دیتاشیت فنی LED دو رنگ LTST-S115KETBKT - نصب سطحی - نگاه از بغل

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک ال‌ای‌دی نصب سطحی (SMD) دو رنگ با قابلیت نگاه از بغل را ارائه می‌دهد. این قطعه برای مونتاژ خودکار بر روی برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده و برای کاربردهایی که محدودیت فضا یک عامل حیاتی است مناسب می‌باشد. این ال‌ای‌دی دو تراشه نیمه‌هادی مجزا را در یک پکیج واحد ادغام کرده است: یکی در طیف قرمز و دیگری در طیف آبی نور ساطع می‌کند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این ال‌ای‌دی شامل ابعاد بسیار کوچک، سازگاری با تجهیزات اتوماتیک پیک و پلیس و مناسب بودن برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) است. این قطعه از مواد بدون سرب (مطابق با استاندارد ROHS) ساخته شده و دارای پایه‌های قلع‌کاری شده برای بهبود قابلیت لحیم‌کاری است. این دستگاه از مواد نیمه‌هادی پیشرفته استفاده می‌کند: AlInGaP برای ساطع‌کننده قرمز و InGaN برای ساطع‌کننده آبی که به دلیل بازدهی و روشنایی بالا شناخته شده‌اند.

کاربردهای هدف آن طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی را در بر می‌گیرد. این قطعه به ویژه برای نشانگر وضعیت، نور پس‌زمینه صفحه کلید یا کی‌پد، روشنایی نمادها و ادغام در نمایشگرهای کوچک در دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها، تجهیزات شبکه، لوازم خانگی و سیستم‌های مختلف اتوماسیون اداری بسیار مناسب است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. کارکردن ال‌ای‌دی در شرایطی که از این مقادیر تجاوز کند توصیه نمی‌شود.

• توان اتلافی (Pd):حداکثر توان مجازی که می‌تواند به صورت گرما تلف شود. تراشه قرمز برای 62.5 میلی‌وات و تراشه آبی برای 76 میلی‌وات رتبه‌بندی شده است. تجاوز از این حد خطر تخریب حرارتی را به همراه دارد.
• جریان مستقیم:دو حد جریان مشخص شده است.جریان مستقیم پیوسته (IF)حداکثر جریان پیوسته است: 25 میلی‌آمپر برای تراشه قرمز و 20 میلی‌آمپر برای تراشه آبی.جریان مستقیم پیکیک جریان پالسی بالاتر است (60 میلی‌آمپر برای قرمز، 100 میلی‌آمپر برای آبی) که فقط تحت شرایط خاص (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) و برای مدت زمان کوتاه مجاز است.
• محدوده‌های دمایی:این دستگاه برای کار در محدوده دمای محیط (Ta) بین 20- درجه سلسیوس تا 80+ درجه سلسیوس طراحی شده است. دمای نگهداری باید بین 30- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس باشد.
• شرایط لحیم‌کاری:این قطعه می‌تواند دمای پیک لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز تا 260 درجه سلسیوس را حداکثر به مدت 10 ثانیه تحمل کند که این مقدار استاندارد فرآیندهای مونتاژ بدون سرب است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این پارامترها عملکرد معمول دستگاه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv):این پارامتر معیاری برای روشنایی درک شده نور ساطع شده است. برای تراشه قرمز، شدت نور از حداقل 45.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 180.0 میلی‌کاندلا متغیر است. برای تراشه آبی، این محدوده از 28.0 میلی‌کاندلا تا 112.0 میلی‌کاندلا است. مقدار واقعی برای یک واحد خاص توسط رتبه دسته‌بندی (بین) آن تعیین می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2):به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور نصف شدت اندازه‌گیری شده روی محور مرکزی است. این ال‌ای‌دی دارای زاویه دید بسیار وسیع 130 درجه برای هر دو رنگ است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به دید گسترده دارند مناسب می‌سازد.
• پارامترهای طول موج: طول موج تابش پیک (λP)طول موجی است که در آن توان خروجی نوری در بیشترین مقدار خود است (معمولاً 631 نانومتر برای قرمز، 468 نانومتر برای آبی).طول موج غالب (λd)طول موج واحدی است که به بهترین شکل نمایانگر رنگ درک شده است، با محدوده‌های حداقل/معمول/حداکثر مشخص (مثلاً 635-615 نانومتر برای قرمز).عرض نیم‌خط طیفی (Δλ)عرض طیف در نصف توان پیک است، معمولاً 15 نانومتر برای قرمز و 20 نانومتر برای آبی که نشان‌دهنده خلوص رنگ است.
• ولتاژ مستقیم (VF):افت ولتاژ دو سر ال‌ای‌دی هنگام کار در جریان مشخص شده. تراشه قرمز دارای محدوده VF از 1.6 ولت تا 2.4 ولت است، در حالی که تراشه آبی در 20 میلی‌آمپر محدوده بالاتری از 2.7 ولت تا 3.9 ولت دارد. این تفاوت به دلیل اختلاف انرژی گاف نواری مواد AlInGaP و InGaN است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر جریان نشتی هنگامی که یک ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال می‌شود. برای هر دو تراشه حداکثر 10 میکروآمپر مشخص شده است. دیتاشیت به صراحت هشدار می‌دهد که این دستگاه برای کار در جهت معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات در تولید، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس عملکرد در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی با مشخصات کاملاً کنترل شده را انتخاب کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور (Iv)

