دیتاشیت فنی LED SMD مدل 19-217/T7D-CT2V1N/3T - بسته‌بندی 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.7-3.7V - توان 110mW - نور سفید خالص - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 19-217/T7D-CT2V1N/3T یک LED نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده که نیاز به عملکرد قابل اطمینان نشانگر یا نور پس‌زمینه دارند. این LED تک‌رنگ با نور سفید خالص از یک چیپ InGaN استفاده می‌کند که در رزین پخش‌کننده زرد رنگ کپسوله شده است. مزیت اصلی آن در مقایسه با قطعات سنتی با پایه سربی، کاهش چشمگیر فضای اشغالی است که امکان چگالی بالاتر قطعات روی PCB، کاهش نیازهای انبارداری و در نهایت کمک به کوچک‌سازی تجهیزات نهایی را فراهم می‌کند. ساختار سبک‌وزن آن همچنین آن را برای کاربردهای قابل حمل و با محدودیت فضا ایده‌آل می‌سازد.

1.1 ویژگی‌های اصلی و استانداردهای مطابقت

این قطعه بر روی ریل‌هایی به قطر 7 اینچ و در نوار حامل 8 میلی‌متری عرضه می‌شود که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات استاندارد مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place است. این محصول برای استفاده در فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار طراحی شده است. محصول از چندین استاندارد حیاتی زیست‌محیطی و ایمنی پیروی می‌کند: بدون سرب، مطابق با دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا، برآورده‌کننده الزامات REACH اتحادیه اروپا و به عنوان بدون هالوژن طبقه‌بندی شده است، با محتوای برم (Br) و کلر (Cl) هر کدام کمتر از 900 ppm و مجموع آن‌ها کمتر از 1500 ppm. این امر آن را برای استفاده در بازارهایی با مقررات سخت‌گیرانه زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

1.2 کاربردهای هدف

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

این بخش تجزیه‌وتحلیل دقیقی از محدودیت‌ها و ویژگی‌های الکتریکی، نوری و حرارتی LED ارائه می‌دهد که برای طراحی مدار قابل اطمینان و یکپارچه‌سازی سیستم اساسی هستند.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

مقادیر حداکثر مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر برای کارکرد مداوم نیستند. مقادیر کلیدی عبارتند از: حداکثر ولتاژ معکوس (VR) برابر 5V، جریان مستقیم پیوسته (IF) برابر 30mA، و جریان مستقیم پیک (IFP) برابر 40mA که تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1kHz). حداکثر اتلاف توان (Pd) برابر 110mW است. قطعه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) معادل 150V مطابق مدل بدن انسان (HBM) مقاومت کند. محدوده دمای کاری (Topr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد و محدوده دمای نگهداری (Tstg) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد است. محدودیت‌های دمای لحیم‌کاری برای دو فرآیند مشخص شده است: لحیم‌کاری رفلو در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه و لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 3 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

مشخصات الکترواپتیکال در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و جریان IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور (Iv) محدوده معمولی از 360.0 mcd تا 900.0 mcd دارد، با تلرانس ±11%. زاویه دید (2θ1/2) برابر 130 درجه است که پرتو نور وسیعی ایجاد می‌کند. ولتاژ مستقیم (VF) از 2.70V تا 3.70V متغیر است. جریان معکوس (IR) حداکثر 50 μA هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) برابر 5V اعمال شود، مشخص شده است. توجه به این نکته حیاتی است که قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ رتبه‌بندی VR تنها برای اهداف آزمایش IR است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات در تولید، LEDها بر اساس عملکرد در دسته‌های مختلفی (بین) مرتب می‌شوند. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که معیارهای حداقل عملکرد خاص برای کاربردشان را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

خروجی نوری بر اساس مقادیر حداقل و حداکثر شدت نور اندازه‌گیری شده در IF=20mA در چهار کد بین (T2, U1, U2, V1) دسته‌بندی می‌شود. به عنوان مثال، کد بین T2 شدت‌های نور از 360.0 mcd تا 450.0 mcd را پوشش می‌دهد، در حالی که کد بین V1 بالاترین محدوده را از 715.0 mcd تا 900.0 mcd پوشش می‌دهد. طراحان باید تلرانس ±11% درون هر بین را در نظر بگیرند.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در پنج کد (10, 11, 12, 13, 14) دسته‌بندی شده است که هر کدام نشان‌دهنده یک محدوده 0.2 ولتی است. کد 10 از 2.70V تا 2.90V و کد 14 از 3.50V تا 3.70V را پوشش می‌دهد. تلرانس ±0.1V اعمال می‌شود. انتخاب LEDها از یک بین ولتاژ خاص می‌تواند به طراحی مدارهای محدودکننده جریان یکنواخت‌تر، به ویژه در آرایه‌های موازی LED کمک کند.

