طراحی شده‌اند تا گرمای بهتری را دفع کنند و امکان جریان درایو بالاتر و عمر طولانی‌تر را فراهم کنند.گسترش طول موج‌ها: