دیتاشیت LED SMD مدل 95-21UYC/S530-XX/XXX - زرد سوپر - ابعاد 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.4V - توان 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 95-21UYC/S530-XX/XXX یک LED مونتاژ سطحی فشرده است که برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه طراحی شده است. این قطعه با استفاده از فناوری چیپ AlGaInP، نور زرد سوپر را از خود ساطع می‌کند و با رزین شفاف آب‌مانند پوشش داده شده است. مزایای اصلی آن شامل اشغال فضای بسیار کمتر در مقایسه با قطعات پایه‌دار، امکان تراکم بالاتر قطعات روی PCB، کاهش اندازه تجهیزات و مناسب بودن برای فرآیندهای مونتاژ خودکار است که دقت قرارگیری را تضمین می‌کند.

2. ویژگی‌های کلیدی و انطباق‌ها

این قطعه بر روی نوار حامل 12 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره 7 اینچی بسته‌بندی شده و با تجهیزات استاندارد مونتاژ خودکار سازگار است. این قطعه تک‌رنگ، بدون سرب (Pb-free) و منطبق با مقررات کلیدی محیط زیستی و ایمنی است. این انطباق شامل رعایت دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا، مقررات REACH اتحادیه اروپا و استانداردهای بدون هالوژن (برم <900 ppm، کلر <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm) می‌شود. خود محصول نیز در محدوده مشخصات منطبق با RoHS نگهداری می‌شود.

3. حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدوده‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این شرایط یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• جریان مستقیم (I_F):20 میلی‌آمپر (پیوسته)
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر (چرخه وظیفه 1/10 @ 1kHz)
• توان تلف شده (P_d):60 میلی‌وات
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):2000 ولت (مدل بدن انسان)
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):ریفلو: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه؛ دستی: حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه.

4. مشخصات الکترواپتیکی

تمامی پارامترها در دمای محیط (T_a) برابر 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (I_F) برابر 20mA مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

4.1 شدت نور و دسته‌بندی (بینینگ)

شدت نور (I_v) در رتبه‌هایی (از A2 تا A7) دسته‌بندی شده است که طیفی از گزینه‌های روشنایی را برای انعطاف‌پذیری طراحی فراهم می‌کند.

• رتبه A2:معمولاً 496 میلی‌کاندلا (حداقل 198 میلی‌کاندلا)
• رتبه A3:معمولاً 714 میلی‌کاندلا (حداقل 463 میلی‌کاندلا)
• رتبه A4:معمولاً 892 میلی‌کاندلا (حداقل 661 میلی‌کاندلا)
• رتبه A5:معمولاً 1156 میلی‌کاندلا (حداقل 793 میلی‌کاندلا)
• رتبه A6:معمولاً 1454 میلی‌کاندلا (حداقل 991 میلی‌کاندلا)
• رتبه A7:معمولاً 1600 میلی‌کاندلا (حداقل 1150 میلی‌کاندلا)

4.2 پارامترهای طیفی و الکتریکی

• زاویه دید (2θ_1/2):25 درجه (معمول)
• طول موج پیک (λ_p):591 نانومتر (معمول)
• طول موج غالب (λ_d):589 نانومتر (معمول)
• پهنای باند طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول)
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.4 ولت (معمول)، 2.0 ولت (حداقل) در I_F=20mA
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V

توجه:مقدار مجاز ولتاژ معکوس 5V فقط برای تست I_Rکاربرد دارد. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

5. طرح پکیج و ابعاد مکانیکی

این LED در یک پکیج استاندارد SMD عرضه می‌شود. ابعاد کلیدی در نقشه‌های دقیق (با عناوین TR7، TR9، TR10 در دیتاشیت) ارائه شده است. مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد، تلرانس ابعادی ±0.1 میلی‌متر است.

5.1 ابعاد کلیدی پکیج (معمول)

• طول پکیج: 2.0 میلی‌متر
• عرض پکیج: 1.25 میلی‌متر
• ارتفاع پکیج: 0.8 میلی‌متر
• الگوی لند (پد): راهنمای طراحی برای اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و مدیریت حرارتی ارائه شده است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً روی پکیج علامت‌گذاری شده است. برای اطلاع از طرح دقیق علامت‌گذاری به نقشه ابعاد دقیق مراجعه کنید.

6. توضیح برچسب و اطلاعات سفارش

برچسب محصول شامل چندین کد برای ردیابی و مشخصات است:

• CPN:شماره محصول مشتری
• P/N:شماره محصول (مثلاً 95-21UYC/S530-XX/XXX)
• LOT No:شماره بچ تولید
• QTY:تعداد در بسته‌بندی
• CAT:رتبه شدت نور (A2-A7)
• HUE:رتبه طول موج غالب
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم

7. مشخصات بسته‌بندی

قطعات بر روی نوار حامل برجسته‌دار برای جابجایی خودکار عرضه می‌شوند.

