Select Language

دیتاشیت SMD LED 12-21 Deep Red بسته‌بندی 1206 - ابعاد 3.2x1.6x1.1mm - ولتاژ 1.75-2.35V - توان 60mW - سند فنی انگلیسی

Complete technical datasheet for the 12-21 SMD LED in Deep Red color. Includes features, absolute maximum ratings, electro-optical characteristics, binning information, package dimensions, and application guidelines.
smdled.org | PDF Size: 0.3 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً این سند را ارزیابی کرده‌اید.
PDF Document Cover - SMD LED 12-21 Deep Red 1206 Package Datasheet - Dimensions 3.2x1.6x1.1mm - Voltage 1.75-2.35V - Power 60mW - English Technical Document

فهرست مطالب

1. مرور کلی محصول

The 12-21 SMD LED is a compact, surface-mount device designed for high-density electronic assemblies. Utilizing AlGaInP chip technology, it emits a deep red light with a typical dominant wavelength of 650 nm. Its primary advantage lies in its significantly reduced footprint compared to traditional leaded LEDs, enabling miniaturization of end products. The component is packaged on 8mm tape within 7-inch reels, making it fully compatible with high-speed automated pick-and-place and soldering equipment. It is a mono-color, Pb-free device compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

فرمت بسته‌بندی کوچک‌شده 1206 (تقریباً 3.2mm x 1.6mm) امکان طراحی‌های کوچک‌تر برد مدار چاپی (PCB)، چگالی بسته‌بندی قطعات بالاتر و کاهش هزینه‌های انبارداری و حمل‌ونقل را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن، آن را برای کاربردهای قابل حمل و با محدودیت فضا ایده‌آل می‌سازد. بازارهای هدف کلیدی شامل الکترونیک مصرفی، کنترل‌های صنعتی و فضای داخلی خودرو، به‌طور خاص برای عملکردهای نور پس‌زمینه در کلاسترهای ابزار، پنل‌های سوئیچ و صفحه‌کلیدهای ممبران می‌شود. همچنین برای نشانگرهای وضعیت در دستگاه‌های مخابراتی (مانند تلفن، دستگاه فکس) و کاربردهای نشانگر عمومی مناسب است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیری دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف‌شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 Absolute Maximum Ratings

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا پایین‌تر از آن تضمین‌شده نیست.

2.2 Electro-Optical Characteristics

اندازه‌گیری شده در Ta=25°C و IF=20 mA، این‌ها پارامترهای عملکرد معمول هستند.

3. توضیح سیستم Binning

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌های مختلف (بین) دسته‌بندی می‌شوند. LED مدل 12-21 از سه معیار مستقل دسته‌بندی استفاده می‌کند.

3.1 Binning شدت روشنایی

LEDها بر اساس شدت روشنایی اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر به چهار دسته (N1, N2, P1, P2) تقسیم می‌شوند. این امر به طراحان امکان می‌دهد تا یک درجه روشنایی مناسب برای کاربرد خود انتخاب کنند و ظاهر یکنواختی در آرایه‌های چند LED تضمین شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

یکنواختی رنگ با دسته‌بندی طول موج غالب در چهار کد (E7, E8, E9, E10) کنترل می‌شود. این امر برای کاربردهایی که نیاز به تطبیق دقیق رنگ دارند، حیاتی است.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ پیشرو برای کمک به محاسبه مقاومت محدودکننده جریان و مدیریت اتلاف توان در رشته‌های سری، دسته‌بندی می‌شود. سه دسته (0، 1، 2) تعریف شده است.

4. Performance Curve Analysis

در حالی که نمودارهای خاصی در متن ارائه‌شده به تفصیل بیان نشده‌اند، منحنی‌های عملکرد معمول برای چنین LED‌ای شامل روابط زیر می‌شود که برای طراحی حیاتی هستند:

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد و نقشه بسته‌بندی

LED مطابق با ردپای استاندارد SMD 1206 (3216 متریک) است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه مشخص شده باشد) شامل: طول کلی (3.2)، عرض (1.6) و ارتفاع (1.1) می‌شود. نقشه نشانه شناسایی کاتد را مشخص می‌کند که معمولاً یک نوار سبز یا یک گوشه پخ‌خورده روی بسته است. ابعاد الگوی لند (پد لحیم) توصیه شده روی PCB برای لحیم‌کاری قابل اعتماد بسیار مهم است و معمولاً کمی بزرگ‌تر از پایانه‌های دستگاه است تا یک فیله مناسب تشکیل شود.

