دیتاشیت سری 67-21 SMD LED نمای بالا - بسته‌بندی P-LCC-2 - 2.7-4.3 ولت - 25 میلی‌آمپر - سبز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

سری 67-21 خانواده‌ای از LEDهای SMD (دستگاه نصب سطحی) با نمای بالا است که برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه طراحی شده‌اند. این مدل خاص، با شناسه 67-21/GHC-BV1/2T، نور سبز درخشان ساطع می‌کند. قطعه در یک بسته‌بندی P-LCC-2 (حامل تراشه دارای پایه پلاستیکی) قرار دارد که با رزین شفاف بی‌رنگ پوشانده شده است. یک ویژگی طراحی کلیدی، وجود بازتابنده داخلی یکپارچه درون بسته‌بندی است که کوپلینگ نور را بهینه کرده و منجر به زاویه دید گسترده 120 درجه می‌شود. این مشخصه، LED را به ویژه برای استفاده با لوله‌های نوری مناسب می‌سازد که در آن‌ها انتقال کارآمد نور حیاتی است. این قطعه برای کارکرد با جریان پایین طراحی شده و انتخابی ایده‌آل برای کاربردهای حساس به مصرف توان، مانند تجهیزات الکترونیکی قابل حمل است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• بسته‌بندی:بسته‌بندی استاندارد نصب سطحی P-LCC-2.
• اپتیک:طراحی شده به عنوان نشانگر نوری با رزین شفاف بی‌رنگ برای خروجی رنگ خالص.
• زاویه دید:زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه.
• عملکرد:خروجی نور با کارایی بالا.
• مونتاژ:سازگار با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو IR.
• قابلیت اطمینان:پیش‌شرط‌سازی بر اساس استاندارد JEDEC J-STD-020D سطح 3 برای حساسیت به رطوبت.
• انطباق:محصول بدون سرب (Pb-free)، منطبق با دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا، مقررات REACH اتحادیه اروپا و بدون هالوژن (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 کاربردهای هدف

LEDهای سری 67-21 قطعاتی همه‌کاره و مناسب برای طیف گسترده‌ای از کاربردها هستند:

• خودرو:نور پس‌زمینه برای ابزارهای داشبورد و کلیدها.
• مخابرات:نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه در تلفن‌ها و فکس‌ها.
• فناوری نمایش:نور پس‌زمینه تخت برای پنل‌های LCD، کلیدها و نمادها.
• هدایت نور:به دلیل زاویه دید گسترده و کوپلینگ نور بهینه، ایده‌آل برای کاربردهای لوله نوری.
• استفاده عمومی:هر کاربرد دیگری که نیازمند یک LED نشانگر روشن و قابل اطمینان باشد.

2. تحلیل پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف شده در دیتاشیت را ارائه می‌دهد. درک این محدودیت‌ها و مشخصات برای طراحی مدار قابل اطمینان ضروری است.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. کارکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن‌ها برای مدت طولانی توصیه نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر. حداکثر جریان DC که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، فرکانس 1 کیلوهرتز). مناسب برای کارکرد پالسی کوتاه اما نه برای DC.
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات. حداکثر توانی که بسته‌بندی می‌تواند تلف کند، که به صورت V_F* I_F.
• دمای کارکرد (T_opr):40- تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیط برای کارکرد عادی.
• دمای نگهداری (T_stg):40- تا 90+ درجه سلسیوس.
• ESD (HBM):150 ولت. این یک رتبه ESD نسبتاً پایین است که نشان می‌دهد قطعه به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. رعایت روش‌های صحیح جابجایی ESD الزامی است.
• دمای لحیم‌کاری:رفلو: حداکثر دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه. لحیم‌کاری دستی: حداکثر 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه برای هر پایه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند که در جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر و دمای محیط (T_a) 25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده‌اند. آن‌ها خروجی نور و رفتار الکتریکی را در شرایط کارکرد عادی تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_v):715 میلی‌کاندلا (حداقل)، 1120 میلی‌کاندلا (حداکثر). این معیار روشنایی درک شده توسط چشم انسان است. محدوده گسترده نشان می‌دهد که قطعه دسته‌بندی شده است (به بخش 3 مراجعه کنید).
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول). زاویه‌ای که در آن شدت نور نصف شدت پیک است. ادعای زاویه دید گسترده را تأیید می‌کند.
• طول موج پیک (λ_p):518 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):523.5 نانومتر (حداقل)، 533.5 نانومتر (حداکثر). این طول موج با رنگ درک شده (سبز) مطابقت دارد و آن نیز دسته‌بندی شده است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):35 نانومتر (معمول). عرض طیف ساطع شده در نصف حداکثر توان (FWHM).
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.7 ولت (حداقل)، 4.3 ولت (حداکثر) در 20mA. افت ولتاژ دو سر LED هنگام هدایت. این محدوده مستلزم مدار محدودکننده جریان است.
• جریان معکوس (I_R):50 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V. جریان نشتی کوچک هنگامی که قطعه در بایاس معکوس قرار دارد.

