دیتاشیت LED SMD مدل 19-21/T1D-CPQTY/3T - ابعاد 1.9x2.1 میلی‌متر - حداکثر ولتاژ 3.0 - توان 40 میلی‌وات - نور سفید خالص - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال‌ایدی SMD مدل 19-21 یک قطعه نصب‌سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن که نیاز به عملکرد قابل‌اعتماد نشانگر یا نور پس‌زمینه دارند، طراحی شده است. مزیت اصلی آن در مقایسه با ال‌ایدی‌های سنتی دارای پایه، کاهش چشمگیر فضای اشغالی است که امکان تراکم بیشتر روی بردهای مدار چاپی (PCB)، کاهش فضای ذخیره‌سازی و در نهایت کمک به کوچک‌سازی تجهیزات نهایی را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن، آن را برای کاربردهای قابل حمل و با محدودیت فضا ایده‌آل می‌سازد.

این ال‌ایدی از نوع تک‌رنگ بوده و نور سفید خالص ساطع می‌کند و با رزین پخش‌کننده زرد رنگ ساخته شده است. این محصول کاملاً با استانداردهای زیست‌محیطی و تولیدی روز مطابقت دارد: فاقد سرب (Pb-free)، مطابق با RoHS، مطابق با REACH اتحادیه اروپا و فاقد هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). محصول بر روی نوار 8 میلی‌متری و قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که آن را کاملاً با تجهیزات مونتاژ خودکار Pick-and-Place و فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری رفلو (مادون قرمز یا فاز بخار) سازگار می‌کند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. کارکرد در این محدوده یا فراتر از آن توصیه نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند (junction breakdown) شود.
• جریان مستقیم (IF):10 میلی‌آمپر. حداکثر جریان DC پیوسته توصیه شده برای کارکرد قابل اطمینان.
• جریان مستقیم پیک (IFP):40 میلی‌آمپر در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز. این رتبه‌بندی امکان پالس‌های کوتاه جریان بالاتر را فراهم می‌کند که در طرح‌های مالتی‌پلکسینگ مفید است، اما باید تلفات توان متوسط مدیریت شود.
• تلفات توان (Pd):40 میلی‌وات. حداکثر توانی که بسته‌بندی در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد می‌تواند تلف کند، که به صورت VF * IF محاسبه می‌شود.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM):150 ولت. این رتبه‌بندی مدل بدن انسان نشان‌دهنده سطح متوسطی از حساسیت به ESD است؛ رعایت روش‌های صحیح حمل و نقل ضروری است.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد (کارکرد) و 40- درجه تا 90+ درجه سانتی‌گراد (ذخیره‌سازی). این محدوده وسیع، عملکرد در محیط‌های سخت را تضمین می‌کند.
• دمای لحیم‌کاری:پروفیل رفلو با پیک حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 10 ثانیه؛ لحیم‌کاری دستی در 350 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند و عملکرد پایه را ارائه می‌دهند.

• شدت نور (Iv):از حداقل 45.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 112.0 میلی‌کاندلا متغیر است و یک مقدار معمول نیز ارائه شده است. تلرانس ±11% اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2):زاویه دید وسیع معمول 110 درجه، مشخصه بسته‌بندی ال‌ایدی پخش‌کننده.
• ولتاژ مستقیم (VF):در جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر از 2.60 ولت تا 3.00 ولت متغیر است، با تلرانس ±0.05 ولت. این پارامتر برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 50 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این آزمایش صرفاً برای مشخص‌سازی نشتی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، ال‌ایدی‌ها در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دو دسته بر اساس حداقل شدت نور در جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند:

• کد دسته P:45 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 72 میلی‌کاندلا (حداکثر).
• کد دسته Q:72 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 112 میلی‌کاندلا (حداکثر).

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

چهار دسته برای ولتاژ مستقیم در جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند:

• کد دسته 28:2.6 ولت تا 2.7 ولت
• کد دسته 29:2.7 ولت تا 2.8 ولت
• کد دسته 30:2.8 ولت تا 2.9 ولت
• کد دسته 31:2.9 ولت تا 3.0 ولت

