دیتاشیت LED رفلکتور SMD مدل 67-23/R6GHBHC-B05/2T - بسته‌بندی 6.0x3.2x1.9mm - ولتاژ 2.0-3.95 ولت - رنگ‌های قرمز/سبز/آبی - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 67-23/R6GHBHC-B05/2T یک LED نصب سطحی (SMD) است که در یک بسته‌بندی P-LCC-4 با رفلکتور یکپارچه قرار گرفته است. این قطعه به عنوان یک نشانگر نوری چندرنگ طراحی شده و در رنگ‌های درخشان قرمز (R6)، سبز (GH) و آبی (BH) موجود است. بدنه بسته‌بندی از رزین سفید با پنجره شفاف بی‌رنگ ساخته شده که خروجی نور را بهبود بخشیده و ظاهری تمیز ایجاد می‌کند. این یک محصول بدون سرب و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS است که آن را برای مونتاژهای الکترونیکی مدرن با مقررات زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

مزایای اصلی این LED شامل ابعاد فشرده بسته‌بندی P-LCC-4 است که برای طراحی‌های PCB با چگالی بالا ایده‌آل می‌باشد، و همچنین رفلکتور یکپارچه آن که شدت نور و کنترل زاویه دید را بهبود می‌بخشد. بازارهای هدف اصلی عبارتند از: تجهیزات مخابراتی برای نشانگر وضعیت و نور پس‌زمینه، الکترونیک مصرفی برای روشنایی کلیدها و نمادها، نور پس‌زمینه صفحه نمایش LCD، و کاربردهای عمومی نشانگر که در آن‌ها به منابع نوری قابل اعتماد، روشن و با خلوص رنگ بالا نیاز است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

مقادیر حداکثر مطلق، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. برای هر سه نوع رنگ (R6، GH، BH)، حداکثر جریان مستقیم پیوسته (I_F) برابر 25 میلی‌آمپر است و حداکثر جریان مستقیم پالسی مجاز (I_FP) برای کارکرد پالسی 100 میلی‌آمپر می‌باشد. حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) برابر 5 ولت است. رتبه‌بندی اتلاف توان (P_d) برای چیپ قرمز 120 میلی‌وات و برای چیپ‌های سبز و آبی 110 میلی‌وات است که برای طراحی مدیریت حرارتی بسیار حیاتی می‌باشد. این قطعه می‌تواند در محدوده دمایی 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار کند و در دمای 40- تا 90+ درجه سانتی‌گراد نگهداری شود. محدودیت‌های دمای لحیم‌کاری برای ریفلو (حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه) و لحیم‌کاری دستی (حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه) مشخص شده‌اند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

پارامترهای الکترواپتیکال در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور بسته به نوع چیپ و دسته‌بندی (بین) متفاوت است: قرمز (R6) از 112 تا 285 میلی‌کندلا، سبز (GH) از 180 تا 715 میلی‌کندلا و آبی (BH) از 72 تا 285 میلی‌کندلا متغیر است. همه چیپ‌ها دارای زاویه دید معمولی (2θ_1/2) برابر 120 درجه هستند. طول موج اوج (λ_p) تقریباً 632 نانومتر (قرمز)، 518 نانومتر (سبز) و 468 نانومتر (آبی) است. طول موج غالب (λ_d) مربوطه نیز محدوده‌های مشخصی برای هر رنگ دارد. ولتاژ مستقیم (V_F) به طور معمول برای قرمز 2.0 ولت (حداکثر 2.4 ولت) و برای چیپ‌های سبز و آبی 3.4 ولت (حداکثر 3.95 ولت) است. جریان معکوس (I_R) در V_R=5 ولت حداکثر 10 میکروآمپر برای قرمز و حداکثر 50 میکروآمپر برای سبز/آبی می‌باشد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

این محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی واحدها بر اساس پارامترهای نوری و الکتریکی کلیدی استفاده می‌کند تا ثبات در عملکرد کاربردی را تضمین نماید.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور برای هر نوع چیپ در دسته‌های خاصی مرتب می‌شود که در I_F=20 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. برای چیپ قرمز (R6): دسته R (112-180 میلی‌کندلا) و دسته S (180-285 میلی‌کندلا). برای چیپ سبز (GH): دسته S (180-285 میلی‌کندلا)، دسته T (285-450 میلی‌کندلا) و دسته U (450-715 میلی‌کندلا). برای چیپ آبی (BH): دسته Q (72-112 میلی‌کندلا)، دسته R (112-180 میلی‌کندلا) و دسته S (180-285 میلی‌کندلا). یک تلرانس ±11% برای شدت نور اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

طول موج غالب نیز برای کنترل خلوص رنگ دسته‌بندی می‌شود. برای چیپ قرمز (R6): دسته FF1 (621-626 نانومتر) و دسته FF2 (626-631 نانومتر). برای چیپ سبز (GH): دسته X (520-525 نانومتر) و دسته Y (525-530 نانومتر). برای چیپ آبی (BH): دسته X (465-470 نانومتر) و دسته Y (470-475 نانومتر). یک تلرانس ±1 نانومتر برای طول موج غالب مشخص شده است. ولتاژ مستقیم نیز دارای تلرانس ±0.1 ولت می‌باشد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه الکترواپتیکال معمول برای هر نوع چیپ (R6، GH، BH) است. اگرچه داده‌های گرافیکی خاص در متن ارائه نشده‌اند، اما این منحنی‌ها به طور معمول رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور، ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم، و تأثیر دمای محیط بر شدت نور را نشان می‌دهند. تحلیل چنین منحنی‌هایی برای طراحان ضروری است تا رفتار LED را در شرایط عملیاتی غیراستاندارد، مانند راه‌اندازی با جریان‌های مختلف یا در محیط‌های حرارتی متغیر، درک کنند. این منحنی‌ها در انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب و پیش‌بینی روشنایی و تغییر رنگ در محدوده دمای عملیاتی محصول کمک می‌کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی P-LCC-4 قرار دارد. ابعاد کلی بسته‌بندی 6.0 میلی‌متر طول، 3.2 میلی‌متر عرض و 1.9 میلی‌متر ارتفاع است (مقادیر معمول، برای جزئیات به نقشه ابعاد مراجعه کنید). بسته‌بندی شامل یک کاپ رفلکتور می‌باشد. نقشه، محل پدهای آند و کاتد برای چیپ‌های قرمز، سبز و آبی را نشان می‌دهد. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است.

5.2 شناسایی قطبیت

نقشه بسته‌بندی به وضوح قطبیت را مشخص می‌کند. اتصال صحیح قطبیت برای جلوگیری از آسیب بایاس معکوس که محدود به 5 ولت است، بسیار حیاتی می‌باشد. طراحان باید فوت‌پرینت PCB را با نقشه بسته‌بندی هماهنگ کنند تا جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ تضمین شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل دمایی لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل دمایی لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی عبارتند از: ناحیه پیش‌گرمایش در دمای 150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه با حداکثر نرخ افزایش 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه؛ زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد باید 60-150 ثانیه باشد؛ دمای اوج نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان در این اوج محدود به حداکثر 10 ثانیه است؛ نرخ خنک‌سازی نباید از 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه بیشتر شود. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار بر روی یک قطعه انجام شود.

6.2 احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

LEDها در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. قبل از باز کردن، در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 90% نگهداری شود. پس از باز کردن، قطعات در شرایط ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 60% دارای عمر مفید 168 ساعت هستند. قطعات استفاده نشده باید مجدداً در بسته‌بندی ضد رطوبت مهر و موم شوند. اگر نشانگر رطوبت فعال شده باشد یا زمان نگهداری بیش از حد مجاز باشد، قبل از لحیم‌کاری نیاز به عملیات پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد ± 5 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت است.

