دیتاشیت LED SMD 0201 سبز - ابعاد 0.6x0.3x0.25 میلی‌متر - ولتاژ 2.8-3.8 ولت - توان 80 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات یک دیود نورافشان نصب سطحی (SMD LED) مینیاتوری در اندازه بسته‌بندی 0201 را به تفصیل شرح می‌دهد. این LEDها برای مونتاژ خودکار بر روی برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده‌اند و برای کاربردهای با محدودیت فضا ایده‌آل هستند. این قطعه از فناوری InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تولید نور سبز استفاده می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده روی نوار 12 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی برای حمل و نقل خودکار.
• طرح استاندارد بسته‌بندی EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• ورودی سازگار با سطوح منطقی مدارهای مجتمع (IC).
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات مونتاژ خودکار Pick-and-Place.
• مناسب برای استفاده در فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR).
• پیش‌شرط‌گذاری شده برای رسیدن به سطح حساسیت رطوبت 3 مطابق استاندارد JEDEC.

1.2 کاربردها

این LED برای طیف گسترده‌ای از عملکردهای نشانگر و نور پس‌زمینه در تجهیزات الکترونیکی مختلف مناسب است، از جمله:

• دستگاه‌های مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم، تلفن‌های همراه).
• تجهیزات اتوماسیون اداری (مانند لپ‌تاپ‌ها).
• لوازم خانگی.
• سیستم‌های کنترل صنعتی.
• تجهیزات شبکه.
• تابلوها و نمادهای روشنایی داخلی.
• نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه پنل جلویی.

2. ابعاد بسته‌بندی و اطلاعات مکانیکی

LED در یک بسته‌بندی مینیاتوری 0201 قرار دارد. لنز آن شفاف است. تمام نقشه‌های ابعادی و تلرانس‌ها در شکل‌های دیتاشیت اصلی ارائه شده‌اند. نکات کلیدی شامل:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر مشخص شده‌اند، با اینچ در داخل پرانتز.
• تلرانس استاندارد ±0.2 میلی‌متر (±0.008 اینچ) است مگر اینکه روی نقشه خلاف آن ذکر شده باشد.

3. پارامترها و مشخصات فنی

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان تلف شده (Pd):80 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (IFP):100 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (IF):20 میلی‌آمپر
• محدوده دمای کاری:40- تا 85+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای نگهداری:40- تا 100+ درجه سلسیوس

3.2 مشخصات الکتریکی و نوری

عملکرد معمول در Ta=25°C تحت شرایط تست مشخص شده اندازه‌گیری می‌شود.

• شدت نور (Iv):280 - 710 میلی‌کاندلا (معمول، در IF=20mA). با سنسور/فیلتری اندازه‌گیری شده که تقریباً پاسخ چشم فتوبیک CIE را شبیه‌سازی می‌کند.
• زاویه دید (2θ1/2):110 درجه (معمول). به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری کاهش می‌یابد.
• طول موج تابش پیک (λp):518 نانومتر (معمول). تلرانس ±1 نانومتر است.
• طول موج غالب (λd):520 - 535 نانومتر (در IF=20mA). از مختصات رنگی CIE استخراج شده است.
• عرض نیمه خط طیفی (Δλ):35 نانومتر (معمول).
• ولتاژ مستقیم (VF):2.8 - 3.8 ولت (در IF=20mA). تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر (در VR=5V). این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3.3 پروفیل پیشنهادی رفلو مادون قرمز

پروفیل لحیم‌کاری رفلو مطابق با استاندارد J-STD-020B برای فرآیندهای بدون سرب توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل دمای پیک حداکثر 260 درجه سلسیوس است. یک نمودار دقیق دما بر حسب زمان در سند اصلی ارائه شده است.

4. سیستم رتبه‌بندی باین

قطعات بر اساس پارامترهای کلیدی به باین‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شوند تا یکنواختی در کاربرد تضمین شود.

4.1 رتبه ولتاژ مستقیم (VF)

باین‌بندی در IF=20mA انجام می‌شود. تلرانس هر باین ±0.10 ولت است.
باین‌های نمونه: D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), D11 (3.6-3.8V).

