دیتاشیت فنی سری 67-21 LED نمای بالا - بسته‌بندی PLCC-2 - ابعاد 2.0x1.25x1.1mm - حداکثر 2.35 ولت - 50 میلی‌آمپر - نارنجی ملایم

1. مرور کلی محصول

سری 67-21 خانواده‌ای از LEDهای نمای بالا است که در یک بسته‌بندی فشرده PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) قرار گرفته‌اند. این قطعه با بدنه سفید و لنز پنجره شفاف و بی‌رنگ مشخص می‌شود. یک ویژگی طراحی کلیدی، رفلکتور داخلی یکپارچه درون بسته‌بندی است که به منظور بهینه‌سازی کوپلینگ نور و بازده خروجی عمل می‌کند. این طراحی منجر به زاویه دید بسیار گسترده‌ای می‌شود که LED را به طور استثنایی برای کاربردهای استفاده‌کننده از لایت پایپ یا نیازمند الگوهای روشنایی وسیع مناسب می‌سازد. نیاز جریان پیشروی پایین، جذابیت آن را برای کاربردهای حساس به مصرف توان، مانند دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل، بیشتر افزایش می‌دهد.

عملکرد اصلی این LED به عنوان نشانگر نوری یا منبع نور پس‌زمینه است. بسته‌بندی آن برای سازگاری با فرآیندهای مونتاژ مدرن و انبوه، شامل ریفلو فاز بخار، ریفلو مادون قرمز و لحیم‌کاری موجی طراحی شده است. همچنین با تجهیزات اتوماتیک برداشت و قراردادن سازگار است و بر روی نوار 8 میلی‌متری و قرقره برای مونتاژ اتوماتیک کارآمد عرضه می‌شود.

این قطعه با استفاده از مواد بدون سرب (Pb-free) ساخته شده و با دستورالعمل‌های مرتبط RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد که تضمین می‌کند استانداردهای زیست‌محیطی و نظارتی معاصر برای قطعات الکترونیکی را برآورده می‌سازد.

2. مشخصات فنی و تفسیر عینی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در زیر یا در این محدودیت‌ها تضمین نشده و باید در طراحی مدار از آن اجتناب کرد.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان پیشروی (I_F):50 میلی‌آمپر DC. جریان DC پیوسته نباید از این مقدار تجاوز کند.
• جریان پیشروی پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر. این مقدار تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10 در 1 کیلوهرتز) مجاز است.
• اتلاف توان (P_d):120 میلی‌وات. این حداکثر اتلاف توان مجاز است که به صورت V_F* I_F.
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیط برای عملکرد قابل اطمینان.
• دمای ذخیره‌سازی (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD):2000 ولت (مدل بدن انسان). رویه‌های صحیح مدیریت ESD مورد نیاز است.
• دمای لحیم‌کاری:برای ریفلو، پروفیل دمای پیک حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه مشخص شده است. برای لحیم‌کاری دستی، 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه حد مجاز است.

2.2 مشخصات الکترو-اپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سلسیوس و جریان پیشروی (I_F) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V):از حداقل 450 میلی‌کاندلا (mcd) تا حداکثر 1120 mcd متغیر است. مقدار معمول در این محدوده قرار دارد. تلرانس ±10٪ اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول). این زاویه کامل است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد و ادعای \"زاویه دید گسترده\" را تأیید می‌کند.
• طول موج پیک (λ_p):591 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):586 نانومتر تا 594 نانومتر. این طول موج رنگ درک شده (نارنجی ملایم) را تعریف می‌کند. تلرانس دقیق ±1 نانومتر مشخص شده است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). این نشان‌دهنده خلوص طیفی نور ساطع شده است.
• ولتاژ پیشروی (V_F):1.75 ولت تا 2.35 ولت در 20 میلی‌آمپر. تلرانس ±0.1 ولت است. این پارامتر برای محاسبه مقادیر مقاومت سری و اتلاف توان حیاتی است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (باین) مرتب می‌شوند.

3.1 باینینگ طول موج غالب (HUE)

ثبات رنگ را تعریف می‌کند. سری 67-21 برای نارنجی ملایم تحت کد \"F\" با چهار زیرباین گروه‌بندی شده است:

• DD1: 586 - 588 نانومتر
• DD2: 588 - 590 نانومتر
• DD3: 590 - 592 نانومتر
• DD4: 592 - 594 نانومتر

3.2 باینینگ شدت نور (CAT)

خروجی روشنایی را تعریف می‌کند. چهار باین در I_F=20 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند:

• U1: 450 - 565 mcd
• U2: 565 - 715 mcd
• V1: 715 - 900 mcd
• V2: 900 - 1120 mcd

3.3 باینینگ ولتاژ پیشروی (REF)

