دیتاشیت LED SMD مدل 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T - سفید خالص - زاویه دید 120 درجه - حداکثر 3.2 ولت - 25 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T یک دستگاه نصب سطحی (SMD) فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند مینیاتوری‌سازی و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است. این ال ای دی تک‌رنگ سفید خالص از فناوری چیپ InGaN محصور شده در رزین پخش‌کننده زرد استفاده می‌کند. مزیت اصلی آن در مقایسه با ال ای دی‌های سنتی با پایه سربی، کاهش چشمگیر فضای اشغالی است که امکان تراکم قطعات بیشتر روی بردهای مدار چاپی (PCB)، کاهش نیازهای ذخیره‌سازی و در نهایت کمک به توسعه تجهیزات نهایی کوچک‌تر و سبک‌تر را فراهم می‌کند. ساختار سبک آن را به ویژه برای دستگاه‌های قابل حمل و با محدودیت فضا مناسب می‌سازد.

2. ویژگی‌های کلیدی و استانداردها

این ال ای دی بر روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره 7 اینچی عرضه می‌شود که آن را کاملاً با تجهیزات استاندارد مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place سازگار می‌سازد و تولید انبوه را ساده می‌کند. این دستگاه برای استفاده با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار طراحی شده است که انعطاف‌پذیری در خطوط تولید را تضمین می‌کند. دستگاه با مواد سازگار با محیط زیست ساخته شده است: بدون سرب (Pb-free)، مطابق با دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا (محدودیت مواد خطرناک) و الزامات REACH (ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی) را برآورده می‌کند. علاوه بر این، به عنوان بدون هالوژن طبقه‌بندی می‌شود، با محتوای برم (Br) و کلر (Cl) هر کدام کمتر از 900 ppm و مجموع آن‌ها کمتر از 1500 ppm.

3. محدوده‌های حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه تحت شرایطی که دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد است تعریف می‌شود. تجاوز از این محدوده‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، فرکانس 1 کیلوهرتز)
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان:150 ولت
• محدوده دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):40- درجه تا 90+ درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):رفلو: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه؛ لحیم‌کاری دستی: حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه.

4. مشخصات الکترواپتیکی

تمامی مشخصات در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان تست استاندارد (I_F) 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_v):حداقل 45 میلی‌کندلا، مقدار معمول مشخص نشده، حداکثر 112 میلی‌کندلا. شدت نور دارای تلرانس ±11% است.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول). این زاویه دید گسترده، دید خوبی از زوایای مختلف را تضمین می‌کند و برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه ایده‌آل است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):حداقل 2.7 ولت، مقدار معمول مشخص نشده، حداکثر 3.2 ولت. تلرانس ولتاژ مستقیم ±0.05 ولت است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال شود.

توجه به تلرانس‌ها:طول موج غالب دارای تلرانس ±1 نانومتر است.

5. سیستم دسته‌بندی و گریدینگ

ال ای دی‌ها بر اساس عملکرد در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند تا یکنواختی در دسته‌ها تضمین شود. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص روشنایی و الکتریکی را برآورده می‌کنند.

5.1 محدوده دسته‌بندی شدت نور

دسته‌بندی شده در I_F= 5mA. تلرانس: ±11%.

• P1:45 میلی‌کندلا (حداقل) تا 57 میلی‌کندلا (حداکثر)
• P2:57 میلی‌کندلا تا 72 میلی‌کندلا
• Q1:72 میلی‌کندلا تا 90 میلی‌کندلا
• Q2:90 میلی‌کندلا تا 112 میلی‌کندلا

5.2 محدوده دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

دسته‌بندی شده در I_F= 5mA. تلرانس: ±0.1V.

• 29:2.7 ولت تا 2.8 ولت
• 30:2.8 ولت تا 2.9 ولت
• 31:2.9 ولت تا 3.0 ولت
• 32:3.0 ولت تا 3.1 ولت
• 33:3.1 ولت تا 3.2 ولت

5.3 گریدینگ مختصات رنگی

نقطه رنگ سفید توسط مختصات رنگی (CIE_x, CIE_y) روی نمودار CIE 1931 تعریف می‌شود، با تلرانس ±0.01. محصول در گروه‌ها (A) و دسته‌ها (1-6) گرید می‌شود که هر کدام یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار رنگی را برای اطمینان از ثبات رنگ تعریف می‌کنند. محدوده مختصات خاص برای دسته‌های 1 تا 6 در دیتاشیت ارائه شده است که تغییرات مجاز در نقطه سفید را تعریف می‌کند.

6. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی حیاتی هستند.