5.2 شناسایی قطبیت

جهت‌دهی صحیح حیاتی است. کاتد روی قطعه مشخص شده است. برای شناسایی این علامت‌گذاری (مانند یک نوار رنگی، یک شکاف) باید به نمودار datasheet مراجعه کرد. قطبیت نادرست مانع از روشن شدن LED خواهد شد و اعمال ولتاژ معکوس بالای 5V ممکن است به آن آسیب برساند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری Reflow

LED با روش‌های لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. پروفیل دمایی بدون سرب (Pb-free) به شرح زیر مشخص شده است:

نکته حیاتی: برای جلوگیری از اعمال تنش حرارتی بیش‌ازحد بر روی بسته‌بندی و اتصالات سیمی، فرآیند لحیم‌کاری بازجوش نباید بیش از دو بار انجام شود.

6.2 دستورالعمل لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم انجام تعمیر دستی:

لحیم‌کاری دستی خطر آسیب حرارتی بیشتری دارد و باید در تولید از آن اجتناب شود.

6.3 نگهداری و حساسیت به رطوبت

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

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش‌دهی

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در نوار حامل برجسته بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ عرضه می‌شوند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد نوار (اندازه حفره، گام) به منظور اطمینان از سازگاری با فیدرهای خودکار مشخص شده‌اند. قرقره دارای ابعاد مشخصی برای توپی، فلنج و قطر خارجی جهت نصب بر روی ماشین‌های مونتاژ است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح است:

8. توصیه‌های طراحی برنامه

8.1 مدارهای کاربردی معمول

متداول‌ترین روش راه‌اندازی، استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان سری است. مقدار مقاومت (Rs) با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: Rs = (Vsupply - VF) / IF. استفاده از حداکثر VF از سطل (مثلاً 2.35V برای سطل 2) حتی با بدترین حالت تغییرات LED جریان کافی را تضمین می‌کند. برای منبع تغذیه 5V و IF=20mA: Rs = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5Ω. یک مقاومت استاندارد 130Ω یا 150Ω مناسب خواهد بود. توان نامی مقاومت باید حداقل (IF2 * Rs).

8.2 ملاحظات و احتیاط‌های طراحی

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای قرمز قدیمی از نوع ترو-هول (مثلاً ۳ میلی‌متر، ۵ میلی‌متر)، LED نوع SMD 12-21 موارد زیر را ارائه می‌دهد:

اصلی معاوضه آن نیاز به فرآیندهای دقیق‌تر ساخت و مونتاژ PCB در مقایسه با قطعات نصب از سوراخ است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 با منبع تغذیه 3.3 ولت از چه مقاومتی باید استفاده کنم؟

استفاده از حداکثر VF برابر 2.35 ولت و جریان هدف IF برابر 20 میلی‌آمپر: R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω. از مقاومت استاندارد 47Ω استفاده کنید. تأیید جریان: I = (3.3 - 2.0[مقدار معمول]) / 47 ≈ 27.7mA، که بالاتر از حد مجاز پیوسته 25mA است. برای ایمنی، یک مقاومت 68Ω انتخاب کنید: I = (3.3 - 2.0) / 68 ≈ 19.1mA، که در محدوده مشخصات است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با سیگنال PWM برای کنترل روشنایی راه‌اندازی کنم؟

بله. مدولاسیون عرض پالس (PWM) روشی عالی برای تنظیم نور LED است. اطمینان حاصل کنید که جریان پیک در هر پالس از مقادیر حداکثر مطلق (IFP = 60mA for 10% duty cycle pulses). The frequency should be high enough to avoid visible flicker (typically >100Hz).

10.3 چرا اطلاعات نگهداری و پخت (بیکینگ) اینقدر مهم است؟

بسته‌بندی‌های پلاستیکی SMD می‌توانند رطوبت هوا را جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که می‌تواند منجر به لایه‌لایه شدن بسته‌بندی یا ترک خوردن دای ("پاپ‌کورنینگ") شود. شرایط نگهداری و فرآیند پخت از این حالت خرابی جلوگیری می‌کند.

10.4 هنگام سفارش، چگونه کدهای Bin را تفسیر کنم؟

برای ظاهر یکنواخت در یک محصول، Binهای مورد نظر را برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و به‌طور اختیاری ولتاژ Forward (REF) مشخص کنید. به عنوان مثال، درخواست "CAT=P1, HUE=E9" تضمین می‌کند که همه LEDها روشنایی مشابه و سایه بسیار خاصی از قرمز پررنگ داشته باشند. در صورت عدم مشخص کردن، ممکن است ترکیبی از تولید دریافت کنید.

