دیتاشیت LED SMD 19-21 قرمز عمیق - ابعاد 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 1.7-2.3V - توان 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک LED قرمز عمیق نصب سطحی فشرده در قالب بسته‌بندی 19-21 را شرح می‌دهد. این قطعه که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار مدرن طراحی شده است، مزایای قابل توجهی در استفاده از فضای برد و مینیاتوری‌سازی طراحی ارائه می‌دهد. کاربرد اصلی آن به عنوان نشانگر یا منبع نور پس‌زمینه در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف است که از روشنایی بالا و عملکرد قابل اعتماد آن در ابعاد کوچک بهره می‌برد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

مزایای کلیدی این LED ناشی از ساختار SMD (دستگاه نصب سطحی) آن است. در مقایسه با قطعات سنتی دارای پایه، این امکان را فراهم می‌کند:

• کاهش اندازه برد و چگالی بالاتر:بسته‌بندی کوچک 19-21 امکان قرارگیری فشرده‌تر قطعات را فراهم می‌کند که منجر به طراحی‌های PCB فشرده‌تر می‌شود.
• سازگاری با اتوماسیون:این قطعه بر روی نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود و کاملاً با تجهیزات پیک و پلیس با سرعت بالا سازگار است و تولید را ساده می‌کند.
• مطابقت زیست‌محیطی:محصول بدون سرب، مطابق با مقررات RoHS و EU REACH بوده و استانداردهای بدون هالوژن را برآورده می‌کند (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• لحیم‌کاری مقاوم:برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز و فاز بخار مناسب است.

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای کاربردهای مختلفی که نیاز به نشانگر قرمز یا نور پس‌زمینه قابل اعتماد دارند، مناسب است، از جمله:

• نور پس‌زمینه برای پنل‌های ابزار، کلیدها و نمادها.
• نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه در تجهیزات مخابراتی (مانند تلفن‌ها، فکس‌ها).
• نور پس‌زمینه عمومی برای پنل‌های LCD.
• استفاده عمومی به عنوان نشانگر در الکترونیک مصرفی و صنعتی.

2. تحلیل پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی که محدوده عملکرد LED را تعریف می‌کنند، ارائه می‌دهد.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدوده‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5V. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست سریع پیوند شود.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25mA. حداکثر جریان DC برای عملکرد طولانی‌مدت قابل اعتماد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60mA (در چرخه وظیفه 1/10، 1kHz). برای عملکرد پالسی مناسب است اما برای DC نیست.
• توان تلف شده (P_d):60mW. حداکثر توانی که بسته‌بندی می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند، که ترکیب ولتاژ و جریان مستقیم را محدود می‌کند.
• حساسیت ESD (HBM):2000V. دستگاه را به عنوان نسبتاً مقاوم در برابر تخلیه الکترواستاتیک طبقه‌بندی می‌کند، اما احتیاط‌های استاندارد مدیریت ESD همچنان ضروری است.
• محدوده دما:عملکرد از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد؛ ذخیره‌سازی از 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:مقاوم در برابر پروفیل‌های ریفلو با پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه یا لحیم‌کاری دستی در 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه برای هر ترمینال.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اندازه‌گیری شده در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و I_F=20mA، این‌ها پارامترهای عملکرد معمول هستند.

• شدت نور (I_v):از 36.0 mcd (حداقل) تا 90.0 mcd (حداکثر) متغیر است، با تلرانس معمولی ±11%. این روشنایی درک شده را تعریف می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):تقریباً 100 درجه (معمولی). این زاویه گسترده دید خوبی در خارج از محور فراهم می‌کند.
• طول موج اوج (λ_p):650 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن خروجی طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λ_d):بین 636.0 نانومتر و 646.0 نانومتر. این رنگ درک شده (قرمز عمیق) را تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):تقریباً 20 نانومتر (معمولی). نشان‌دهنده خلوص طیفی نور ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):بین 1.70 ولت و 2.30 ولت در 20mA، با تلرانس معمولی ±0.05V. این برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 μA در V_R=5V. دستگاه برای عملکرد در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول بر اساس عملکرد دسته‌بندی می‌شود تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود. شماره قطعه 19-21/R8C-FN2Q1/3T این کدهای باین را در بر می‌گیرد.