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر گروه‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای یک مقدار حداقل و حداکثر است، با تلرانس 15%± درون هر دسته.

• دسته‌های تراشه قرمز:P (45.0-71.0 میلی‌کاندلا)، Q (71.0-112.0 میلی‌کاندلا)، R (112.0-180.0 میلی‌کاندلا).
• دسته‌های تراشه آبی:N (28.0-45.0 میلی‌کاندلا)، P (45.0-71.0 میلی‌کاندلا)، Q (71.0-112.0 میلی‌کاندلا).

3.2 دسته‌بندی فام (طول موج غالب)

فقط برای تراشه آبی، یک دسته‌بندی اضافی بر اساس طول موج غالب برای کنترل سایه رنگ آبی انجام می‌شود.

• دسته‌های طول موج تراشه آبی:AC (470-465 نانومتر)، AD (475-470 نانومتر). تلرانس برای هر دسته 1 نانومتر ± است که کنترل رنگ بسیار دقیقی را تضمین می‌کند.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج و تخصیص پایه‌ها

این ال‌ای‌دی مطابق با طرح استاندارد پکیج EIA است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر و با تلرانس استاندارد 0.1± میلی‌متر است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. پکیج از نوع نگاه از بغل است، به این معنی که نور اصلی از کناره قطعه، نه از بالای آن ساطع می‌شود. این موضوع برای کاربردهای نور پس‌زمینه که نور باید به صورت جانبی هدایت شود، حیاتی است.

تخصیص پایه‌ها به وضوح تعریف شده است: کاتد 1 (C1) به آند تراشه آبی متصل است (پیکربندی آند مشترک مورد نظر است، اما دیتاشیت تخصیص پایه برای تراشه‌ها را مشخص می‌کند). کاتد 2 (C2) به تراشه قرمز متصل است. در طول مونتاژ باید قطبیت صحیح رعایت شود.