تلرانس‌های پارامتر:دیتاشیت تلرانس‌های اضافی را مشخص می‌کند: شدت نور (±11%)، طول موج غالب (±1nm)، و ولتاژ مستقیم (±0.1V). این‌ها باید در سناریوهای طراحی بدترین حالت در نظر گرفته شوند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. سری 67-21 از یک سیستم دسته‌بندی دو بعدی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی طول موج غالب (رنگ)

LEDها بر اساس طول موج غالب آن‌ها گروه‌بندی می‌شوند که مستقیماً بر روی رنگ سایه سبز درک شده تأثیر می‌گذارد. دسته‌ها با برچسب B13 تا B17 مشخص شده‌اند.

• B13:523.5 نانومتر تا 525.5 نانومتر
• B14:525.5 نانومتر تا 527.5 نانومتر
• B15:527.5 نانومتر تا 529.5 نانومتر
• B16:529.5 نانومتر تا 531.5 نانومتر
• B17:531.5 نانومتر تا 533.5 نانومتر

این به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با سایه سبز بسیار خاص برای کاربردهایی که ثبات رنگ حیاتی است انتخاب کنند.

3.2 دسته‌بندی شدت نور (روشنایی)

LEDها همچنین بر اساس خروجی نور آن‌ها در 20mA مرتب می‌شوند. دسته‌ها با برچسب V1 و V2 مشخص شده‌اند.

• V1:715 میلی‌کاندلا تا 900 میلی‌کاندلا
• V2:900 میلی‌کاندلا تا 1120 میلی‌کاندلا

انتخاب دسته بالاتر (V2) نشانگرهای روشن‌تری را تضمین می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت پنل دارند، باید از LEDهای یک دسته شدت نور یکسان استفاده شود.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد P-LCC-2 قرار دارد. نقشه ابعادی دقیق، اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی الگوی لند PCB (برد مدار چاپی) را ارائه می‌دهد، از جمله اندازه بدنه، فاصله پایه‌ها و ارتفاع کلی. رعایت این ابعاد برای قرارگیری و لحیم‌کاری صحیح ضروری است. تلرانس معمول برای ابعاد نامشخص ±0.1 میلی‌متر است.

4.2 شناسایی قطبیت

به عنوان یک قطعه دو پایه، قطبیت صحیح ضروری است. نمودار نمای بالا در دیتاشیت، شناسه کاتد (معمولاً یک شکاف، نقطه سبز یا علامت دیگر روی بسته‌بندی) را نشان می‌دهد. اتصال LED در بایاس معکوس از روشن شدن آن جلوگیری می‌کند و اگر ولتاژ معکوس از 5 ولت تجاوز کند، ممکن است به قطعه آسیب برساند.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

جابجایی و لحیم‌کاری صحیح برای قابلیت اطمینان بسیار مهم است، به ویژه با توجه به سطح حساسیت به رطوبت قطعه (MSL 3).

5.1 نگهداری و جابجایی

• قطعات در کیسه‌های مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت ارسال می‌شوند.
• کیسه باید بلافاصله قبل از استفاده باز شود.
• محیط توصیه شده پس از باز کردن <30°C و <60% رطوبت نسبی است.
• اگر کارت نشانگر رطوبت، رطوبت بیش از حد را نشان دهد، قطعات باید قبل از استفاده به مدت 24 ساعت در دمای 60°C ±5°C پخته شوند.
• قطعه به ESD (150V HBM) حساس است. از ایستگاه‌های کاری و روش‌های جابجایی ایمن در برابر ESD استفاده کنید.

5.2 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

دیتاشیت یک پروفیل دمای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب دقیق ارائه می‌دهد:

• پیش‌گرمایش:150-200 درجه سلسیوس به مدت 60-120 ثانیه (نرخ افزایش دما ≤3°C/ثانیه).
• زمان بالاتر از نقطه ذوب (217°C):60-150 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سلسیوس، به مدت حداکثر 10 ثانیه نگه داشته شود.
• سرد کردن:نرخ خنک‌سازی نباید بالای 255°C از 6°C/ثانیه تجاوز کند.

نکات حیاتی:

• لحیم‌کاری رفلو نباید بیش ازدو بار.
• اجتناب از اعمال تنش مکانیکی بر روی LED در حین گرمایش و سرمایش.
• PCB پس از لحیم‌کاری تاب برندارد.

