دیتاشیت LED SMD 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T - سفید خالص - زاویه دید 120 درجه - جریان راه‌اندازی 5mA - حداکثر ولتاژ 3.2V - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T یک قطعه نصب سطحی (SMD) فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند مینیاتوری‌سازی و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است. این قطعه از فناوری چیپ InGaN برای تولید نور سفید خالص استفاده می‌کند. مزایای اصلی آن شامل کاهش چشمگیر ابعاد در مقایسه با ال ای دی‌های سنتی دارای پایه، امکان تراکم بیشتر روی بردهای مدار چاپی (PCB)، کاهش نیازهای ذخیره‌سازی و در نهایت کمک به توسعه تجهیزات نهایی کوچکتر است. ساختار سبک وزن آن، آن را برای کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل ایده‌آل می‌سازد.

2. ویژگی‌های کلیدی و انطباق‌ها

این ال ای دی در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی (178 میلی‌متری) عرضه می‌شود که آن را کاملاً با تجهیزات استاندارد مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place سازگار می‌سازد. برای استفاده با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار طراحی شده است. این قطعه از نوع تک رنگ (سفید خالص) است. به عنوان یک محصول بدون سرب ساخته شده و با مقررات کلیدی زیست‌محیطی و ایمنی مطابقت دارد: دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا، مقررات REACH اتحادیه اروپا و استانداردهای عاری از هالوژن (با برم <900 ppm، کلر <900 ppm و مجموع آنها <1500 ppm).

3. مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی قطعه نباید برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب، تجاوز شود. حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت است. جریان مستقیم پیوسته (I_F) 30 میلی‌آمپر است. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک (I_FP) می‌تواند تحت چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز به 100 میلی‌آمپر برسد. حداکثر اتلاف توان (P_d) 120 میلی‌وات است. قطعه می‌تواند تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تا 1000 ولت (مدل بدن انسان) را تحمل کند. محدوده دمای عملیاتی (T_opr) از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است، در حالی که محدوده دمای نگهداری (T_stg) کمی وسیع‌تر، از 40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس است. راهنمای دمای لحیم‌کاری برای رفلو (حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه) و لحیم‌کاری دستی (حداکثر 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه) ارائه شده است.

4. مشخصات الکترواپتیکی

پارامترهای زیر در دمای محیط (T_a) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. شدت نور (I_v) از حداقل 72 میلی‌کاندلا (mcd) تا حداکثر 140 mcd متغیر است که در جریان آزمایش استاندارد 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شود. این قطعه دارای زاویه دید بسیار گسترده‌ای است، با مقدار معمول 2θ_1/2 برابر 120 درجه. ولتاژ آستانه (V_F) معمولاً در جریان 5 میلی‌آمپر بین 2.7 ولت تا 3.2 ولت قرار دارد. جریان معکوس (I_R) حداکثر مقدار 50 میکروآمپر را دارد هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال شود. تلرانس‌ها ذکر شده‌اند: شدت نور (±11%)، طول موج غالب (±1 نانومتر) و ولتاژ آستانه (±0.05 ولت).

5. سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

ال ای دی‌ها بر اساس پارامترهای عملکرد کلیدی به دسته‌هایی (بین) تقسیم می‌شوند تا یکنواختی در طراحی کاربرد تضمین شود.

5.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در جریان I_F=5mA به سه کد دسته‌بندی می‌شود: Q1 (140-112 mcd)، Q2 (112-90 mcd) و R1 (90-72 mcd). تلرانس این پارامتر درون یک دسته ±11% است.

5.2 دسته‌بندی ولتاژ آستانه

ولتاژ آستانه در پنج کد دسته‌بندی می‌شود، همچنین در جریان I_F=5mA: 29 (2.8-2.7V)، 30 (2.9-2.8V)، 31 (3.0-2.9V)، 32 (3.1-3.0V) و 33 (3.2-3.1V). تلرانس ولتاژ آستانه درون یک دسته ±0.1 ولت است.

5.3 دسته‌بندی مختصات رنگی

رنگ سفید خالص درون نمودار رنگی CIE 1931 تعریف شده است. مشخصات شش گروه (A1 تا A6) را ترسیم می‌کند که هر کدام یک ناحیه چهارضلعی در صفحه مختصات (x, y) را تعریف می‌کنند. این مختصات اطمینان می‌دهند که رنگ ساطع شده درون یک ناحیه سفید کنترل شده قرار می‌گیرد. تلرانس مختصات رنگی ±0.01 است.