3.3 دسته‌بندی مختصات رنگی

ثبات رنگ نور سفید خالص از طریق دسته‌بندی مختصات رنگی روی نمودار CIE 1931 کنترل می‌شود. دیتاشیت چهار کد بین (1, 2, 3, 4) را تعریف می‌کند که هر کدام به عنوان یک ناحیه چهارضلعی در صفحه مختصات (x, y) هستند. به عنوان مثال، بین 1 توسط نقاط (0.274, 0.226)، (0.274, 0.258)، (0.294, 0.286) و (0.294, 0.254) محدود شده است. تلرانس برای این مختصات ±0.01 است. این امر اطمینان می‌دهد که نور سفید ساطع شده در یک محدوده رنگ قابل پیش‌بینی و باریک قرار می‌گیرد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که PDF به منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمولی و یک نمودار رنگی CIE در صفحات خاصی ارجاع می‌دهد، داده‌های گرافیکی دقیق (مانند منحنی‌های جریان-ولتاژ، شدت نسبی در مقابل جریان، شدت در مقابل دما) در محتوای متنی ارائه نشده است. در یک دیتاشیت کامل، این منحنی‌ها برای درک رفتار قطعه تحت شرایط غیراستاندارد حیاتی هستند. طراحان معمولاً از چنین منحنی‌هایی برای برون‌یابی عملکرد در جریان‌های راه‌اندازی یا دمای محیط مختلف، برای درک توزیع توان طیفی و برای تجسم نقطه رنگ روی نمودار رنگی نسبت به بین‌های تعریف شده و مکان پلانکی استفاده می‌کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این LED دارای یک بسته‌بندی SMD (دستگاه نصب سطحی) فشرده است. نقشه ابعادی اندازه‌گیری‌های کلیدی از جمله طول، عرض و ارتفاع را نشان می‌دهد، با تلرانس استاندارد ±0.1mm مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. ابعاد خاص، فضای مورد نیاز روی PCB و فاصله لازم بالای برد را تعریف می‌کنند.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

بسته‌بندی شامل نشانه‌ها یا ویژگی‌های ساختاری (مانند یک گوشه پخ‌خورده یا یک نقطه) برای نشان دادن ترمینال کاتد (منفی) است که برای جهت‌دهی صحیح در حین مونتاژ ضروری است. الگوی لند توصیه شده (طرح پد) روی PCB معمولاً ارائه می‌شود تا اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی حاصل شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت و لحیم‌کاری صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری رفلو

این قطعه برای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب با دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه درجه‌بندی شده است. باید یک پروفیل دمایی توصیه شده برای گرم‌کردن و خنک‌کردن تدریجی قطعه دنبال شود تا شوک حرارتی به حداقل برسد. لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار روی یک قطعه انجام شود.

6.2 نگهداری و حساسیت به رطوبت

LEDها در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤60% نگهداری و در عرض 168 ساعت (7 روز) استفاده شوند. اگر این بازه زمانی سپری شود یا اگر نشانگر ماده جاذب رطوبت اشباع را نشان دهد، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت در دمای 60 ±5°C به مدت 24 ساعت است تا رطوبت جذب شده حذف و از "پاپ کورن شدن" در حین رفلو جلوگیری شود.

6.3 احتیاط‌های لحیم‌کاری دستی و تعمیر

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید زیر 350°C باشد و زمان تماس برای هر ترمینال نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌توان (≤25W) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری هر ترمینال باید فاصله خنک‌کننده حداقل 2 ثانیه رعایت شود. تعمیر پس از لحیم‌کاری اولیه به شدت توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب ناپذیر بودن، باید از یک هویه دو سر مخصوص برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال استفاده شود تا از تنش مکانیکی روی دی LED جلوگیری شود. پتانسیل تخریب مشخصات ناشی از تعمیر باید از قبل ارزیابی شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات ریل و نوار حامل

قطعات بر روی ریل‌هایی به قطر 7 اینچ با نوار حامل به عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند. هر ریل حاوی 3000 قطعه است. ابعاد دقیق ریل و ابعاد جیب نوار حامل ارائه شده است تا سازگاری با فیدرهای تجهیزات مونتاژ اتوماتیک تضمین شود.

7.2 توضیح برچسب

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

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود‌کننده جریان و محافظت

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی به صورت سری با LED برای جلوگیری از فرار حرارتی و سوختن الزامی است. حتی یک افزایش کوچک در ولتاژ مستقیم می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان شود. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ منبع تغذیه، ولتاژ مستقیم LED (با استفاده از حداکثر مقدار از بین یا دیتاشیت برای ایمنی) و جریان مستقیم مورد نظر (که از 30mA پیوسته تجاوز نکند) محاسبه شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان کم است (حداکثر 110mW)، مدیریت حرارتی مؤثر روی PCB برای حفظ قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا در جریان راه‌اندازی بالا، مهم است. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای LED به دفع گرما کمک می‌کند.

8.3 محافظت در برابر ESD

با درجه‌بندی ESD معادل 150V (HBM)، این قطعه حساسیت متوسطی دارد. باید احتیاط‌های استاندارد ESD در حین جابجایی، مونتاژ و آزمایش رعایت شود. این شامل استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ و ظروف رسانا است.