5.3 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی:

• از هویه‌ای با دمای نوک <350°C استفاده کنید.
• زمان تماس را به ≤3 ثانیه برای هر پایه محدود کنید.
• از هویه‌ای با توان نامی ≤25W استفاده کنید.
• بین لحیم‌کاری هر پایه حداقل فاصله 2 ثانیه رعایت شود تا از گرمایش بیش از حد جلوگیری شود.
• لحیم‌کاری دستی خطر آسیب حرارتی بیشتری دارد.

5.4 تعمیر و اصلاح

تعمیر پس از لحیم‌کاری LED به شدت توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب ناپذیر بودن:

• باید از یک هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پایه استفاده شود تا از اعمال تنش بر روی اتصالات لحیم جلوگیری شود.
• احتمال آسیب به مشخصات LED در حین تعمیر باید از قبل ارزیابی شود.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات بر روی نوار حامل برجسته‌دار که بر روی قرقره پیچیده شده‌اند، برای مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place عرضه می‌شوند.

• تعداد بسته‌بندی:2000 قطعه در هر قرقره.
• ابعاد دقیق جیب‌های نوار حامل، مرکز قرقره و قرقره کلی ارائه شده است تا از سازگاری با تجهیزات مونتاژ اطمینان حاصل 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 67-21/GHC-BV1/2T)
• QTY:تعداد بسته‌بندی
• CAT:رتبه شدت نور (مثلاً V1, V2)
• HUE:رتبه طول موج غالب (مثلاً B15)
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم
• LOT No:شماره دسته ساخت برای قابلیت ردیابی.

7. ملاحظات طراحی کاربردی

7.1 طراحی مدار

محدود کردن جریان الزامی است:ولتاژ مستقیم (V_F) محدوده گسترده‌ای دارد (2.7V-4.3V). یک تغییر کوچک در ولتاژ منبع می‌تواند در صورت استفاده تنها از یک مقاومت سری ساده، باعث تغییر بزرگ و بالقوه مخربی در جریان شود. برای کارکرد پایدار و طول عمر، یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان با محاسبه دقیق ضروری است. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم تقریب زد: R = (V_supply- V_F) / I_F. همیشه از حداکثر V_Fاز دیتاشیت برای طراحی بدترین حالت استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان از 25mA تجاوز نمی‌کند.

7.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده کم است (حداکثر 110mW)، حفظ دمای پیوند در محدوده مجاز برای قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار مهم است. اطمینان از مساحت کافی مس روی PCB یا وایاهای حرارتی، به ویژه اگر در دمای محیط بالا یا نزدیک به جریان حداکثر کار می‌کند.

7.3 طراحی اپتیکی برای لوله‌های نوری

زاویه دید 120 درجه و بازتابنده داخلی یکپارچه، این LED را به منبعی عالی برای لوله‌های نوری تبدیل می‌کند. برای کارایی بهینه:

• LED را تا حد امکان نزدیک به سطح ورودی لوله نوری قرار دهید.
• LED را به طور مرکزی در زیر لوله نوری تراز کنید.
• استفاده از یک سطح بازتابنده یا حفره در اطراف LED را برای جمع‌آوری و هدایت مجدد نور ساطع شده از کنار به داخل لوله در نظر بگیرید.

8. مقایسه و تمایز فنی

سری 67-21 خود را در بازار LEDهای نشانگر SMD از طریق چند ویژگی کلیدی متمایز می‌کند:

• زاویه دید گسترده در مقابل LEDهای استاندارد:بسیاری از LEDهای SMD استاندارد زاویه دیدی حدود 60-80 درجه دارند. زاویه 120 درجه سری 67-21 دید بسیار وسیع‌تری فراهم می‌کند که یک مزیت متمایز برای نشانگرهای پنل و کاربردهای لوله نوری است.
• بهینه‌سازی شده برای لوله‌های نوری:ذکر خاص "بازتابنده داخلی" برای کوپلینگ نور بهینه، یک ویژگی طراحی است که هدف آن رفع یک چالش رایج در کاربرد است و آن را از LEDهای عمومی متمایز می‌سازد.
• انطباق جامع:رعایت استانداردهای RoHS، REACH و بدون هالوژن، این قطعه را برای طیف گسترده‌ای از بازارهای جهانی و طراحی‌های با ملاحظات محیطی مناسب می‌سازد.
• دسته‌بندی دقیق:دسته‌بندی دو پارامتری (طول موج و شدت) کنترل سطح بالایی را برای طراحان بر روی ثبات رنگ و یکنواختی روشنایی در محصولاتشان فراهم می‌کند.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: چرا مقاومت محدودکننده جریان کاملاً ضروری است؟

پاسخ 1: LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. منحنی V-I آن‌ها نمایی است. بدون مقاومت، یک افزایش کوچک در ولتاژ منبع بالاتر از V_FLED باعث افزایش بسیار زیاد و کنترل‌نشده جریان می‌شود که به سرعت از حداکثر مقدار مجاز مطلق 25mA فراتر رفته و منجر به فرار حرارتی و خرابی می‌شود.