3.1 باینینگ شدت نور

دسته‌بندی شده در I_F=20mA. کد "Q1" در شماره قطعه مربوط به بالاترین سطح روشنایی است.

• N2:36.0 – 45.0 mcd
• P1:45.0 – 57.0 mcd
• P2:57.0 – 72.0 mcd
• Q1:72.0 – 90.0 mcd

3.2 باینینگ طول موج غالب

دسته‌بندی شده در I_F=20mA. کد "FN2" احتمالاً مربوط به این دسته‌بندی رنگ‌سنجی است.

• FF4:636.0 – 641.0 nm
• FF5:641.0 – 646.0 nm

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

دسته‌بندی شده در I_F=20mA. کد "19-21" در شماره قطعه نشان‌دهنده محدوده باین ولتاژ است.

• 19:1.70 – 1.80 V
• 20:1.80 – 1.90 V
• 21:1.90 – 2.00 V
• 22:2.00 – 2.10 V
• 23:2.10 – 2.20 V
• 24:2.20 – 2.30 V

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، منحنی‌های معمول برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر می‌شود:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که روشنایی چگونه با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً به صورت زیرخطی در جریان‌های بالاتر به دلیل گرمایش.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:ویژگی نمایی I-V دیود را نشان می‌دهد.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور را با افزایش دمای پیوند نشان می‌دهد که یک ملاحظه کلیدی برای مدیریت حرارتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، حول 650 نانومتر با پهنای باند حدود 20 نانومتر.

طراحان باید برای درک عملکرد تحت شرایط غیراستاندارد (جریان‌ها و دماهای مختلف) این منحنی‌ها را بررسی کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

بسته‌بندی SMD 19-21 دارای ابعاد اسمی 2.0 میلی‌متر (طول) × 1.25 میلی‌متر (عرض) × 0.8 میلی‌متر (ارتفاع) است. یک علامت کاتد به وضوح روی بسته‌بندی برای جهت‌گیری صحیح نشان داده شده است. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. نقشه ابعادی دقیق برای طراحی چیدمان پد PCB ضروری است.

5.2 شناسایی قطبیت

قطبیت صحیح حیاتی است. بسته‌بندی دارای یک علامت کاتد متمایز است. قرار دادن نادرست مانع از روشن شدن LED می‌شود زیرا در بایاس معکوس قرار خواهد گرفت.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

این LED برای لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب درجه‌بندی شده است. پروفیل توصیه شده شامل موارد زیر است:

• پیش‌گرمایش:150–200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60–120 ثانیه.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (217 درجه سانتی‌گراد):60–150 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، نگهداری شده برای حداکثر 10 ثانیه.
• نرخ گرمایش/سرمایش:حداکثر 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه گرمایش و 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه سرمایش بالای 255 درجه سانتی‌گراد.

مهم:ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود تا از آسیب تنش حرارتی جلوگیری شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی:

• از هویه با دمای نوک <350 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید.
• زمان تماس را به 3 ثانیه برای هر ترمینال محدود کنید.از هویه با توان ≤25W استفاده کنید.
• حداقل فاصله 2 ثانیه‌ای بین لحیم‌کاری هر ترمینال را رعایت کنید.
• از اعمال تنش مکانیکی به قطعه در حین لحیم‌کاری خودداری کنید.

6.3 ذخیره‌سازی و حساسیت رطوبتی

قطعات در کیسه‌های مانع رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند.

• قبل از استفاده:کیسه را تا زمان آمادگی برای مونتاژ باز نکنید.
• پس از باز کردن:در صورت ذخیره در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60%، ظرف 168 ساعت (7 روز) استفاده کنید.
• محدودیت قرارگیری در معرض هوا:اگر زمان قرارگیری در معرض هوا بیش از حد مجاز باشد یا جاذب رطوبت نشان‌دهنده اشباع باشد، قبل از ریفلو نیاز به پخت در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در قالب نوار و قرقره مناسب برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند.