مزایای کلیدی LED مدل 19-217 ترکیب فرم فاکتور بسیار کوچک، زاویه دید وسیع 130 درجه‌ای و مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS, REACH, بدون هالوژن) است. در مقایسه با LEDهای سوراخ‌گذاری بزرگتر، امکان صرفه‌جویی قابل توجه در فضا را فراهم می‌کند. ساختار دسته‌بندی تعریف شده برای شدت نور، ولتاژ و رنگ، عملکرد قابل پیش‌بینی را در اختیار طراحان قرار می‌دهد که یک مزیت حیاتی در کاربردهای نیازمند ثبات بصری، مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه یا نشانگرهای وضعیت است.

10. پرسش‌های متداول بر اساس پارامترهای فنی

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

با استفاده از قانون اهم (R = (Vsupply - Vf) / If) و با فرض بدترین حالت Vf برابر 3.7V (از بین 14) و جریان هدف If برابر 20mA، محاسبه به صورت R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 اهم است. باید نزدیک‌ترین مقدار استاندارد (مثلاً 68 اهم) انتخاب شود و توان نامی مقاومت (P = I^2 * R) بررسی شود.

10.2 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان، با استفاده از یک منبع ولتاژ ثابت برابر با Vf راه‌اندازی کنم؟

خیر. این کار به شدت توصیه نمی‌شود. ولتاژ مستقیم دارای یک محدوده است و با دما تغییر می‌کند. یک منبع ولتاژ ثابت تنظیم شده روی یک مقدار اسمی Vf، جریان را تنظیم نمی‌کند. تغییرات جزئی می‌تواند منجر به جریان بیش از حد، فراتر رفتن از مقادیر حداکثر مطلق و ایجاد خرابی فوری یا تدریجی شود.

10.3 چرا زمان نگهداری پس از باز کردن بسته به 7 روز محدود شده است؟

بسته‌بندی پلاستیکی قطعات SMD می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طی فرآیند لحیم‌کاری رفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که ممکن است بسته‌بندی را ترک دهد یا لایه‌های داخلی را جدا کند - پدیده‌ای که به "پاپ کورن شدن" معروف است. محدودیت 7 روزی، زمان قرارگیری ایمن محاسبه شده برای این سطح حساسیت به رطوبت است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

طراحی یک پنل کنترل با چندین LED نشانگر سفید را در نظر بگیرید. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، LEDهایی از یک بین شدت نور یکسان مشخص کنید (مثلاً همه از U1: 450-565 mcd). برای ساده‌سازی طراحی مدار محدودکننده جریان برای یک ولتاژ منبع تغذیه مشترک، LEDهایی از یک بین ولتاژ مستقیم یکسان یا محدود مشخص کنید. زاویه دید وسیع 130 درجه‌ای اطمینان می‌دهد که نشانگرها از زوایای مختلف بدون نیاز به اپتیک ثانویه قابل مشاهده باشند. اندازه کوچک بسته‌بندی امکان قرارگیری آن‌ها در نزدیکی کلیدها یا برچسب‌ها را فراهم می‌کند. مطابقت با استاندارد بدون هالوژن و RoHS برای فروش محصول نهایی در بازارهای جهانی ضروری است.

12. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

این LED یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی است. هسته آن یک چیپ ساخته شده از مواد نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون - نور - آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های InGaN طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند. در این مورد، نور آبی ساطع شده از چیپ، تا حدی توسط فسفر زرد موجود در رزین پخش‌کننده اطراف به طول‌موج‌های بلندتر تبدیل می‌شود که در نتیجه درک نور "سفید خالص" را ایجاد می‌کند. رزین پخش‌کننده همچنین به پراکندگی نور کمک کرده و زاویه دید وسیع را ایجاد می‌کند.

13. روندهای فناوری

روند کلی در فناوری LED همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، بهبود بازده رنگ و کوچک‌سازی بیشتر ادامه دارد. برای LEDهای نشانگر نوع SMD، تمرکز بر دستیابی به روشنایی بالاتر در بسته‌بندی‌های کوچک‌تر، گسترش گاموت رنگ و بهبود بیشتر قابلیت اطمینان و عملکرد حرارتی است. یکپارچه‌سازی مدار راه‌انداز یا ویژگی‌های محافظتی درون بسته‌بندی LED نیز یک حوزه در حال توسعه است. مطابقت زیست‌محیطی، همانطور که در پایبندی این قطعه به استانداردهای بدون هالوژن مشاهده می‌شود، همچنان یک محرک حیاتی در انتخاب قطعات در سراسر صنعت الکترونیک باقی مانده است.

. Technology Trends

The general trend in LED technology continues toward higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering, and greater miniaturization. For SMD indicator-type LEDs, there is a focus on achieving higher brightness in smaller packages, expanding color gamuts, and further improving reliability and thermal performance. Integration of driver circuitry or protection features within the LED package is also an area of development. Environmental compliance, as seen with this device's adherence to Halogen-Free standards, remains a critical driver in component selection across the electronics industry.