سوال 2: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

پاسخ 2: بله، اما طراحی دقیق مورد نیاز است. با استفاده از V_Fمعمول ~3.5V (بین حداقل و حداکثر)، یک منبع تغذیه 3.3V ممکن است برای بایاس مستقیم صحیح LED کافی نباشد، به ویژه برای واحدهایی که V_Fآن‌ها در انتهای بالایی محدوده (4.3V) است. توصیه می‌شود از ولتاژ منبعی استفاده کنید که حداقل 0.5-1.0 ولت بالاتر از حداکثر V_Fانتظار‌رفته باشد تا تنظیم جریان پایدار توسط مقاومت سری تضمین شود.

سوال 3: "MSL Level 3" برای فرآیند تولید من چه معنایی دارد؟

پاسخ 3: سطح حساسیت به رطوبت 3 به این معنی است که قطعه بسته‌بندی شده می‌تواند تا 168 ساعت (7 روز) پس از باز شدن کیسه مهر و موم شده، در شرایط محیط کارخانه (<30°C/60% RH) قرار گیرد قبل از آن که نیاز به پخت داشته باشد. اگر در این بازه زمانی لحیم نشود، رطوبت جذب شده در حین لحیم‌کاری رفلو بخار شده و باعث جدایش داخلی یا "پاپ کورن شدن" می‌شود که قطعه را از بین می‌برد.

سوال 4: چگونه دسته مناسب (CAT و HUE) را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟

پاسخ 4: برای کاربردهایی که چندین LED به طور همزمان قابل مشاهده هستند (مثلاً یک نوار نور وضعیت)، دسته HUE (طول موج) یکسان را انتخاب کنید تا رنگ یکسان تضمین شود. برای کاربردهایی که نیاز به سطوح روشنایی خاص دارند، دسته CAT (شدت) مناسب را انتخاب کنید. برای کاربردهای حیاتی، با تأمین‌کننده مشورت کنید تا دسته‌های دقیق مورد نیاز را مشخص کنید.

10. اصول عملکرد و روندهای فناوری

10.1 اصل عملکرد پایه

این LED یک دیود نیمه‌هادی بر پایه ماده تراشه InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج پیک نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، در طیف سبز (~518-533 نانومتر). پوشش رزین شفاف بی‌رنگ از تراشه محافظت کرده و به عنوان یک لنز عمل می‌کند و خروجی نور را شکل می‌دهد تا به زاویه دید گسترده 120 درجه دست یابد.

10.2 روندهای صنعت

توسعه LEDهای نشانگر SMD مانند سری 67-21 چندین روند کلیدی صنعت را دنبال می‌کند:

• مینیاتوری‌سازی و استانداردسازی:استفاده از بسته‌بندی‌های استاندارد مانند P-LCC-2 امکان مونتاژ اتوماتیک را فراهم کرده و فضای برد را کاهش می‌دهد.
• افزایش کارایی:بهبودهای مستمر در اپی‌تکسی نیمه‌هادی و طراحی تراشه منجر به شدت نور (mcd) بالاتر برای همان جریان ورودی می‌شود که نشانگرهای روشن‌تر یا مصرف توان پایین‌تر را ممکن می‌سازد.
• افزایش قابلیت اطمینان و انطباق:تلاش قوی‌ای برای حرکت به سمت لحیم‌کاری بدون سرب، مواد بدون هالوژن و انطباق با مقررات محیطی جهانی (RoHS, REACH) وجود دارد، همانطور که در این دیتاشیت مشهود است.
• بهینه‌سازی خاص کاربرد:به جای قطعات عمومی، LEDها به طور فزاینده‌ای با در نظر گرفتن کاربردهای خاص طراحی می‌شوند، مانند بازتابنده داخلی در این قطعه برای کارایی لوله نوری.

سلب مسئولیت و محدودیت‌های کاربرد:این محصول برای کاربردهای عمومی نشانگر و نور پس‌زمینه در نظر گرفته شده است. برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا که خرابی می‌تواند منجر به آسیب شخصی یا خسارت مالی قابل توجه شود، مانند سیستم‌های نظامی/هوافضا، سیستم‌های ایمنی خودرو (مانند چراغ ترمز، نشانگرهای ایربگ) یا تجهیزات پزشکی حیاتی طراحی یا واجد شرایط نشده است. برای چنین کاربردهایی، باید قطعاتی با صلاحیت‌ها و داده‌های قابلیت اطمینان مناسب انتخاب شوند. مشخصات و منحنی‌های معمول ارائه شده برای مرجع هستند؛ عملکرد تنها در محدوده حداکثر مقادیر مجاز مطلق و شرایط کارکرد ذکر شده تضمین می‌شود.