• عرض نوار حامل: 8mm.
• قطر قرقره:7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره:3000 قطعه.
• کیسه ضد رطوبت:شامل جاذب رطوبت و برچسب نشانگر رطوبت است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و تأیید است:

• شماره قطعه مشتری (CPN)
• شماره محصول (P/N)
• تعداد بسته‌بندی (QTY)
• رتبه شدت نور (CAT)
• رتبه رنگ‌سنجی/طول موج غالب (HUE)
• رتبه ولتاژ مستقیم (REF)
• شماره دسته (LOT No.)

8. ملاحظات طراحی کاربردی

8.1 محدود کردن جریان الزامی است

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند.همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی به صورت سری استفاده شود.ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است؛ افزایش جزئی در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان شود اگر به درستی محدود نشود. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F.

محاسبه کنید.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه بسته‌بندی کوچک است، تلفات توان (تا 60mW) گرما تولید می‌کند. برای عملکرد پیوسته در جریان‌های بالا یا در دمای محیط بالا، اطمینان حاصل کنید که از مساحت کافی مس PCB یا وایاهای حرارتی برای هدایت گرما از پدهای لحیم LED استفاده می‌شود تا دمای پیوند پایین‌تری حفظ شود و طول عمر بهینه و پایداری خروجی نور تضمین شود.

8.3 محدودیت‌های کاربردی

این محصول برای کاربردهای تجاری و صنعتی عمومی طراحی شده است. ممکن است بدون صلاحیت قبلی برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا مناسب نباشد. چنین کاربردهایی شامل، اما محدود به، سیستم‌های ایمنی/امنیتی خودرو، نظامی/هوافضا و تجهیزات پزشکی حیاتی نمی‌شود. دستگاه نباید خارج از مشخصات ذکر شده در این دیتاشیت به کار رود.

9. مقایسه و تمایز فنی

• تمایز اصلی این LED قرمز عمیق 19-21 در ترکیب خاص ویژگی‌های آن نهفته است:در مقابل LEDهای SMD بزرگتر (مانند 3528):
• پایه نصب به مراتب کوچکتری برای طراحی‌های محدود از نظر فضا ارائه می‌دهد، اگرچه اغلب با خروجی نور کل کمتر.در مقابل LEDهای قرمز استاندارد (مانند 630nm):
• انتشار قرمز عمیق 650nm یک نقطه رنگ متمایز ارائه می‌دهد که ممکن است به دلایل زیبایی‌شناختی یا عملکردی خاص مورد نیاز باشد (مانند کاربردهای سنسور خاص، نیازهای رنگ نور پس‌زمینه خاص).در مقابل LEDهای بدون باینینگ:

سیستم باینینگ جامع (شدت، طول موج، ولتاژ) یکنواختی رنگ و روشنایی بسیار دقیق‌تری را درون یک دسته تولیدی تضمین می‌کند که برای کاربردهایی که از چندین LED استفاده می‌کنند و یکنواختی مهم است، حیاتی است.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

10.1 چرا LED من به یک مقاومت سری نیاز دارد؟

ویژگی I-V یک LED بسیار تند است. بدون یک مقاومت برای محدود کردن جریان، هر تغییر کوچک در ولتاژ منبع یا افت ولتاژ مستقیم (که با دما تغییر می‌کند) باعث تغییر بزرگی در جریان می‌شود که احتمالاً از مقدار حداکثر مطلق تجاوز کرده و LED را از بین می‌برد. مقاومت یک جریان پایدار و قابل پیش‌بینی فراهم می‌کند._F?

10.2 آیا می‌توانم این LED را با ولتاژی بالاتر از Vآن راه‌اندازی کنم؟بله، اما_Fفقط در صورتی که از یک مقاومت سری

(یا یک درایور جریان ثابت) برای کاهش ولتاژ اضافی و تنظیم جریان صحیح استفاده کنید. اعمال مستقیم یک منبع ولتاژ برابر با V

به دلیل تغییرات بین واحدها و دمایی غیرعملی است.

