دیتاشیت LED SMD مدل 15-11/T1D-AQRHY/2T - بسته‌بندی 1.6x0.8x0.6mm - ولتاژ 2.7-3.15V - توان 40mW - رنگ سفید - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 15-11/T1D-AQRHY/2T یک LED نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده که نیازمند عملکرد قابل اطمینان نشانگر یا نور پس‌زمینه هستند. این LED تک‌رنگ سفید خالص، تعادلی بین عملکرد و مینیاتوری‌سازی ارائه می‌دهد و به طراحان امکان می‌دهد تا چگالی بسته‌بندی بالاتری را محقق کرده و اندازه کلی تجهیزات را کاهش دهند.

1.1 مزایای اصلی

مزایای اصلی این قطعه از بسته‌بندی SMD (دستگاه نصب سطحی) آن ناشی می‌شود. این قطعه به طور قابل توجهی از LEDهای نوع سنتی با پایه‌های سیمی کوچکتر است که مستقیماً به معنای ردپای کوچکتر روی PCB، نیاز کمتر به فضای ذخیره‌سازی و در نهایت محصولات نهایی فشرده‌تر است. ساختار سبک وزن آن، آن را برای کاربردهای مینیاتوری و قابل حمل ایده‌آل می‌کند.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED برای طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف مناسب است. کاربردهای رایج شامل نور پس‌زمینه برای داشبوردهای پنل ابزار و کلیدها در محیط‌های خودرویی یا صنعتی است. در مخابرات، به عنوان نشانگر یا نور پس‌زمینه در دستگاه‌هایی مانند تلفن و فکس عمل می‌کند. همچنین برای نور پس‌زمینه تخت LCDها، روشنایی عمومی کلیدها و نمادها و سایر نیازهای نشانگر عمومی کاربرد دارد.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی تعریف شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط عملیاتی توصیه شده نیستند.

• ولتاژ معکوس (V_R):5V. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان مستقیم (I_F):10mA (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (I_FP):40mA، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz).
• توان تلف شده (P_d):40mW. این حداکثر توانی است که بسته‌بندی می‌تواند بدون تجاوز از محدودیت‌های حرارتی خود تلف کند.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):2000V (مدل بدن انسان). این رتبه‌بندی نشان‌دهنده سطح پایه‌ای از استحکام ESD برای جابجایی است.
• دمای عملیاتی و نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد (عملیاتی)، 40- درجه سانتی‌گراد تا 90+ درجه سانتی‌گراد (نگهداری).
• دمای لحیم‌کاری:پیک لحیم‌کاری رفلو: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه. لحیم‌کاری دستی: حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه برای هر پایه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (I_F) 5mA اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور (I_v):از حداقل 72.0 mcd تا حداکثر 180.0 mcd متغیر است. مقدار معمول مشخص نشده که نشان می‌دهد عملکرد از طریق سیستم دسته‌بندی مدیریت می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):مقدار معمول 140 درجه، که زاویه وسیعی از نور منتشر شده را فراهم می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (V_F):در 5mA از 2.70V تا 3.15V متغیر است. دیتاشیت تلرانس ±0.1V را ذکر کرده است.

نکته حیاتی در مورد ولتاژ معکوس:دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که شرایط ولتاژ معکوس تنها برای اهداف آزمایش مادون قرمز (IR) اعمال می‌شود. دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است. اعمال ولتاژ معکوس در عملکرد مدار پشتیبانی نمی‌شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس عملکرد در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. LED مدل 15-11 از یک سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی برای شدت نور، ولتاژ مستقیم و رنگ‌سنجی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور بر اساس اندازه‌گیری در I_F= 5mA در دو دسته اصلی با برچسب Q و R مرتب می‌شود.

• دسته Q:72.0 mcd (حداقل) تا 112.0 mcd (حداکثر)
• دسته R:112.0 mcd (حداقل) تا 180.0 mcd (حداکثر)

یک تلرانس کلی ±11% نیز برای شدت نور ذکر شده است.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در سه دسته (15، 16، 17) مرتب می‌شود تا در طراحی مدار برای تنظیم جریان کمک کند.

• دسته 15:2.70V تا 2.85V
• دسته 16:2.85V تا 3.00V
• دسته 17:3.00V تا 3.15V

3.3 دسته‌بندی مختصات رنگی

رنگ سفید خالص توسط مختصات رنگ‌سنجی (CIE x, y) روی نمودار CIE 1931 تعریف می‌شود. دیتاشیت شش دسته (1 تا 6) را تعریف می‌کند که هر کدام یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار رنگ را مشخص می‌کنند. مختصات گوشه‌های هر دسته ارائه شده است. تلرانس برای مختصات رنگ‌سنجی ±0.01 است. این دسته‌بندی، ثبات رنگ در بین دسته‌های تولیدی مختلف را تضمین می‌کند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی

این LED در یک بسته‌بندی نصب سطحی بسیار کوچک عرضه می‌شود. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.1mm مگر خلاف آن ذکر شده) شامل اندازه بدنه تقریباً 1.6mm طول، 0.8mm عرض و 0.6mm ارتفاع است. نقشه بسته‌بندی به وضوح علامت کاتد را برای جهت‌دهی صحیح قطبیت در حین مونتاژ نشان می‌دهد.