• منحنی کاهش جریان مستقیم:حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد. با افزایش دما، جریان باید کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. این برای کاربردهایی که در محدوده دمایی وسیعی کار می‌کنند حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:رابطه غیرخطی بین جریان درایو و خروجی نور را نشان می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-V):برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است. این منحنی افت ولتاژ معمول در سراسر ال ای دی را در جریان‌های مختلف نشان می‌دهد.
• توزیع طیف:توزیع توان طیفی نور سفید منتشر شده را به تصویر می‌کشد و شدت نسبی در طول موج‌های مختلف را نشان می‌دهد.
• نمودار تابش:یک نمودار قطبی که به صورت بصری زاویه دید 120 درجه و توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد.

7. اطلاعات مکانیکی و پکیج

این ال ای دی در یک پکیج استاندارد SMD عرضه می‌شود. نقشه پکیج ابعاد کلیدی از جمله طول، عرض، ارتفاع و فاصله پدها را نشان می‌دهد. تمام تلرانس‌ها ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. یک طرح پد پیشنهادی برای طراحی PCB برای مرجع ارائه شده است، اما به طراحان توصیه می‌شود آن را بر اساس فرآیند تولید خاص و نیازهای حرارتی خود اصلاح کنند. نقشه همچنین به وضوح پایانه‌های کاتد (منفی) و آند (مثبت) را برای جهت‌دهی صحیح در حین مونتاژ نشان می‌دهد.

8. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

8.1 فرآیند لحیم‌کاری

دستگاه با لحیم‌کاری رفلو بدون سرب سازگار است. یک پروفیل دمایی توصیه شده ارائه شده است: پیش‌گرمایش بین 150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه، زمان بالای مایع (217 درجه سانتی‌گراد) به مدت 60-150 ثانیه، با حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 10 ثانیه. حداکثر نرخ گرمایش باید 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه و نرخ خنک‌سازی 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه باشد. لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. در حین گرمایش نباید تنشی به بدنه ال ای دی وارد شود و PCB پس از لحیم‌کاری نباید تاب بردارد.

8.2 نگهداری و حساسیت به رطوبت

ال ای دی‌ها در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی می‌شوند. قبل از باز کردن، باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شوند. پس از باز کردن، "عمر مفید در محیط کارخانه" (زمانی که قطعات می‌توانند در معرض شرایط محیطی کارخانه قرار گیرند) 1 سال در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60% است. قطعات استفاده نشده باید مجدداً مهر و موم شوند. اگر نشانگر خشک‌کن تغییر رنگ دهد یا زمان نگهداری بیش از حد شود، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت است تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در حین رفلو جلوگیری شود.

8.3 محافظت مدار

مهم:همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی به صورت سری با ال ای دی استفاده شود. ولتاژ مستقیم دارای یک محدوده (2.7-3.2 ولت) است و یک تغییر کوچک در ولتاژ تغذیه می‌تواند باعث تغییر بزرگ و بالقوه مخربی در جریان مستقیم شود اگر به درستی محدود نشود.

9. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

ال ای دی‌ها بر روی نوار حامل برجسته با ابعاد مشخص شده در دیتاشیت عرضه می‌شوند. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. ابعاد قرقره نیز برای تجهیزات حمل و نقل اتوماتیک ارائه شده است. برچسب روی قرقره شامل اطلاعات کلیدی است: شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه شدت نور (CAT)، رتبه رنگی و طول موج (HUE)، رتبه ولتاژ مستقیم (REF) و شماره سری ساخت (LOT No).

10. پیشنهادات کاربردی

10.1 کاربردهای متداول

• نور پس‌زمینه:ایده‌آل برای نشانگرهای داشبورد، نور پس‌زمینه کلیدها و تأمین نور پس‌زمینه تخت برای پنل‌های LCD و نمادها.
• تجهیزات مخابراتی:نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تلفن‌ها و فکس‌ها.
• استفاده عمومی به عنوان نشانگر:هر کاربرد نیازمند یک چراغ نشانگر سفید کوچک، روشن و با زاویه دید گسترده.

10.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:همیشه از یک منبع جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه (V_supply)، حداکثر ولتاژ مستقیم ال ای دی (V_Fmax) و جریان مستقیم مورد نظر (I_F) محاسبه کنید: R = (V_supply- V_Fmax) / I_F. از بدترین حالت V_Fاستفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان هرگز از حداکثر رتبه تجاوز نمی‌کند.
• مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، در صورت کار در دمای محیطی بالا یا نزدیک به جریان حداکثر، اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس روی PCB یا وایاهای حرارتی زیر پدهای ال ای دی وجود دارد، زیرا گرما باعث کاهش خروجی نور و طول عمر می‌شود.
• محافظت در برابر ESD:دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (150 ولت HBM) حساس است. در حین مونتاژ، اقدامات احتیاطی استاندارد مدیریت ESD را اجرا کنید.