10.3 اگر آن را معکوس لحیم کنم چه اتفاقی می‌افتد؟

LED روشن نمی‌شود، زیرا در بایاس معکوس قرار خواهد گرفت. تا زمانی که ولتاژ معکوس از حداکثر مقدار 5V تجاوز نکند، نباید از قرار دادن نادرست کوتاه‌مدت آسیب فوری رخ دهد. با این حال، عملکرد نخواهد داشت.

10.4 چرا محدودیت 7 روزه پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت وجود دارد؟

بسته‌بندی پلاستیکی قطعات SMD می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث جدایش داخلی یا "پاپ کورن شدن" شود که تراشه یا بسته‌بندی LED را می‌ترکاند. عمر مفید 7 روزه با فرض شرایط ذخیره‌سازی مناسب است؛ تجاوز از آن نیاز به پخت برای حذف رطوبت دارد.11. مثال عملی طراحی و استفاده

1. سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با 10 LED قرمز عمیق یکنواخت که از ریل منطقی دیجیتال 5V تغذیه می‌شوند.
2. انتخاب جریان:یک جریان راه‌اندازی انتخاب کنید. برای روشنایی خوب و طول عمر، 20mA مشخص شده است. استفاده از 15mA طول عمر را افزایش داده و گرما را کاهش می‌دهد._Fمحاسبه مقاومت:_Fفرض کنید بدترین حالت V_F= 2.3V (حداکثر از دیتاشیت). برای I
3. =20mA در 5V: R = (5V - 2.3V) / 0.02A = 135 Ω. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 130 Ω یا 150 Ω است. استفاده از 150 Ω به I≈ (5-2.3)/150 = 18mA می‌رسد که ایمن و در محدوده مشخصات است.²توان در مقاومت:²P = I
4. R = (0.018)* 150 = 0.0486W. یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) کافی است.
5. چیدمان PCB:مقاومت 150Ω را به صورت سری با آند هر LED قرار دهید. برای چیدمان پد از ابعاد بسته‌بندی پیروی کنید. اطمینان حاصل کنید که علامت کاتد روی چاپ ابریشمی PCB با علامت‌گذاری LED مطابقت دارد. برای عملکرد حرارتی، پدهای LED را به یک ناحیه مس کوچک متصل کنید.

مونتاژ:

قرقره‌ها را تا زمان آمادگی خط تولید مهر و موم شده نگه دارید. دقیقاً از پروفیل ریفلو پیروی کنید. پس از مونتاژ، از خم کردن PCB نزدیک LEDها خودداری کنید._F12. اصل عملکرد

این LED بر اساس یک تراشه نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از پتانسیل پیوند دیود (V

) اعمال شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. در این سیستم ماده خاص، انرژی آزاد شده در طول بازترکیب مربوط به یک فوتون در بخش قرمز عمیق طیف مرئی (تقریباً 650nm) است. بسته‌بندی رزین اپوکسی شفاف است تا استخراج نور را به حداکثر برساند و همچنین از تراشه نیمه‌هادی در برابر محیط محافظت می‌کند.

• 13. روندهای فناوریبسته‌بندی 19-21 نشان‌دهنده یک روند جاری در اپتوالکترونیک به سمت مینیاتوری‌سازی و یکپارچه‌سازی است. اگرچه کوچکترین بسته‌بندی موجود امروز نیست، اما تعادلی بین اندازه، قابلیت ساخت و عملکرد ارائه می‌دهد. روندهای صنعت برای LEDهای نوع نشانگر همچنان بر موارد زیر متمرکز است:
• افزایش بازده:دستیابی به شدت نور بالاتر (mcd) در جریان‌های راه‌اندازی کمتر برای کاهش مصرف توان سیستم.
• افزایش قابلیت اطمینان:بهبود مواد و بسته‌بندی برای مقاومت در برابر دمای ریفلو بالاتر و شرایط محیطی سخت‌تر.
• باینینگ دقیق‌تر:ارائه دسته‌بندی دقیق‌تر بر اساس رنگ و شدت برای برآوردن نیازهای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی بالا دارند، مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ یا آرایه‌های نور پس‌زمینه.