4.2 شناسایی قطبیت

قطبیت صحیح برای عملکرد LED حیاتی است. بسته‌بندی دارای یک علامت متمایز کاتد است. طراحان باید این علامت را با پد کاتد متناظر روی طرح PCB تراز کنند تا اتصال الکتریکی صحیح تضمین شود.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

جابجایی و لحیم‌کاری صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

5.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

این قطعه با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. یک پروفیل رفلو بدون سرب توصیه شده ارائه شده است:

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

مهم:لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار روی یک LED انجام شود.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت را به کار برد. دمای نوک هویه باید کمتر از 350°C باشد و زمان تماس برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. استفاده از هویه کم‌توان (≤25W) توصیه می‌شود. بین لحیم‌کاری هر پایه حداقل 2 ثانیه فاصله بگذارید تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.

5.3 نگهداری و حساسیت به رطوبت

LEDها در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با ماده خشک‌کن بسته‌بندی شده‌اند.

• کیسه ضد رطوبت را تا زمان آمادگی برای استفاده باز نکنید.
• پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند.
• "عمر مفید پس از باز کردن" 168 ساعت (7 روز) است.
• در صورت عدم استفاده پس از این مدت یا در صورت تغییر رنگ نشانگر خشک‌کن، قبل از استفاده نیاز به عملیات پخت در دمای 60±5°C به مدت 24 ساعت است.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات نوار و قرقره

محصول بر روی نوار حامل به عرض 8mm و قرقره‌هایی با قطر 7 اینچ عرضه می‌شود. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد دقیق جیب‌های نوار حامل و قرقره در دیتاشیت ارائه شده است تا سازگاری با تجهیزات اتوماتیک برداشت و قراردهی تضمین شود.

6.2 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات کلیدی برای ردیابی و تأیید است:

• CPN:شماره محصول مشتری
• P/N:شماره محصول سازنده (مثلاً 15-11/T1D-AQRHY/2T)
• QTY:تعداد بسته‌بندی
• CAT:رتبه شدت نور (مثلاً Q, R)
• HUE:مختصات رنگ‌سنجی و رتبه طول موج غالب (مثلاً 1-6)
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم (مثلاً 15, 16, 17)
• LOT No:شماره دسته تولید

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 محدود کردن جریان الزامی است

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. دیتاشیت به شدت تأکید می‌کند که یک مقاومت محدودکننده جریان خارجیبایدبه صورت سری با LED استفاده شود. ولتاژ مستقیم دارای یک محدوده (2.7-3.15V) است و ضریب دمای منفی آن به این معنی است که با گرم شدن پیوندگاه کاهش می‌یابد. بدون مقاومت، حتی یک افزایش کوچک در ولتاژ منبع می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب در جریان مستقیم شود. حداکثر جریان پیوسته مطلق 10mA است.

7.2 مدیریت حرارتی

اگرچه بسته‌بندی کوچک است، توجه به مدیریت حرارتی همچنان مهم است. حداکثر توان تلف شده 40mW است. اطمینان از مساحت کافی مس روی PCB در اطراف پدهای LED می‌تواند به دفع حرارت و حفظ دمای پیوندگاه پایین‌تر کمک کند که باعث افزایش طول عمر و خروجی نور پایدار می‌شود.

7.3 احتیاط‌های ESD

اگرچه این LED دارای رتبه‌بندی ESD مدل بدن انسان 2000V است، اما باید احتیاط‌های استاندارد جابجایی ESD در حین مونتاژ و جابجایی رعایت شود تا از آسیب پنهان جلوگیری شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

LED مدل 15-11 عمدتاً از طریق اندازه مینیاتوری خود (1.6x0.8x0.6mm) که از بسیاری از بسته‌بندی‌های رایج LED مانند 0603 یا 0402 کوچکتر است، متمایز می‌شود. زاویه دید وسیع 140 درجه‌ای آن، آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده دارند و نه یک پرتو متمرکز، مناسب می‌سازد. سیستم جامع دسته‌بندی برای شدت، ولتاژ و رنگ، عملکرد قابل پیش‌بینی را در اختیار طراحان قرار می‌دهد که برای کاربردهای نیازمند ثبات بصری در بین چندین واحد حیاتی است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 برای منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

با استفاده از قانون اهم (R = (V_منبع- V_F) / I_F) و در نظر گرفتن بدترین حالت V_Fبرای اطمینان از اینکه جریان هرگز از 10mA تجاوز نکند: برای V_منبع=5V و کمترین V_F=2.7V (دسته 15)، هدف I_F=8mA برای حاشیه ایمنی. R = (5 - 2.7) / 0.008 = 287.5Ω. یک مقاومت استاندارد 270Ω یا 300Ω مناسب خواهد بود. همیشه جریان را با V_Fواقعی دسته خاص خود تأیید کنید.