4.2 رتبه شدت نور (Iv)

باین‌بندی در IF=20mA انجام می‌شود. تلرانس هر باین ±11% است.
باین‌های نمونه: T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd).

4.3 رتبه طول موج غالب (WD)

باین‌بندی در IF=20mA انجام می‌شود. تلرانس هر باین ±1 نانومتر است.
باین‌های نمونه: AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm).

5. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول (در 25°C مگر خلاف آن ذکر شده) مانند موارد زیر است:
- شدت نور نسبی بر حسب جریان مستقیم.
- ولتاژ مستقیم بر حسب جریان مستقیم.
- شدت نور نسبی بر حسب دمای محیط.
- توزیع طیفی (شدت نسبی بر حسب طول موج).
این منحنی‌ها برای درک رفتار قطعه تحت شرایط کاری مختلف، مانند کاهش شدت نور با افزایش جریان یا دما، ضروری هستند.

6. راهنمای کاربری و نگهداری

6.1 تمیزکاری

فقط از مواد شوینده مشخص شده استفاده کنید. در صورت لزوم، غوطه‌وری در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به بسته‌بندی آسیب برسانند.

6.2 طرح پد اتصال PCB توصیه شده

یک نمودار الگوی لند برای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز یا فاز بخار ارائه شده است تا تشکیل صحیح اتصال لحیم و ترازبندی تضمین شود.

6.3 بسته‌بندی: نوار و قرقره

LEDها روی نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند. مشخصات کلیدی:
- عرض نوار: 12 میلی‌متر.
- قطر قرقره: 7 اینچ.
- تعداد در هر قرقره: 4000 قطعه.
- حداقل مقدار سفارش برای باقیمانده: 500 قطعه.
- مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481.
نقشه‌های ابعادی دقیق برای جیب نوار و قرقره ارائه شده است.

7. احتیاط‌ها و نکات کاربردی مهم

7.1 کاربرد مورد نظر

این LEDها برای تجهیزات الکترونیکی معمولی طراحی شده‌اند. برای کاربردهای حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، تجهیزات پزشکی پشتیبان حیات) بدون مشورت قبلی و صلاحیت‌سنجی خاص توصیه نمی‌شوند.

7.2 شرایط نگهداری

بسته‌بندی مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود. ظرف یک سال پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت استفاده شود.
بسته‌بندی باز شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. برای قطعاتی که بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گرفته‌اند، پخت در دمای تقریبی 60°C به مدت حداقل 48 ساعت قبل از لحیم‌کاری توصیه می‌شود. برای نگهداری طولانی‌مدت، از ظرف مهر و موم شده با ماده خشک‌کننده یا اتمسفر نیتروژن استفاده کنید.

7.3 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری

لحیم‌کاری رفلو:
- پیش‌گرم: 150-200°C.
- زمان پیش‌گرم: حداکثر 120 ثانیه.
- دمای پیک: حداکثر 260°C.
- زمان بالاتر از نقطه مایع: حداکثر 10 ثانیه (حداکثر دو چرخه رفلو).
لحیم‌کاری دستی (هویه):
- دمای هویه: حداکثر 300°C.
- زمان لحیم‌کاری برای هر پایه: حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار).
رعایت محدودیت‌های پروفیل JEDEC و توصیه‌های سازنده خمیر لحیم برای قابلیت اطمینان بسیار مهم است.

8. ملاحظات طراحی و بینش فنی

8.1 محدود کردن جریان

حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق 20 میلی‌آمپر است. در طراحی مدار همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده شود تا از تجاوز از این مقدار جلوگیری شود که بر اساس ولتاژ تغذیه و ولتاژ مستقیم (VF) LED محاسبه می‌شود. استفاده از VF معمولی برای محاسبه نقطه شروع خوبی است، اما طراحی بر اساس حداکثر VF تضمین می‌کند که محدودیت جریان هرگز نقض نمی‌شود.