مشخصه الکتریکی را برای طراحی مدار آسان‌تر تعریف می‌کند. گروه \"B\" دارای سه باین در I_F=20 میلی‌آمپر است:

• 0: 1.75 - 1.95 ولت
• 1: 1.95 - 2.15 ولت
• 2: 2.15 - 2.35 ولت

ترکیب خاص (مثلاً CAT: V2, HUE: DD3, REF: 1) بر روی برچسب محصول و قرقره نشان داده می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای درک رفتار قطعه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشروی

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما به صورت خطی نیست. این به طراحان کمک می‌کند نقطه عملیاتی را انتخاب کنند که روشنایی را با بازده و تنش قطعه متعادل می‌سازد.

4.2 منحنی کاهش جریان پیشروی

این نمودار حیاتی حداکثر جریان پیشروی پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد. با افزایش دما، جریان حداکثر باید کاهش یابد تا در محدوده اتلاف توان 120 میلی‌وات باقی بماند و از گرمای بیش از حد جلوگیری کند. به عنوان مثال، در 85 درجه سلسیوس، حداکثر I_Fبه طور قابل توجهی کمتر از 50 میلی‌آمپر است.

4.3 ولتاژ پیشروی در مقابل جریان پیشروی

این منحنی IV رابطه نمایی دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ با جریان افزایش می‌یابد و این رابطه وابسته به دما است (یک منحنی در 25 درجه سلسیوس نشان داده شده است).

4.4 توزیع طیف

نمودار یک پیک منفرد را نشان می‌دهد که حول 591 نانومتر متمرکز شده است و انتشار نارنجی تک‌رنگ با پهنای باند معمول 20 نانومتر را تأیید می‌کند.

4.5 الگوی تابش

یک نمودار قطبی به صورت بصری زاویه دید گسترده 120 درجه را تأیید می‌کند و مشخصه‌های انتشار تقریباً لامبرتی را نشان می‌دهد که برای روشنایی منطقه وسیع مناسب است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

بسته‌بندی PLCC-2 دارای اندازه بدنه تقریباً 2.0 میلی‌متر (طول) در 1.25 میلی‌متر (عرض) در 1.1 میلی‌متر (ارتفاع) است. فاصله پایه‌ها 1.0 میلی‌متر است. نقشه‌های ابعادی دقیق با تلرانس‌ها (معمولاً ±0.1 میلی‌متر) برای طراحی جای پایه PCB ارائه شده است. بسته‌بندی شامل شناسایی واضح کاتد (معمولاً با یک شکاف یا علامت سبز در نقشه نشان داده می‌شود) است.

5.2 بسته‌بندی قرقره و نوار

قطعه بر روی نوار حامل 8 میلی‌متری برای مونتاژ اتوماتیک عرضه می‌شود. ابعاد قرقره استاندارد است. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد نوار حامل نگهداری و تغذیه صحیح قطعه را تضمین می‌کند.

5.3 حساسیت به رطوبت و ذخیره‌سازی

قطعات در یک کیسه آلومینیومی مقاوم در برابر رطوبت با یک ماده خشک‌کن بسته‌بندی می‌شوند تا از جذب رطوبت جلوگیری شود که برای جلوگیری از \"پاپ کورن شدن\" در طول لحیم‌کاری ریفلو حیاتی است. کیسه با اطلاعات محصول مرتبط برچسب‌گذاری شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری استاندارد SMD درجه‌بندی شده است.

• لحیم‌کاری ریفلو:پروفیل دمای پیک حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه توصیه می‌شود.
• لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، دمای نوک هویه تا 350 درجه سلسیوس می‌تواند به مدت حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه استفاده شود.
• با هر دو تکنیک ریفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار سازگار است.
• پیروی از الگوی جای پایه توصیه شده از نقشه ابعادی برای تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان و خودترازی در طول ریفلو ضروری است.

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

• داخلی خودرو:نور پس‌زمینه برای ابزارهای داشبورد، کلیدهای کنترل و نشانگرهای وضعیت.
• تجهیزات مخابراتی:نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه صفحه کلید در تلفن‌ها، فکس‌ها و سخت‌افزارهای شبکه.
• الکترونیک مصرفی:نشانگرهای برق، نور پس‌زمینه دکمه‌ها و چراغ‌های وضعیت در دستگاه‌های قابل حمل، لوازم خانگی و تجهیزات صوتی/تصویری.
• نشانگرهای پنل عمومی:هر کاربرد نیازمند یک نشانگر بصری روشن و با زاویه دید گسترده.