6.3 محافظت در برابر جریان بیش از حد

استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. ولتاژ مستقیم دارای تلرانس است و یک تغییر جزئی می‌تواند باعث تغییر بزرگی در جریان شود که ممکن است منجر به سوختن قطعه گردد. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ تغذیه و مشخصات ولتاژ/جریان مستقیم LED محاسبه شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها بر روی نوارهای حامل مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند که سپس بر روی قرقره پیچیده می‌شوند. مقدار استاندارد بارگیری شده 2000 قطعه در هر قرقره است. ابعاد نوار حامل و قرقره در دیتاشیت ارائه شده است. یک برچسب روی قرقره اطلاعات کلیدی از جمله شماره محصول (P/N)، مقدار بسته‌بندی (QTY) و کدهای دسته‌بندی خاص برای رتبه شدت نور (CAT)، رتبه طول موج غالب (HUE) و رتبه ولتاژ مستقیم (REF) را ارائه می‌دهد.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• تجهیزات مخابراتی:نشانگرهای وضعیت، چراغ‌های انتظار پیام و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تلفن‌ها و فکس‌ها.
• الکترونیک مصرفی:نور پس‌زمینه برای پنل‌های LCD، روشنایی برای کلیدهای ممبران و نمادهای پنل.
• کاربردهای لوله نوری:پنجره شفاف و خروجی روشن آن را برای استفاده با راهنماهای نوری جهت انتقال نور به موقعیت مورد نظر روی محفظه محصول مناسب می‌سازد.
• نشانگر عمومی:وضعیت برق، انتخاب حالت و سایر بازخوردهای رابط کاربر در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی.

8.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:همیشه از یک مقاومت سری استفاده کنید. برای افزایش طول عمر، راه‌اندازی زیر حداکثر جریان مطلق (مثلاً 20 میلی‌آمپر مطابق با شرایط آزمایش) را در نظر بگیرید.
• مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB امکان اتلاف حرارت را فراهم می‌کند، به ویژه اگر از چندین LED استفاده می‌شود یا در دمای محیط بالا کار می‌کند. رتبه‌بندی اتلاف توان نباید تجاوز شود.
• طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه دید گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای نور جهت‌دار، ممکن است به اپتیک ثانویه مانند لنزها یا لوله‌های نوری نیاز باشد.
• محافظت در برابر ESD:حساسیت ESD متفاوت است (2000 ولت HBM برای قرمز، 150 ولت HBM برای سبز/آبی). اقدامات کنترل ESD مناسب را در حین جابجایی و مونتاژ پیاده‌سازی کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای SMD غیررفلکتور در بسته‌بندی‌های مشابه، رفلکتور یکپارچه سری 67-23 شدت نور محوری بالاتری برای همان جریان راه‌اندازی چیپ ارائه می‌دهد، زیرا رفلکتور نور بیشتری را به سمت جلو هدایت می‌کند. بسته‌بندی P-LCC-4 با پنجره شفاف معمولاً بازده استخراج نور بهتری نسبت به بسته‌بندی‌های پخش‌کننده ارائه می‌دهد. در دسترس بودن سه رنگ اصلی متمایز و درخشان (قرمز، سبز، آبی) در یک نوع بسته‌بندی واحد، موجودی و طراحی سیستم‌های نشانگر چندرنگ را ساده می‌کند. دسته‌بندی مشخص شده برای شدت و طول موج، عملکرد رنگ و روشنایی قابل پیش‌بینی را در اختیار طراحان قرار می‌دهد که نسبت به گزینه‌های بدون دسته‌بندی یا با دسته‌بندی ضعیف یک مزیت محسوب می‌شود.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم LEDهای سبز و آبی را مستقیماً با 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

A: احتمالاً، اما نه به طور قابل اعتماد. ولتاژ مستقیم معمول 3.4 ولت است، با حداکثر 3.95 ولت. در 3.3 ولت، LED ممکن است به طور کامل یا اصلاً روشن نشود، به ویژه در دماهای پایین‌تر که V_Fافزایش می‌یابد. استفاده از مدار بوست یا یک ولتاژ تغذیه بالاتر (مثلاً 5 ولت) همراه با یک مقاومت محدودکننده جریان توصیه می‌شود.