• عرض نوار حامل:12 میلی‌متر
• قطر قرقره:7 اینچ
• فاصله پاکت‌ها:4.0 میلی‌متر
• تعداد در هر قرقره:تعداد استاندارد مطابق با مشخصات EIA.
• بسته‌بندی فله:همچنین در کیسه‌های 1000 تایی نیز موجود است.

8. راهنمای جابجایی، نگهداری و لحیم‌کاری

8.1 محافظت در برابر جریان بیش‌ازحد

استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. مشخصه V-I این LED نمایی است، به این معنی که افزایش کوچکی در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش زیاد و مخرب جریان شود.

8.2 حساسیت به رطوبت و نگهداری

این قطعه به رطوبت حساس است (MSL).

• قبل از باز کردن:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود.
• پس از باز کردن:عمر مفید در محیط (Floor Life) 72 ساعت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% است.
• بازپخت (Rebaking):اگر کیسه محافظ رطوبت آسیب دیده یا زمان نگهداری بیش از حد مجاز شده باشد، قبل از استفاده به مدت 24 ساعت در دمای 60±5°C بازپخت شود.

8.3 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو (بدون سرب)

یک پروفیل دمایی توصیه شده ارائه شده است:

• پیش‌گرمایش:150-200°C به مدت 60-120 ثانیه (حداکثر شیب 3°C/ثانیه).
• زمان بالاتر از نقطه مایع (217°C):60-150 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260°C، به مدت حداکثر 10 ثانیه نگه داشته شود.
• زمان بالاتر از 255°C:حداکثر 30 ثانیه.
• نرخ خنک‌سازی:حداکثر 6°C/ثانیه.

نکات حیاتی:از دو چرخه ریفلو بیشتر نشود. از اعمال تنش مکانیکی روی LED در حین گرمایش خودداری شود. پس از لحیم‌کاری PCB تاب برندارد.

8.4 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

اگر لحیم‌کاری دستی اجتناب‌ناپذیر است:

• از هویه با دمای نوک <350°C استفاده شود.
• زمان تماس برای هر پایه به 3 ثانیه محدود شود.
• از هویه کم‌توان (<25W) استفاده شود.
• حداقل فاصله 2 ثانیه‌ای بین لحیم‌کاری پایه‌ها رعایت شود.
• از تعمیر مجدد خودداری شود. در صورت ضرورت مطلق، از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پایه استفاده شود تا تنش حرارتی به حداقل برسد. پس از تعمیر، عملکرد قطعه بررسی شود.

9. حوزه‌های کاربردی

این LED برای طیف گسترده‌ای از عملکردهای نشانگر و نور پس‌زمینه کم‌توان مناسب است، به ویژه در جایی که فضا و وزن محدودیت دارند.

• نشانگر وضعیت در لوازم الکترونیکی مصرفی (استفاده داخلی).
• نور پس‌زمینه برای پنل‌های LCD، کلیدهای ممبران و نمادها.
• نشانگر و نورپردازی پنل در تجهیزات اداری (پرینترها، کپی‌برها).
• نشانگرهای دستگاه‌های با باتری (کنترل از راه دور، ابزارهای قابل حمل).
• چراغ‌های وضعیت تجهیزات صوتی/تصویری.
• نور پس‌زمینه داشبورد و کلیدها در فضای داخلی خودرو.
• نشانگر و نور پس‌زمینه صفحه کلید در دستگاه‌های مخابراتی (تلفن‌ها، فکس‌ها).

10. ملاحظات طراحی و تحلیل فنی

10.1 طراحی مدار درایو

با توجه به ولتاژ مستقیم معمول 2.4V، استفاده از یک مقاومت سری ضروری است. مقدار مقاومت (R_s) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. برای منبع تغذیه 5V و جریان هدف I_Fبرابر 20mA، مقدار R_s≈ (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω می‌شود. باید از یک مقاومت استاندارد 130Ω یا 150Ω با توان کافی (P = I_F²* R_s) استفاده شود.

10.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده پایین است (حداکثر 60mW)، اما چیدمان صحیح PCB برای قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است. اطمینان حاصل کنید که پدهای لحیم به مساحت کافی از مس متصل شده‌اند تا به عنوان هیت سینک عمل کنند، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا کار می‌کند.

10.3 عملکرد نوری

زاویه دید 25 درجه یک پرتو نسبتاً متمرکز ایجاد می‌کند که آن را برای کاربردهای نشانگر جهت‌دار مناسب می‌سازد. رنگ زرد سوپر (λ_d~589nm) کنتراست بصری بالایی ارائه می‌دهد و اغلب برای نشانگرهای احتیاط یا توجه استفاده می‌شود.