7.2 کاربردهای لایت پایپ

زاویه دید گسترده و کوپلینگ نور بهینه‌شده از رفلکتور داخلی، این LED را برای استفاده با لایت پایپ ایده‌آل می‌سازد. طراحی به طور کارآمد نور را از دی LED گرفته و با حداقل تلفات به داخل لایت پایپ هدایت می‌کند و امکان روشنایی روشن و یکنواخت در فاصله از محل واقعی LED را فراهم می‌کند.

7.3 ملاحظات طراحی مدار

• مقاومت محدودکننده جریان:یک مقاومت سری اجباری است. مقدار آن را با استفاده از R = (V_منبع- V_F) / I_Fمحاسبه کنید. از حداکثر V_Fاز باین یا دیتاشیت استفاده کنید تا جریان کافی تحت همه شرایط تضمین شود.
• اتلاف توان:مطمئن شوید حاصل ضرب V_F* I_Fاز 120 میلی‌وات تجاوز نمی‌کند، به ویژه در دمای محیط بالا (به منحنی کاهش مراجعه کنید).
• محافظت ESD:در صورت در معرض تماس کاربر بودن LED، محافظت ESD پایه را روی مسیرهای PCB پیاده‌سازی کنید، زیرا درجه‌بندی 2 کیلوولت HBM آن نسبتاً متوسط است.

8. تست قابلیت اطمینان

محصول تحت تست‌های استاندارد قابلیت اطمینان قرار می‌گیرد تا کیفیت و طول عمر آن تضمین شود. برنامه تست بر اساس سطح اطمینان 90٪ با LTPD (درصد معیوب قابل تحمل در هر دسته) 10٪ است. یک تست مشخص شده مقاومت لحیم‌کاری ریفلو است که در آن نمونه‌ها تحت دمای 260±5 درجه سلسیوس به مدت حداقل 5 ثانیه در 6 سیکل قرار می‌گیرند.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: برای منبع تغذیه 5 ولت از چه مقاومتی باید استفاده کنم؟

پ: با استفاده از حداکثر V_F2.35 ولت و I_Fهدف 20 میلی‌آمپر: R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω. یک مقاومت استاندارد 130Ω یا 150Ω مناسب خواهد بود. همیشه جریان واقعی را با V_F.

س: آیا می‌توانم این LED را با پین میکروکنترلر 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

پ: احتمالاً، اما بستگی به V_Fواقعی LED دارد. اگر V_Fنزدیک 2.35 ولت باشد، افت ولتاژ روی یک مقاومت محدودکننده جریان از یک منبع 3.3 ولتی بسیار کوچک خواهد بود که کنترل جریان را نادقیق و حساس به تغییرات V_Fمی‌سازد. یک باین V_Fپایین‌تر یا یک مدار درایور اختصاصی برای سیستم‌های 3.3 ولتی توصیه می‌شود.

س: دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟

پ: مانند اکثر LEDها، شدت نور با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. منحنی کاهش به طور غیرمستقیم این را با نیاز به جریان کمتر در دمای محیط بالا برای مدیریت گرما منعکس می‌کند. برای روشنایی ثابت، ممکن است مدیریت حرارتی یا فیدبک مورد نیاز باشد.

س: آیا این برای استفاده در فضای باز مناسب است؟

پ: محدوده دمای عملیاتی (40- تا 85+ درجه سلسیوس) بیشتر شرایط فضای باز را پوشش می‌دهد. با این حال، بسته‌بندی به طور خاص برای ضد آب بودن یا مقاومت در برابر UV درجه‌بندی نشده است. برای قرارگیری مستقیم در فضای باز، محافظت محیطی اضافی (پوشش محافظ، محفظه مهر و موم شده) ضروری خواهد بود.

10. مقایسه فنی و موقعیت‌یابی

سری 67-21 در بسته‌بندی PLCC-2 خود را به عنوان یک LED نشانگر همه‌کاره و مقرون به‌صرفه با تأکید قوی بر عملکرد زاویه دید گسترده معرفی می‌کند. در مقایسه با LEDهای تراشه کوچکتر (مانند 0402، 0603)، به دلیل دی بزرگتر و رفلکتور یکپارچه، خروجی نور به طور قابل توجهی بالاتر و زاویه دید گسترده‌تری ارائه می‌دهد. در مقایسه با LEDهای سنتی \"گنبدی گرد\"، پروفیل بسیار کم‌تری ارائه می‌دهد که برای دستگاه‌های الکترونیکی نازک مدرن مناسب است. وجه تمایز کلیدی آن ترکیب روشنایی خوب، زاویه دید بسیار گسترده و سازگاری با مونتاژ اتوماتیک SMT است که آن را به انتخابی همه‌کاره برای وظایف نشانگر و نور پس‌زمینه لایت پایپ که در آن روشنایی وسیع و یکنواخت مطلوب است، تبدیل می‌کند.