4.2 پد اتصال PCB و جهت لحیم‌کاری توصیه شده

دیتاشیت شامل نموداری است که طرح توصیه شده پد مسی روی PCB را نشان می‌دهد. پیروی از این طرح برای دستیابی به اتصال لحیم قابل اعتماد، تراز صحیح و اتلاف حرارت مؤثر در طول فرآیند ریفلو ضروری است. نمودار همچنین جهت صحیح قرارگیری ال‌ای‌دی روی نوار (تِیپ) نسبت به PCB برای مونتاژ خودکار را نشان می‌دهد.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو IR

برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب، یک پروفایل حرارتی خاص توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل ناحیه پیش‌گرم (200-150 درجه سلسیوس)، حداکثر زمان پیش‌گرم 120 ثانیه، حداکثر دمای بدنه نباید از 260 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان در این دمای پیک حداکثر به 10 ثانیه محدود شده است. این ال‌ای‌دی نباید تحت بیش از دو چرخه ریفلو در این شرایط قرار گیرد.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت به کار رود. دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس با پایه ال‌ای‌دی باید حداکثر به 3 ثانیه محدود شود. لحیم‌کاری دستی باید فقط یک بار برای هر دستگاه انجام شود.

5.3 تمیزکاری

فقط باید از مواد شوینده مشخص شده استفاده شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به پکیج ال‌ای‌دی آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، روش توصیه شده غوطه‌ور کردن ال‌ای‌دی در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه است.

6. احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

6.1 شرایط نگهداری

نگهداری صحیح برای حفظ قابلیت لحیم‌کاری و جلوگیری از آسیب ناشی از رطوبت (پاپ‌کورنینگ) در طول ریفلو حیاتی است.

• بسته‌بندی مهر و موم شده:ال‌ای‌دی‌ها در کیسه ضد رطوبت اصلی خود همراه با جاذب رطوبت باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% نگهداری شوند. عمر مفید در این شرایط یک سال است.
• بسته‌بندی باز شده:پس از باز کردن کیسه محافظ رطوبت، محیط نگهداری باید کنترل شده‌تر باشد: ≤30°C و ≤60% RH. قطعات خارج شده از کیسه مهر و موم شده باید ظرف یک هفته ریفلو شوند.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):برای نگهداری بیش از یک هفته، ال‌ای‌دی‌ها باید در یک ظرف دربسته همراه با جاذب رطوبت یا در یک خشک‌کن پُر شده با نیتروژن قرار داده شوند. اگر بیش از یک هفته به صورت باز نگهداری شده‌اند، قبل از فرآیند لحیم‌کاری، پخت (بِیک‌اوت) در دمای تقریبی 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت برای خارج کردن رطوبت جذب شده اجباری است.

6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این ال‌ای‌دی به تخلیه الکترواستاتیک و موج‌های ولتاژ حساس است. در طول جابجایی و مونتاژ باید احتیاط‌های مناسب ESD رعایت شود. این موارد شامل استفاده از دستبندهای اتصال به زمین، دستکش‌های ضد استاتیک و اطمینان از اتصال صحیح تمام تجهیزات و ایستگاه‌های کاری به زمین است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

ال‌ای‌دی‌ها برای مونتاژ خودکار بسته‌بندی شده عرضه می‌شوند. آن‌ها بر روی نوار حامل برجسته به عرض 8 میلی‌متر نصب شده‌اند. این نوار بر روی قرقره‌های استاندارد با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است. هر قرقره کامل حاوی 3000 قطعه است. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، حداقل تعداد بسته‌بندی برای دسته‌های باقیمانده 500 قطعه اعمال می‌شود. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.

7.2 ابعاد و ویژگی‌های قرقره

نقشه‌های مکانیکی دقیق برای قرقره و نوار ارائه شده است. ویژگی‌های کلیدی شامل موارد زیر است: جیب‌های خالی قطعات روی نوار با یک نوار پوشش بالا مهر و موم شده‌اند تا از قطعات محافظت کنند، و حداکثر تعداد مجاز قطعات مفقود متوالی روی یک قرقره دو عدد است که ثبات عرضه برای ماشین‌های پیک و پلیس را تضمین می‌کند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