11. نمونه‌های کاربردی عملی

11.1 روشنایی پس‌زمینه سوئیچ داشبورد خودرو

در این کاربرد، چندین LED از نوع 12-21 در پشت کلاهک‌های شفاف کلیدها یا نمادهای روی داشبورد قرار می‌گیرند. زاویه دید گسترده 120 درجه، روشنایی یکنواخت در سراسر نماد را تضمین می‌کند. آن‌ها معمولاً به صورت رشته‌های موازی، هر کدام با مقاومت محدودکننده جریان مختص خود، از سیستم 12 ولت خودرو (از طریق یک تنظیم‌کننده ولتاژ) راه‌اندازی می‌شوند. محدوده عملیاتی 40- درجه تا 85+ درجه سلسیوس برای محیط داخلی خودرو مناسب است. یکنواختی در طول موج (HUE bin) در اینجا برای هماهنگی با رنگ سایر نورپردازی‌های داخلی حیاتی است.

11.2 نشانگر وضعیت روی روتر شبکه

یک LED منفرد می‌تواند برای نشان دادن وضعیت برق یا فعالیت شبکه استفاده شود. این LED توسط یک پین GPIO یک میکروکنترلر راه‌اندازی می‌شود. مدار شامل یک مقاومت سری (محاسبه‌شده برای خروجی 3.3 ولت یا 5 ولت MCU) و در صورت عدم توانایی پین MCU در تأمین مستقیم 20 میلی‌آمپر، احتمالاً یک ترانزیستور است. رنگ قرمز تیره آن به شدت قابل مشاهده است. بسته‌بندی SMD امکان قرارگیری آن را در نزدیکی یک پنجره نشانگر کوچک روی بدنه روتر فراهم می‌کند.

12. معرفی اصل عملکرد

LED مدل 12-21 یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی است. هسته آن یک تراشه ساخته‌شده از مواد AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از پتانسیل اتصال دیود (∼1.8V) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق شده و در آنجا بازترکیب می‌شوند. در این سامانه مواد، بخش قابل‌توجهی از انرژی این بازترکیب به‌عنوان فوتون (نور) و نه گرما آزاد می‌شود. ترکیب خاص لایه‌های AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول‌موج (رنگ) نور ساطع‌شده را مشخص می‌کند – در این مورد، قرمز تیره در حدود 650 نانومتر. بسته‌بندی رزین اپوکسی شفاف، تراشه را محصور کرده، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و به‌عنوان یک لنز اولیه عمل کرده که خروجی نور را در الگوی 120 درجه شکل می‌دهد.

13. روندها و زمینه‌های فناوری

LED SMD 1206 نمایانگر یک فناوری بسته‌بندی بالغ و به طور گسترده پذیرفته شده است. روندهای فعلی در بسته‌بندی LED به سمت ابعاد حتی کوچک‌تر (مانند 0805، 0603، 0402) برای فوق مینیاتوری‌سازی و آرایه‌های با چگالی بالاتر در حرکت است. همچنین روند قوی به سمت بسته‌بندی‌های در مقیاس تراشه (CSP) وجود دارد که بسته‌بندی پلاستیکی سنتی را حذف می‌کند تا حداقل اندازه و بهترین عملکرد حرارتی حاصل شود. برای تابش قرمز، در حالی که AlGaInP همچنان بسیار کارآمد است، توسعه‌های LEDهای تبدیل‌شده با فسفر و مواد نیمه‌هادی نوین ادامه دارد. علاوه بر این، ادغام الکترونیک کنترل (مانند درایورهای جریان ثابت، کنترلرهای PWM) مستقیماً در بسته LED ("LEDهای هوشمند") برای کاربردهای روشنایی پیشرفته رایج‌تر می‌شود. LED 12-21 در بخشی باثبات و بهینه‌شده از نظر هزینه از بازار قرار دارد که به دلیل قابلیت اطمینان، سادگی و سازگاری با فرآیندهای استاندارد SMT ارزشمند است.

14. سلب مسئولیت محدودیت‌های کاربردی

این محصول برای کاربردهای تجاری و صنعتی عمومی طراحی شده است. برای استفاده در سیستم‌های با قابلیت اطمینان بالا یا حیاتی برای ایمنی، مانند موارد زیر، به طور خاص واجد شرایط یا تضمین نشده است:

در چنین کاربردهایی، محصولات مختلف با محدوده‌های دمایی گسترده، آزمایش‌های قابلیت اطمینان بهبودیافته و فرآیندهای تأیید صلاحیت متفاوت مورد نیاز است. مشخصات مندرج در این سند تنها عملکرد را در محدوده‌های ذکر شده و برای قطعه به عنوان یک واحد مجزا تضمین می‌کند. عملکرد و قابلیت اطمینان در سطح سیستم بر عهده طراح محصول نهایی است.