6. تحلیل منحنی‌های عملکرد معمول

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه حیاتی برای طراحی مدار ارائه می‌دهد.منحنی کاهش جریان مستقیمنشان می‌دهد که چگونه حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز باید با افزایش دمای محیط بالاتر از 25 درجه سلسیوس کاهش یابد تا از تجاوز از حد اتلاف توان جلوگیری شود.شدت نور نسبی در مقابل دمای محیطکاهش معمول در خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی در کاربردها مهم است.شدت نور در مقابل جریان مستقیمرابطه غیرخطی بین جریان راه‌اندازی و خروجی نور را نشان می‌دهد.جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)برای تعیین ولتاژ راه‌اندازی مورد نیاز و مقدار مقاومت سری ضروری است.توزیع طیفتوزیع توان طیفی نور سفید ساطع شده را مشخص می‌کند. در نهایت،نمودار تابشتوزیع فضایی شدت نور را به صورت بصری نشان می‌دهد و زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند.

7. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

7.1 ابعاد بسته

این ال ای دی دارای ابعاد فشرده SMD است. نقشه‌های ابعادی دقیق ارائه شده است، شامل طول، عرض، ارتفاع بدنه و موقعیت پایه‌ها. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. یک طرح پد پیشنهادی برای طراحی PCB برای مرجع گنجانده شده است، اگرچه به طراحان توصیه می‌شود آن را بر اساس نیازهای فرآیندی خاص خود اصلاح کنند.

7.2 شناسایی قطبیت و برچسب‌گذاری

دیتاشیت برچسب‌گذاری روی قرقره و بسته‌بندی را توضیح می‌دهد. برچسب‌های کلیدی شامل شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول سازنده (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY) و کدهای دسته‌بندی برای رتبه شدت نور (CAT)، مختصات رنگی (HUE) و رتبه ولتاژ آستانه (REF) هستند. شماره سری ساخت (LOT No.) نیز برای ردیابی ارائه شده است.

8. راهنمای لحیم‌کاری، مونتاژ و جابجایی

8.1 محافظت مدار

یک مقاومت محدودکننده جریان باید همیشه به صورت سری با ال ای دی استفاده شود. مشخصه نمایی I-V ال ای دی به این معنی است که یک افزایش کوچک در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش بزرگ و بالقوه مخرب در جریان شود.

8.2 نگهداری و حساسیت به رطوبت

ال ای دی‌ها در یک کیسه مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند. کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. قبل از باز کردن، شرایط نگهداری باید 30 درجه سلسیوس یا کمتر و رطوبت نسبی (RH) 90% یا کمتر باشد. پس از باز کردن، قطعات دارای "عمر مفید در محیط کارخانه" 1 سال تحت شرایط 30 درجه سلسیوس/60%RH یا کمتر هستند. قطعات استفاده نشده باید در یک بسته‌بندی ضد رطوبت مجدداً مهر و موم شوند. اگر نشانگر ماده جاذب تغییر رنگ دهد یا زمان نگهداری تجاوز شود، یک عملیات حرارتی (بیکینگ) در دمای 60 ±5 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت قبل از لحیم‌کاری رفلو توصیه می‌شود.

8.3 فرآیند لحیم‌کاری

یک پروفیل دمای دقیق برای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل مرحله پیش‌گرمایش بین 150-200 درجه سلسیوس به مدت 120-60 ثانیه، زمان بالای نقطه ذوب (217 درجه سلسیوس) به مدت 150-60 ثانیه و حداکثر دمای پیک که از 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه تجاوز نکند، هستند. حداکثر نرخ افزایش و کاهش دما مشخص شده است. لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. نباید تنش مکانیکی به ال ای دی در حین گرمایش اعمال شود و PCB پس از لحیم‌کاری نباید تاب بردارد.

9. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

9.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات روی نوار حامل برجسته‌دار که روی یک قرقره به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است، عرضه می‌شوند. تعداد بار قرقره 3000 قطعه است. ابعاد دقیق نوار حامل، شامل فاصله جیب‌ها و عرض نوار، ارائه شده است.

9.2 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

پشته کامل بسته‌بندی شامل قرقره قرار گرفته در داخل یک کیسه آلومینیومی ضد رطوبت به همراه یک بسته ماده جاذب رطوبت است. کیسه با اطلاعات مربوط به محصول برچسب‌گذاری شده است.

10. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

10.1 کاربردهای معمول

این ال ای دی برای انواع وظایف نشانگر و نور پس‌زمینه بسیار مناسب است. کاربردهای رایج شامل نور پس‌زمینه برای داشبوردهای پنل ابزار و سوئیچ‌ها، نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در دستگاه‌های مخابراتی (تلفن‌ها، فکس‌ها)، واحدهای نور پس‌زمینه تخت برای LCDهای کوچک و استفاده عمومی به عنوان نشانگر است.

10.2 ملاحظات طراحی

طراحان باید بر اساس ولتاژ تغذیه و جریان آستانه مورد نظر (با در نظر گرفتن کاهش رتبه در صورت نیاز) یک مقاومت محدودکننده جریان مناسب انتخاب کنند. زاویه دید گسترده 120 درجه آن را برای کاربردهای نیازمند دید گسترده عالی می‌سازد، اما ممکن است درخشندگی درک شده در یک پرتو باریک را در مقایسه با یک ال ای دی با زاویه باریک‌تر کاهش دهد. اطلاعات دسته‌بندی (CAT, HUE, REF) باید برای کاربردهای نیازمند یکنواختی درخشندگی یا رنگ در بین چندین واحد به دقت در نظر گرفته شود. مدیریت حرارتی روی PCB باید برای طراحی‌های کارکرد در دمای محیط بالا یا جریان راه‌اندازی بالا برای حفظ عملکرد و طول عمر در نظر گرفته شود.