8.2 مدیریت حرارتی

با محدودیت توان تلف شده 80 میلی‌وات، ملاحظات حرارتی مهم هستند، به ویژه در چیدمان‌های با چگالی بالا یا دمای محیط بالا. منحنی کاهش شدت نور بر حسب دمای محیط نشان‌دهنده افت قابل توجه خروجی با افزایش دما است. اطمینان از مساحت کافی مس PCB برای هیت‌سینک و اجتناب از قرارگیری نزدیک سایر قطعات تولیدکننده گرما می‌تواند به حفظ عملکرد و طول عمر کمک کند.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید گسترده 110 درجه‌ای این LED را برای کاربردهایی که نیاز به دید گسترده دارند مناسب می‌سازد. برای روشنایی متمرکزتر، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد. لنز شفاف با چیپ سبز InGaN یک نقطه رنگی اشباع شده را ارائه می‌دهد که توسط باین طول موج غالب آن تعریف می‌شود.

8.4 باینینگ برای یکنواختی

برای کاربردهایی که نیاز به رنگ یا روشنایی یکنواخت در بین چندین LED دارند (مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه)، مشخص کردن باین‌های تنگ برای طول موج غالب (WD) و شدت نور (Iv) بسیار مهم است. ترکیب باین‌ها از دو انتهای محدوده می‌تواند منجر به ناهماهنگی قابل مشاهده رنگ یا روشنایی شود.

9. مقایسه و زمینه انتخاب

بسته‌بندی 0201 یکی از کوچک‌ترین اندازه‌های استاندارد پایه LED SMD را نشان می‌دهد که امکان طراحی‌های فوق مینیاتوری را فراهم می‌کند. در مقایسه با بسته‌بندی‌های بزرگتر مانند 0402 یا 0603، LED 0201 معمولاً به دلیل اندازه کوچک‌تر، رتبه‌بندی جریان و خروجی نور کمتری دارد اما کوچک‌ترین پایه و ارتفاع ممکن را ارائه می‌دهد. فناوری InGaN مورد استفاده برای رنگ سبز، راندمان بالاتر و اشباع رنگ بهتری نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaP (گالیم فسفید) ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترها)

س: آیا می‌توانم این LED را با 30 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق 20 میلی‌آمپر است. تجاوز از این رتبه خطر خرابی فاجعه‌بار دارد و مشخصات قابلیت اطمینان را باطل می‌کند.

س: محدوده ولتاژ مستقیم 2.8-3.8 ولت است. چگونه مقدار مقاومت را انتخاب کنم؟
ج: مدار محدودکننده جریان خود را با استفاده از حداکثر VF (3.8V) از دیتاشیت طراحی کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان حتی در بدترین شرایط هرگز از 20 میلی‌آمپر تجاوز نمی‌کند، حتی اگر LEDهایی از باین‌های ولتاژ پایین‌تر دریافت کنید.

س: پس از باز کردن قرقره، چقدر می‌توانم این LEDها را نگهداری کنم؟
ج: برای بهترین نتایج لحیم‌کاری، رفلو مادون قرمز را ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از قرارگیری در شرایط محیطی کارخانه (<30°C/60% RH) تکمیل کنید. اگر زمان قرارگیری از این بیشتر شد، یک پخت 48 ساعته در دمای 60°C برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از \"پاپ کورن شدن\" در حین رفلو توصیه می‌شود.

س: آیا این LED برای روشنایی داشبورد خودرو مناسب است؟
ج: محدوده دمای کاری (40- تا 85+ درجه سلسیوس) بسیاری از کاربردهای داخلی خودرو را پوشش می‌دهد. با این حال، استفاده خودرویی معمولاً نیازمند صلاحیت‌سنجی خاص AEC-Q102 است که در این دیتاشیت عمومی ذکر نشده است. مشورت با سازنده برای محصولات درجه خودرو ضروری است.

11. اصول و روندهای فناوری

اصل:این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی InGaN است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور تابش شده را تعیین می‌کند، که در این مورد سبز است.

روندها:صنعت اپتوالکترونیک به سمت اندازه‌های بسته‌بندی کوچکتر (مانند 0201 و 01005)، کارایی نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات) و قابلیت اطمینان بهبودیافته ادامه می‌دهد. همچنین روندی به سمت باینینگ تنگ‌تر برای رنگ و شدت نور برای پاسخگویی به نیازهای نمایشگرهای با وضوح بالا و نورپردازی زیبایی‌شناختی یکنواخت وجود دارد. علاوه بر این، ادغام با الکترونیک درایور و کنترل هوشمند در داخل بسته‌بندی یک حوزه در حال توسعه است.