هنگام طراحی مدار درایو، باید الزامات مختلف ولتاژ مستقیم (VF) تراشه‌های قرمز و آبی در نظر گرفته شود. یک مقاومت سری ساده برای هر کانال رنگی رایج‌ترین روش برای محدود کردن جریان است. مقدار مقاومت (R) با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود: R = (Vcc - VF_LED) / I_F، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF_LED ولتاژ مستقیم تراشه خاص (برای طراحی محافظه‌کارانه از حداکثر مقدار دیتاشیت استفاده کنید) و I_F جریان مستقیم مورد نظر است (نباید از رتبه DC تجاوز کند). به دلیل اختلاف ولتاژ، مقدار مقاومت برای کانال آبی معمولاً با مقدار مقاومت کانال قرمز متفاوت خواهد بود، حتی اگر جریان یکسانی مورد نظر باشد.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان کم است، اما طراحی حرارتی مناسب روی PCB به قابلیت اطمینان طولانی‌مدت کمک می‌کند. اطمینان از استفاده از طرح پد لحیم توصیه شده به اتلاف حرارت از پیوندگاه (جانکشن) ال‌ای‌دی به داخل PCB کمک می‌کند. کارکردن ال‌ای‌دی در یا نزدیک حداکثر رتبه جریان خود در یک محیط با دمای محیط بالا باید اجتناب شود، زیرا این کار دمای پیوندگاه را به سمت حد خود سوق می‌دهد.

8.3 طراحی نوری

پروفایل تابش نگاه از بغل برای کاربردهایی ایده‌آل است که نور نیاز دارد به یک راه‌نور (لایت‌گاید) کوپل شود، یک پانل را از لبه روشن کند یا وضعیت را از کنار یک دستگاه نشان دهد. طراحان هنگام طراحی لوله‌های نوری یا روزنه‌ها باید زاویه دید 130 درجه را در نظر بگیرند تا اطمینان حاصل کنند که الگوی روشنایی مورد نظر حاصل می‌شود.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم تراشه‌های قرمز و آبی را همزمان در حداکثر جریان DC خود (25mA و 20mA) راه‌اندازی کنم؟

پ: دیتاشیت رتبه‌بندی برای هر تراشه را ارائه می‌دهد. اتلاف توان و محدودیت‌های حرارتی برای گرمای ترکیبی تولید شده باید در نظر گرفته شود. به طور کلی اگر توان کل (Vf_red * 25mA + Vf_blue * 20mA) در محدوده توانایی اتلاف حرارتی کلی پکیج باشد، ایمن است، اما کارکرد همزمان در حداکثر مقادیر مطلق باید به دقت ارزیابی شود، به ویژه در دمای محیط بالا.

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پ: طول موج پیک (λP) یک اندازه‌گیری فیزیکی از بالاترین نقطه طیف است. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبه شده از رنگ‌سنجی است که بهترین تطابق را با درک چشم انسان از رنگ دارد. λd برای کاربردهایی که ظاهر رنگ خاصی حیاتی است، مرتبط‌تر است.

س: جریان معکوس در 5 ولت مشخص شده است. آیا می‌توانم از این ال‌ای‌دی در یک مدار AC یا با محافظت قطبیت معکوس استفاده کنم؟

پ: خیر. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که این دستگاه برای کار در جهت معکوس طراحی نشده است. آزمایش 5 ولت فقط برای تأیید کیفیت است. اعمال یک ولتاژ معکوس پیوسته، حتی زیر 5 ولت، توصیه نمی‌شود و ممکن است به ال‌ای‌دی آسیب برساند. برای درایو AC یا دو قطبی، محافظت خارجی، مانند یک دیود موازی، مورد نیاز خواهد بود.

س: چگونه دسته (بین) مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟

پ: دسته شدت نور (Iv) را بر اساس سطح روشنایی مورد نیاز و نیاز به ثبات بین واحدها انتخاب کنید. برای ال‌ای‌دی آبی، اگر ثبات رنگ از اهمیت بالایی برخوردار است، دسته طول موج (فام) را نیز انتخاب کنید. استفاده از یک دسته محدودتر (مثلاً Q برای شدت) ممکن است هزینه را افزایش دهد اما عملکرد یکنواخت‌تری را در سراسر تولید شما تضمین می‌کند.