11. مقایسه و جایگاه فنی

در مقایسه با ال ای دی‌های بزرگتر ترو-هول، مزیت اصلی این نوع SMD نیاز فضایی حداقلی و مناسب بودن برای مونتاژ اتوماتیک با حجم بالا است. زاویه دید 120 درجه به طور قابل توجهی گسترده‌تر از بسیاری از ال ای دی‌های استاندارد است و روشنایی یکنواخت‌تری در کاربردهای مبتنی بر دیفیوزر فراهم می‌کند. محدوده ولتاژ آستانه پایین آن (3.2-2.7V) آن را با منابع تغذیه منطقی رایج 3.3V و 5V با یک مقاومت سری ساده سازگار می‌سازد. انطباق جامع زیست‌محیطی (RoHS, REACH, عاری از هالوژن) آن را برای استفاده در بازارهای جهانی با الزامات نظارتی سختگیرانه قرار می‌دهد.

12. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: هدف کدهای دسته‌بندی چیست؟

پ: دسته‌بندی یکنواختی الکتریکی و اپتیکی را تضمین می‌کند. استفاده از ال ای دی‌ها از دسته‌های شدت نور (CAT) و ولتاژ آستانه (REF) یکسان، طراحی مدار را ساده می‌کند و یکنواختی درخشندگی در یک آرایه را تضمین می‌کند. استفاده از دسته رنگی (HUE) یکسان، ثبات رنگ را تضمین می‌کند.

س: چرا استفاده از مقاومت محدودکننده جریان اجباری است؟

پ: ال ای دی‌ها دیودهایی با منحنی I-V بسیار شیب‌دار هستند. بدون یک مقاومت برای محدود کردن جریان، حتی یک تغییر کوچک در ولتاژ تغذیه می‌تواند باعث شود جریان از حداکثر رتبه تجاوز کند و منجر به خرابی فوری یا کاهش طول عمر شود.

س: آیا می‌توانم از این ال ای دی برای کار پیوسته در 30mA استفاده کنم؟

پ: رتبه 30mA حداکثر مطلق در دمای 25 درجه سلسیوس است. برای کارکرد قابل اطمینان بلندمدت، به ویژه در دمای محیط بالا، جریان باید مطابق با منحنی کاهش جریان مستقیم، کاهش رتبه داده شود. کارکرد در 20-5mA برای اکثر کاربردهای نشانگر معمول است.

س: "عمر مفید در محیط کارخانه" 1 سال به چه معناست؟

پ: پس از باز شدن کیسه ضد رطوبت، قطعات می‌توانند تا یک سال در شرایط محیطی کارخانه (حداکثر 30 درجه سلسیوس/60%RH) در معرض قرار گیرند قبل از اینکه نیاز به عملیات حرارتی (بیکینگ) قبل از لحیم‌کاری رفلو داشته باشند. این از "پاپ کورن شدن" یا ترک خوردن بسته در حین لحیم‌کاری به دلیل رطوبت جذب شده جلوگیری می‌کند.

13. اصل عملکرد

این ال ای دی بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی ساخته شده از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های InGaN برای تولید فوتون در طیف آبی طراحی شده است. یک پوشش فسفر، که معمولاً یک رزین پخش‌کننده زرد همانطور که در راهنمای انتخاب قطعه نشان داده شده است، سپس بخشی از این نور آبی را جذب کرده و آن را به عنوان نور زرد بازتاب می‌دهد. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده منجر به درک نور سفید توسط چشم انسان می‌شود، روشی که به عنوان فناوری ال ای دی سفید تبدیل شده با فسفر شناخته می‌شود.

14. روندها و زمینه صنعت

قطعاتی مانند ال ای دی 16-213 نمایانگر روند جاری در الکترونیک به سمت مینیاتوری‌سازی، افزایش عملکرد در واحد سطح و تولید اتوماتیک هستند. حرکت به سمت مواد بدون سرب، عاری از هالوژن و مطابق با RoHS/REACH بازتاب پاسخ صنعت به مقررات زیست‌محیطی و بهداشتی است. تقاضا برای منابع نوری کارآمد، قابل اطمینان و فشرده در سراسر الکترونیک مصرفی، فضای داخلی خودرو و پنل‌های کنترل صنعتی همچنان در حال رشد است. عملکرد چنین ال ای دی‌های SMD، از جمله بازده، بازسازی رنگ و پایداری حرارتی آنها، با پیشرفت‌ها در اپی‌تکسی نیمه‌هادی و فناوری فسفر همچنان در حال بهبود است.