10.4 مقایسه با فناوری‌های جایگزین

در مقایسه با LEDهای زرد قدیمی تروهل، این نسخه SMD کاهش چشمگیری در اندازه و وزن ارائه می‌دهد و امکان طراحی‌های مدرن و مینیاتوری را فراهم می‌کند. سیستم ماده AlGaInP بازدهی بالا و خلوص رنگ خوبی برای تابش زرد فراهم می‌کند. در مقایسه با برخی LEDهای سفید مورد استفاده برای نور پس‌زمینه، این قطعه رنگ اشباع شده‌ای را بدون نیاز به فسفر ارائه می‌دهد که می‌تواند طراحی نوری را برای نیازهای رنگ خاص ساده‌تر کند.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

11.1 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

No.کارکرد بدون مقاومت محدودکننده جریان تقریباً به طور قطع به دلیل جریان بیش‌ازحد LED را از بین می‌برد، حتی با یک منبع ولتاژ کوچک مانند باتری سکه‌ای 3V.

11.2 تفاوت طول موج پیک و غالب چیست؟

طول موج پیک (λ_p):طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است (معمولاً 591 نانومتر).طول موج غالب (λ_d):طول موج واحدی که توسط چشم انسان درک می‌شود و با رنگ نور مطابقت دارد (معمولاً 589 نانومتر). برای LEDهای تک‌رنگ مانند این مورد، این دو مقدار بسیار نزدیک به هم هستند.

11.3 چگونه رتبه روشنایی صحیح (CAT) را انتخاب کنم؟

بر اساس شدت نور مورد نیاز برنامه کاربردی خود انتخاب کنید. رتبه A2 کم‌نورترین و A7 پرنورترین است. شرایط نور محیط و فاصله دید را در نظر بگیرید. برای شرایط با نور محیطی بالا، ممکن است رتبه بالاتر (A5-A7) لازم باشد.

11.4 آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟

دیتاشیت کاربردها را به عنوان "داخلی" مشخص کرده است. محدوده دمای کاری (40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد) وسیع است، اما استفاده در فضای باز نیاز به اعتبارسنجی طراحی اضافی برای عواملی مانند قرارگیری در معرض UV، آب‌بندی در برابر رطوبت و چرخه‌های حرارتی دارد که در این سند پوشش داده نشده‌اند.

12. مثال کاربردی عملی

سناریو:طراحی یک نشانگر باتری ضعیف برای یک دستگاه پزشکی دستی.

• انتخاب قطعه:مدل 95-21UYC با رتبه A5 به دلیل نور زرد روشن و جلب‌کننده توجه انتخاب شده است.
• طراحی مدار:دستگاه توسط یک رگولاتور 3.3V تغذیه می‌شود. یک مقاومت سری 47Ω محاسبه می‌شود: (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45Ω. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 47Ω منجر به جریان مستقیم تقریبی 19.1mA می‌شود که ایمن است و روشنایی کافی را فراهم می‌کند.
• چیدمان PCB:LED در نزدیکی نمایشگر دستگاه قرار می‌گیرد. پدهای PCB به یک ناحیه کوچک مس‌ریزی در لایه بالا متصل شده‌اند تا به دفع حرارت کمک کنند.
• مونتاژ:LEDها با استفاده از دستگاه پیک اند پلیس از قرقره نوار 12mm قرار داده شده و با استفاده از پروفیل ریفلو بدون سرب مشخص شده لحیم می‌شوند.
• نتیجه:یک نشانگر هشدار باتری ضعیف قابل اطمینان، فشرده و به وضوح قابل مشاهده.

13. اصل عملکرد

این یک دیود نورافشان نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم بیش از ولتاژ مستقیم مشخصه آن (V_F) اعمال شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال چیپ نیمه‌هادی AlGaInP بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، زرد (~589 نانومتر). پکیج رزین شفاف آب‌مانند به عنوان یک لنز عمل می‌کند و خروجی نور را به زاویه دید مشخص شده 25 درجه شکل می‌دهد.

14. زمینه و روندهای صنعت

LEDهای SMD مانند سری 95-21 نمایانگر استاندارد صنعت برای کاربردهای نشانگر هستند که به دلیل سازگاری با اتوماسیون و صرفه‌جویی در فضا، تا حد زیادی جایگزین LEDهای تروهل شده‌اند. روند به سمت اندازه‌های پکیج حتی کوچکتر (مانند 0402، 0201 متریک) برای دستگاه‌های فوق فشرده ادامه دارد. علاوه بر این، فشار قوی صنعتی برای بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر میلی‌آمپر جریان) و بهبود یکنواختی رنگ در بین دسته‌ها وجود دارد. انطباق با استانداردهای بدون هالوژن و RoHS نشان‌دهنده تعهد مستمر صنعت الکترونیک به مسئولیت‌پذیری محیط زیستی و ایمنی مواد است. قطعات در این کلاس، اجزای بنیادی در اینترنت اشیا (IoT) و الکترونیک قابل حمل هستند، جایی که مینیاتوری‌سازی و مصرف توان پایین از اهمیت بالایی برخوردار است.