3.3 دسته‌بندی مختصات رنگی

نقطه رنگ سفید در محدوده‌های خاصی روی نمودار رنگی CIE 1931 کنترل می‌شود که توسط چهار دسته چهارضلعی (کدهای 1 تا 4) با تلرانس ±0.01 تعریف شده‌اند. مختصات ارائه شده گوشه‌های هر دسته را تعریف می‌کند و اطمینان می‌دهد که نور سفید ساطع شده در فضای رنگی قابل پیش‌بینی قرار می‌گیرد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمولی، بینشی از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:رابطه غیرخطی بین جریان درایو و خروجی نور را نشان می‌دهد. شدت نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در سطوح بالاتر به اشباع برسد.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:ضریب دمایی منفی خروجی نور را نشان می‌دهد. شدت نور معمولاً با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد.
• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV):رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای درک مقاومت دینامیک و نیاز به تنظیم جریان حیاتی است.
• منحنی کاهش جریان مستقیم:حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط مشخص می‌کند تا اطمینان حاصل شود که رتبه تلفات توان (Pd) تجاوز نمی‌کند.
• توزیع طیف:توزیع توان طیفی نور سفید را به تصویر می‌کشد که معمولاً یک پیک آبی از ال‌ایدی به همراه انتشار گسترده‌تر زرد از فسفر را نشان می‌دهد.
• نمودار تابش:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را به صورت بصری نشان می‌دهد و زاویه دید 110 درجه را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این ال‌ایدی دارای یک بسته‌بندی SMD فشرده با ابعاد اسمی است. کاتد توسط یک علامت خاص روی بدنه بسته‌بندی شناسایی می‌شود. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. طول، عرض و ارتفاع دقیق در نقشه ابعادی تعریف شده است.

5.2 شناسایی قطبیت

علامت‌گذاری واضح کاتد روی بسته‌بندی ارائه شده است تا جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ برد مدار چاپی تضمین شود. قطبیت نادرست مانع روشن شدن ال‌ایدی شده و ممکن است آن را در معرض تنش ولتاژ معکوس قرار دهد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط لحیم‌کاری

یک پروفیل لحیم‌کاری رفلو فاقد سرب توصیه می‌شود: پیش‌گرمایش بین 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60 تا 120 ثانیه، زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد (نقطه ذوب) 60 تا 150 ثانیه، با حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 10 ثانیه. حداکثر نرخ افزایش دما 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه و نرخ کاهش دما 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه است. لحیم‌کاری رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود. از اعمال تنش مکانیکی روی ال‌ایدی در حین گرمایش خودداری کرده و پس از لحیم‌کاری برد را خم نکنید.

6.2 احتیاط‌های نگهداری و حمل و نقل

ال‌ایدی‌ها به رطوبت حساس هستند (MSL). احتیاط‌های کلیدی شامل موارد زیر است:

• نگهداری:کیسه ضد رطوبت را تا زمان آمادگی برای استفاده باز نکنید. کیسه‌های بازنشده را در جای خنک و خشک نگهداری کنید.
• زمان ماندگاری در محیط کار (Floor Life):پس از باز کردن، در صورت نگهداری در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60%، ظرف 168 ساعت (7 روز) استفاده کنید. در غیر این صورت، به مدت 24 ساعت در دمای 60±5 درجه سانتی‌گراد بازپخت (بیک) کرده و مجدداً بسته‌بندی کنید.
• محافظت در برابر ESD:این قطعه دارای رتبه ESD مدل بدن انسان 150 ولت است که استفاده از ایستگاه‌های کاری و روش‌های حمل و نقل ایمن در برابر ESD را ضروری می‌سازد.
• محدود کردن جریان:استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری است. مشخصه نمایی IV ال‌ایدی به این معنی است که یک تغییر کوچک در ولتاژ باعث تغییر بزرگی در جریان می‌شود که بدون تنظیم جریان مناسب می‌تواند منجر به سوختن فوری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

محصول در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت متشکل از موارد زیر عرضه می‌شود:

• نوار حامل (Carrier Tape):عرض 8 میلی‌متر، بارگیری شده روی...
• قرقره (Reel):قطر 7 اینچ. مقدار بارگیری استاندارد 3000 عدد در هر قرقره است.
• کیسه ضد رطوبت:کیسه آلومینیومی حاوی قرقره، به همراه یک جاذب رطوبت (دسیکانت) و کارت نشانگر رطوبت.

ابعاد دقیق قرقره و نوار حامل با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر ارائه شده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل کدهایی برای ردیابی و مشخصات است:

• CPN (شماره محصول مشتری)
• P/N (شماره محصول)
• QTY (تعداد بسته‌بندی)
• CAT (رتبه شدت نور، مثلاً P یا Q)
• HUE (رتبه مختصات رنگی و طول موج غالب، مثلاً 1-4)
• REF (رتبه ولتاژ مستقیم، مثلاً 28-31)
• LOT No (شماره دسته برای ردیابی)

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نور پس‌زمینه:ایده‌آل برای نشانگرهای داشبورد، روشنایی کلیدها و نور پس‌زمینه تخت برای LCDها و نمادها.
• تجهیزات مخابراتی:نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تلفن‌ها و فکس‌ها.
• نشانگر عمومی:هر کاربرد دیگری که نیاز به یک منبع نور سفید فشرده و قابل اطمینان دارد.

8.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از فرمول R = (ولتاژ منبع - VF) / IF محاسبه کنید، که در آن VF باید از حداکثر مقدار دسته (مثلاً 3.0 ولت) برای یک طراحی ایمن انتخاب شود.
• مدیریت حرارتی:اگرچه توان پایین است، اما در صورت کارکرد در دمای محیط بالا یا نزدیک به جریان حداکثر، مطابق منحنی کاهش جریان، از مساحت کافی مس روی PCB یا ویای‌های حرارتی اطمینان حاصل کنید.
• طراحی نوری:زاویه دید 110 درجه و رزین پخش‌کننده، یک الگوی انتشار نرم و وسیع مناسب برای مشاهده مستقیم یا راهنماهای نور فراهم می‌کنند.