11. مقایسه فنی و مزایا

در مقایسه با ال ای دی‌های قدیمی Through-Hole، ال ای دی SMD مدل 16-213 مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد: فضای اشغالی بسیار کوچک‌تر که امکان مینیاتوری‌سازی را فراهم می‌کند، مناسب برای مونتاژ اتوماتیک که هزینه‌های نیروی کار را کاهش می‌دهد و زاویه دید گسترده‌تر (120 درجه) برای دید بهتر. مطابقت آن با استاندارد بدون هالوژن و RoHS آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سخت زیست‌محیطی مناسب می‌سازد. سیستم دسته‌بندی دقیق به طراحان عملکرد قابل پیش‌بینی ارائه می‌دهد و امکان ثبات روشنایی و رنگ در محصولات تولید انبوه را فراهم می‌کند.

12. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: هدف از کدهای دسته‌بندی (P1, Q2, 29, 31 و غیره) چیست؟

ج: کدهای دسته‌بندی ثبات الکتریکی و نوری را تضمین می‌کنند. دسته‌های شدت نور (P1, Q1 و غیره) حداقل روشنایی را تضمین می‌کنند. دسته‌های ولتاژ مستقیم (29, 31 و غیره) مصرف توان قابل پیش‌بینی را تضمین می‌کنند. دسته‌های رنگی ثبات رنگ سفید را تضمین می‌کنند. طراحان می‌توانند دسته‌های خاصی را برای تطابق با نیازهای کاربرد خود مشخص کنند.

س: چرا مقاومت محدودکننده جریان کاملاً ضروری است؟

ج: ال ای دی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. مشخصه V-I آن‌ها نمایی است. یک افزایش کوچک در ولتاژ فراتر از V_Fاسمی باعث افزایش بسیار زیادی در جریان می‌شود که می‌تواند فوراً ال ای دی را از بین ببرد. مقاومت (یا درایور جریان ثابت) یک جریان عملیاتی پایدار و ایمن فراهم می‌کند.

س: آیا می‌توانم از این ال ای دی در فضای باز استفاده کنم؟

ج: محدوده دمای عملیاتی 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که بیشتر شرایط فضای باز را پوشش می‌دهد. با این حال، پکیج به طور خاص برای ضد آب بودن یا مقاومت در برابر UV درجه‌بندی نشده است. برای قرارگیری مستقیم در فضای باز، محافظت محیطی اضافی (پوشش محافظ، لنز) مورد نیاز خواهد بود.

س: "بدون سرب" و "بدون هالوژن" برای طراحی من چه معنایی دارد؟

ج: "بدون سرب" به عدم وجود سرب در لحیم و آبکاری اشاره دارد که با مقررات زیست‌محیطی مطابقت دارد. "بدون هالوژن" به معنای کاهش محتوای برم و کلر است که در صورت قرارگیری دستگاه در معرض حرارت شدید یا آتش، انتشار دودهای سمی را به حداقل می‌رساند و ایمنی و پروفایل زیست‌محیطی را بهبود می‌بخشد.

13. اصل عملکرد

این ال ای دی بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی ساخته شده از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم فراتر از آستانه دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های InGaN طول موج اصلی نور منتشر شده را تعیین می‌کند. برای ایجاد نور سفید، چیپ معمولاً نور آبی ساطع می‌کند که سپس یک لایه فسفر زرد (موجود در محفظه رزین پخش‌کننده زرد) را برانگیخته می‌کند. ترکیب نور آبی از چیپ و نور زرد از فسفر منجر به درک نور سفید توسط چشم انسان می‌شود. رزین پخش‌کننده به پراکندگی نور کمک می‌کند و در ایجاد زاویه دید گسترده 120 درجه نقش دارد.

14. روندهای صنعت و زمینه

ال ای دی 16-213 نماینده یک دسته محصول بالغ در چارچوب روند گسترده‌تر مینیاتوری‌سازی و بهره‌وری الکترونیک است. حرکت از بسته‌بندی Through-Hole به SMD برای دهه‌ها یک روند غالب بوده است که توسط نیاز به قطعات کوچک‌تر، سبک‌تر و قابل اتوماسیون بیشتر هدایت شده است. تحولات فعلی صنعت بر روی بازدهی حتی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای ال ای دی‌های سفید و ثبات رنگ دقیق‌تر متمرکز است. همچنین فشار قوی‌ای برای قابلیت اطمینان بالاتر و طول عمر عملیاتی طولانی‌تر، به ویژه برای کاربردهای خودرویی و صنعتی وجود دارد. علاوه بر این، تأکید بر مواد بدون هالوژن و با گازدهی کم با استانداردهای سخت‌گیرانه جهانی زیست‌محیطی و ایمنی برای الکترونیک مصرفی و حرفه‌ای همسو است.