9.2 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت و با استفاده از منبع جریان ثابت راه‌اندازی کنم؟

بله، یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی حداکثر 10mA (پیوسته) جایگزین عالی‌ای برای مقاومت سری است و عملکرد پایدارتری در برابر تغییرات ولتاژ و دما ارائه می‌دهد.

9.3 چگونه کدهای دسته‌بندی رنگی (1-6) را تفسیر کنم؟

کدهای دسته‌بندی (1-6) نشان‌دهنده مناطق خاصی در نمودار فضای رنگ CIE 1931 هستند که توسط چهار جفت مختصات (x,y) تعریف شده‌اند. این دسته‌ها اطمینان می‌دهند که نور سفید منتشر شده در یک محدوده رنگ کنترل شده قرار می‌گیرد. برای اکثر کاربردهای عمومی، هر دسته‌ای در محدوده مشخص شده قابل قبول است. برای کاربردهای نیازمند تطبیق دقیق رنگ (مانند نورهای پس‌زمینه چند LED)، مشخص کردن یک دسته واحد یا دسته‌های مجاور ضروری است.

10. مثال کاربردی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک دستگاه پزشکی قابل حمل.

دستگاه نیازمند LEDهای سفید کوچک، قابل اطمینان و با رنگ یکنواخت برای نور پس‌زمینه چندین کلید غشایی و نشان دادن وضعیت برق/وضعیت دارد. LED مدل 15-11 به دلیل اندازه مینیاتوری خود انتخاب شده است که امکان قرارگیری فشرده روی یک PCB شلوغ را فراهم می‌کند. طراح دسته R را برای روشنایی بالاتر و دسته 16 را برای ولتاژ مستقیم مشخص می‌کند تا محاسبه مقاومت محدودکننده جریان واحد برای همه LEDهایی که به صورت موازی از یک خط 3.3V تغذیه می‌شوند ساده شود. LEDها بر اساس نقشه بسته‌بندی روی طرح PCB قرار می‌گیرند و اطمینان حاصل می‌شود که علامت کاتد با پد تعیین شده تراز است. کارخانه مونتاژ از پروفیل رفلو ارائه شده استفاده می‌کند. محصول نهایی از یک رابط تمیز و یکنواخت روشن با حداقل مصرف فضای برد بهره می‌برد.

11. اصل عملکرد

این LED یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی است. این قطعه با استفاده از ماده تراشه InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) ساخته شده است که برای تولید نور در طیف آبی تا سبز شناخته شده است. برای دستیابی به نور سفید، تراشه با یک رزین پخش‌شونده پر از فسفر زرد پوشش داده می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در داخل پیوندگاه نیمه‌هادی InGaN بازترکیب شده و نور آبی ساطع می‌کنند. این نور آبی سپس فسفر زرد را برانگیخته کرده که نور زرد را مجدداً ساطع می‌کند. ترکیب نور آبی و زرد توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود. رزین پخش‌شونده به پراکندگی نور کمک کرده و در زاویه دید وسیع 140 درجه‌ای نقش دارد.

12. روندها و زمینه صنعت

LED مدل 15-11 نمایانگر روندهای جاری در صنعت اپتوالکترونیک به سمت مینیاتوری‌سازی، افزایش کارایی و بهبود قابلیت اطمینان است. حرکت به سمت انطباق با لحیم‌کاری بدون سرب و مواد بدون هالوژن (Br <900ppm, Cl <900ppm) با مقررات زیست‌محیطی جهانی مانند RoHS، REACH و ابتکارات مختلف سبز همسو است. ادغام حفاظت پایه ESD (2000V HBM) حتی در قطعات سیگنال کوچک نیز در حال تبدیل شدن به استاندارد است تا بازده و استحکام در محیط‌های تولید اتوماتیک بهبود یابد. سیستم‌های دسته‌بندی دقیق، تمرکز صنعت بر ارائه عملکرد قابل پیش‌بینی برای کاربردهای حجیم و حساس به کیفیت را منعکس می‌کنند و فراتر از قطعات عملکردی ساده به سمت منابع نور مهندسی‌شده حرکت می‌کنند.