9. مقایسه و تمایز فنی

تمایز اصلی ال‌ایدی 19-21 در تعادل آن بین اندازه، عملکرد و قابلیت اطمینان نهفته است. در مقایسه با ال‌ایدی‌های SMD بزرگتر (مانند 3528)، صرفه‌جویی فضایی قابل توجهی ارائه می‌دهد. در مقایسه با بسته‌بندی‌های کوچک‌مقیاس تراشه (chip-scale)، با استفاده از فرآیندهای استاندارد SMT، حمل و نقل و لحیم‌کاری آن آسان‌تر است. ساختار دسته‌بندی خاص آن برای شدت نور، ولتاژ و رنگ، امکان طراحی سیستم دقیق‌تر و ثبات بهتر در تولید انبوه را در مقایسه با گزینه‌های بدون دسته‌بندی یا با دسته‌بندی شل فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 چرا استفاده از مقاومت محدودکننده جریان اجباری است؟

ولتاژ مستقیم ال‌ایدی دارای ضریب دمایی منفی و واریانس تولیدی (دسته‌های 28-31) است. یک منبع ولتاژ ثابت که مستقیماً متصل شود، باعث جریان کنترل‌نشده شده و به سرعت از حد حداکثر مطلق 10 میلی‌آمپر فراتر رفته و قطعه را از بین می‌برد. مقاومت سری یک روش خطی ساده برای تنظیم جریان فراهم می‌کند.

10.2 آیا می‌توانم این ال‌ایدی را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

بله، اما استفاده از یک مقاومت سری ضروری است. به عنوان مثال، برای هدف جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر با بدترین حالت ولتاژ مستقیم 3.0 ولت: R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 اهم. یک مقاومت استاندارد 390 یا 430 اهم مناسب خواهد بود. همیشه جریان واقعی را در شرایط کارکرد تأیید کنید.

10.3 زمان ماندگاری 168 ساعته در محیط کار به چه معناست؟

این حداکثر زمانی است که ال‌ایدی پس از باز شدن کیسه ضد رطوبت می‌تواند در شرایط محیطی کارخانه (≤30°C/60% RH) قرار گیرد قبل از اینکه جذب رطوبت ممکن است در حین لحیم‌کاری رفلو باعث آسیب (\"پاپ کورنینگ\") شود. اگر این زمان تجاوز شود، یک بازپخت 24 ساعته در دمای 60 درجه سانتی‌گراد برای حذف رطوبت مورد نیاز است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با روشنایی یکنواخت.برای اطمینان از ثبات بصری در بین چندین ال‌ایدی روی یک پنل، هنگام سفارش، الزامات دسته‌بندی دقیق‌تری را مشخص کنید. به عنوان مثال، درخواست تمام ال‌ایدی‌ها از دسته Q (شدت نور بالاتر) و دسته 29 (ولتاژ مستقیم 2.7-2.8 ولت) کنید. استفاده از یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 5 میلی‌آمپر به جای منبع ولتاژ + مقاومت، تغییرات روشنایی ناشی از تفاوت‌های کوچک در ولتاژ مستقیم در سرتاسر دسته را بیشتر به حداقل می‌رساند و منجر به ظاهری کاملاً یکنواخت می‌شود.

12. مقدمه‌ای بر اصل کار

این یک ال‌ایدی سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک تراشه نیمه‌هادی است که معمولاً از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) ساخته شده و در بایاس مستقیم نور آبی ساطع می‌کند (الکترون‌ها و حفره‌ها در پیوند PN بازترکیب می‌شوند). این نور آبی، پوشش فسفر زرد (YAG:Ce) در داخل بسته‌بندی را برانگیخته می‌کند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و انتشار زرد طیف گسترده از فسفر، منجر به درک نور سفید توسط چشم انسان می‌شود. رزین پخش‌کننده زرد به پراکندگی نور کمک کرده و زاویه دید وسیع را ایجاد می‌کند.

13. روندهای فناوری

روند در ال‌ایدی‌های نشانگر SMD به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای ال‌ایدی‌های سفید و حتی اندازه بسته‌بندی کوچک‌تر در حالی که عملکرد حرارتی حفظ یا بهبود یابد، ادامه دارد. همچنین تمرکز بر افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر تحت جریان‌های درایو بالاتر و دمای کارکرد بیشتر است. استانداردسازی دسته‌بندی و ارائه داده‌های فنی دقیق، همانطور که در این دیتاشیت مشاهده می‌شود، نشان‌دهنده حرکت صنعت به سمت قطعاتی قابل پیش‌بینی‌تر و دوستانه‌تر برای طراحی، برای تولید خودکار و انبوه است.