س: تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

A: طول موج اوج (λ_p) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λ_d) طول موج تک رنگ نور است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λ_dبرای مشخص‌سازی رنگ در دید انسانی مرتبط‌تر است.

س: چگونه دسته‌بندی‌های شدت نور را برای طراحی خود تفسیر کنم؟

A: یک دسته را بر اساس حداقل روشنایی مورد نیاز برای کاربرد شما در بدترین شرایط (مثلاً دمای بالا، پایان عمر) انتخاب کنید. استفاده از یک دسته بالاتر (مثلاً S به جای R) حاشیه روشنایی فراهم می‌کند. هنگام سفارش، کد دسته مورد نیاز (CAT) را مشخص کنید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک پنل نشانگر چندوضعیتی

یک محصول نیاز به یک نشانگر سه رنگ دارد تا وضعیت برق (سبز ثابت)، آماده به کار (آبی چشمک‌زن) و خطا (قرمز ثابت) را نشان دهد. مدل 67-23/R6GHBHC-B05/2T انتخاب شده است. طراحی از یک میکروکنترلر با سه پین GPIO استفاده می‌کند که هر کدام از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان (محاسبه شده برای راه‌اندازی 20 میلی‌آمپر از منبع 5 ولت: حدود 80 اهم برای قرمز، حدود 82 اهم برای سبز/آبی، با در نظر گرفتن تلرانس V_F) به کاتد یک رنگ LED متصل شده‌اند. آندها به 5 ولت متصل هستند. نرم‌افزار پین‌ها را برای روشن کردن رنگ مورد نظر کنترل می‌کند. زاویه دید گسترده 120 درجه، دید از زوایای مختلف را تضمین می‌کند. طراح دسته CAT=S را برای سبز و آبی و CAT=R را برای قرمز مشخص می‌کند تا روشنایی کافی تضمین شود و درخواست دسته‌های HUE مطابق با ظاهر رنگ مورد نظر را می‌دهد.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LED) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ نور ساطع شده توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین می‌شود. در این محصول، چیپ قرمز (R6) از ماده AlGaInP استفاده می‌کند، در حالی که چیپ‌های سبز (GH) و آبی (BH) از ماده InGaN استفاده می‌کنند. رفلکتور یکپارچه، ساخته شده از ماده بسیار بازتابنده، چیپ نیمه‌هادی را احاطه کرده و نور ساطع شده از کناره‌ها را به سمت جلو هدایت می‌کند و خروجی نور مفید در جهت دید را افزایش می‌دهد. رزین اپوکسی شفاف محافظ، چیپ را محافظت کرده و به عنوان یک لنز اولیه عمل می‌کند.

13. روندها و تحولات صنعت

بازار LEDهای SMD همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، اندازه بسته‌بندی کوچکتر برای مینیاتوری‌سازی و بهبود ثبات رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر در حرکت است. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر قابلیت اطمینان در شرایط دمایی و چگالی جریان بالاتر وجود دارد که توسط کاربردهایی مانند روشنایی خودرو و نمایشگرهای با روشنایی بالا هدایت می‌شود. استفاده از مواد پیشرفته، مانند فسفرهای جدید برای LEDهای سفید و محافظ‌های بهبود یافته برای پایداری حرارتی و UV بهتر، ادامه دارد. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی الکترونیک کنترل (مانند درایورهای جریان ثابت) در داخل بسته‌بندی LED یک روند در حال توسعه است تا طراحی مدار ساده شده و پایداری عملکرد بهبود یابد.