LED Specification Terminology

Complete explanation of LED technical terms

عملکرد فوتوالکتریک

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
کارایی نوری lm/W (لومن بر وات) خروجی نور به ازای هر وات برق، مقدار بالاتر به معنای بازده انرژی بیشتر است. مستقیماً تعیین‌کننده رتبه بازده انرژی و هزینه برق است.
شار نوری lm (lumens) کل نور ساطع شده از منبع، که معمولاً "روشنایی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که آیا نور به اندازه کافی روشن است یا خیر.
زاویه دید ° (درجه)، به عنوان مثال، 120° زاویه‌ای که در آن شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر می‌گذارد.
CCT (دمای رنگ) K (کلوین)، مثال: 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالاتر سفید/سرد. تعیین کننده جو نورپردازی و سناریوهای مناسب.
CRI / Ra بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ توانایی نمایش دقیق رنگ‌های اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزه‌ها استفاده می‌شود.
SDCM مراحل بیضی مک‌آدام، به عنوان مثال، "5-step" معیار یکنواختی رنگ، مراحل کوچکتر به معنای یکنواختی رنگ بیشتر است. یکنواختی رنگ در سراسر یک دسته LED یکسان را تضمین می‌کند.
Dominant Wavelength نانومتر (nm)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. تعیین کننده رنگ قرمز، زرد، سبز در LEDهای تک رنگ.
توزیع طیفی منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد. بر بازتولید رنگ و کیفیت تأثیر می‌گذارد.

Electrical Parameters

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
Forward Current اگر مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
حداکثر جریان پالس Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، مورد استفاده برای کم‌نور کردن یا چشمک زدن. Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
Reverse Voltage Vr حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا افزایش ناگهانی ولتاژ جلوگیری کند.
مقاومت حرارتی Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از چیپ به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به دفع حرارت قوی‌تری دارد.
ایمنی در برابر تخلیه الکترواستاتیک V (HBM)، به عنوان مثال، 1000V توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیب‌پذیری کمتر است. در فرآیند تولید نیاز به اقدامات ضداستاتیک است، به ویژه برای LED‌های حساس.

Thermal Management & Reliability

اصطلاح شاخص کلیدی توضیح ساده تأثیر
Junction Temperature Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی درون تراشه LED. هر 10 درجه سانتی‌گراد کاهش ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت نور و تغییر رنگ می‌شود.
افت شار نوری L70 / L80 (hours) زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. به طور مستقیم "طول عمر سرویس" LED را تعریف می‌کند.
نگهداری لومن % (مثلاً 70%) درصد روشنایی حفظ‌شده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت.
Color Shift Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های نورپردازی تأثیر می‌گذارد.
Thermal Aging Material degradation تخریب ناشی از دمای بالا در طولانی‌مدت. ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

Packaging & Materials

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده Features & Applications
نوع بسته‌بندی EMC, PPA, Ceramic ماده محفظه که تراشه را محافظت کرده و رابط نوری/حرارتی را فراهم می‌کند. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
Chip Structure جلو، Flip Chip چیدمان الکترود تراشه. Flip Chip: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG, Silicate, Nitride تراشه‌های آبی را پوشش می‌دهد، برخی را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند و با ترکیب به سفید می‌رسد. فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر می‌گذارند.
Lens/Optics تخت، میکرولنز، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

Quality Control & Binning

اصطلاح Binning Content توضیح ساده هدف
دسته‌بندی شار نوری Code e.g., 2G, 2H گروه‌بندی بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. یکنواختی روشنایی در یک دسته را تضمین می‌کند.
Voltage Bin Code e.g., 6W, 6X گروه‌بندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تطبیق درایور را تسهیل می‌کند و بازدهی سیستم را بهبود می‌بخشد.
Color Bin بیضی مک آدام 5 مرحله‌ای گروه‌بندی شده بر اساس مختصات رنگ، تضمین کننده محدوده تنگ. تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهماهنگی رنگ در داخل چراغ.
CCT Bin 2700K, 3000K etc. بر اساس CCT گروه‌بندی شده، هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. نیازمندی‌های CCT صحنه‌های مختلف را برآورده می‌کند.

Testing & Certification

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون حفظ شار نوری روشنایی طولانی مدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده می‌شود.
TM-21 استاندارد تخمین عمر عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80 تخمین می‌زند. پیش‌بینی علمی عمر را ارائه می‌دهد.
IESNA Illuminating Engineering Society روش‌های آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش می‌دهد. مبنای آزمون شناخته‌شده در صنعت.
RoHS / REACH گواهینامه‌ی محیط‌زیستی اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). الزام دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهینامه بهره‌وری انرژی گواهینامه بهره‌وری انرژی و عملکرد برای روشنایی. مورد استفاده در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه‌ای، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.