دیتاشیت LED دو رنگ SMD مدل LTST-E682KSTBWT - ابعاد 3.2x2.8x1.9 میلی‌متر - ولتاژ 2.4V/3.8V - توان 72mW/80mW - زرد/آبی - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

«««LTST-E682KSTBWT یک LED نوع SMD (دستگاه نصب سطحی) دو رنگ با لنز پخش‌کننده نور است. این قطعه دو چیپ نورساز مجزا را در یک پکیج استاندارد EIA ادغام کرده است: یکی در طیف زرد (AlInGaP) و دیگری در طیف آبی (InGaN). این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند راه‌حل‌های نشانگر یا نورپردازی دو رنگ و فشرده هستند. مزایای اصلی آن شامل سازگاری با تجهیزات نصب خودکار و فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون‌قرمز است که آن را برای تولید انبوه مناسب می‌سازد. محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS است و به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌شود.»»»

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

«««محدودیت‌های عملکردی دستگاه در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس تعریف شده است. برای LED زرد، حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته 30mA با اتلاف توان 72mW است. LED آبی حداکثر جریان مستقیم DC کمی پایین‌تر معادل 20mA دارد اما رتبه اتلاف توان بالاتری معادل 80mW دارد. هر دو رتبه جریان مستقیم پیک 80mA در شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms) را به اشتراک می‌گذارند. آستانه تخلیه الکترواستاتیک (ESD) به طور قابل توجهی متفاوت است: 2000V (HBM) برای چیپ زرد و 300V (HBM) برای چیپ آبی حساس‌تر. محدوده دمای کاری از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است، در حالی که محدوده دمای نگهداری می‌تواند از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس گسترش یابد.»»»

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

«««شاخص‌های کلیدی عملکرد در Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20mA اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور (Iv) برای LED زرد از حداقل 112.0 mcd تا حداکثر 355.0 mcd متغیر است. شدت نور LED آبی از 71.0 mcd تا 224.0 mcd متغیر است. هر دو LED دارای زاویه دید عریض معمولی (2θ1/2) معادل 120 درجه هستند. طول موج تابش پیک معمولی (λP) برای LED زرد 591nm با طول موج غالب (λd) 589nm و پهنای نیمه طیفی (Δλ) 15nm است. LED آبی در پیک معمولی 468nm، طول موج غالب 470nm و پهنای نیمه طیفی وسیع‌تری معادل 25nm تابش می‌کند. ولتاژ مستقیم (VF) برای LED زرد بین 1.8V و 2.4V است، در حالی که برای LED آبی بین 2.8V و 3.8V است. حداکثر جریان معکوس (IR) برای هر دو در ولتاژ معکوس (VR) 5V برابر با 10μA است.»»»

3. توضیح سیستم باینینگ

«««محصول از یک سیستم باینینگ برای دسته‌بندی LEDها بر اساس خروجی شدت نور در 20mA استفاده می‌کند. این امر ثبات در روشنایی برای دسته‌های تولیدی را تضمین می‌کند. برای LED زرد، کدهای بین از R1 (112.0-140.0 mcd) تا T1 (280.0-355.0 mcd) متغیر است. LED آبی از کدهای Q1 (71.0-90.0 mcd) تا S1 (180.0-224.0 mcd) استفاده می‌کند. یک تلرانس +/-11% به هر بین شدت نور اعمال می‌شود. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی خاص کاربردشان را برآورده می‌سازند.»»»

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

«««در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده است (مثلاً شکل 1 برای اندازه‌گیری طیفی، شکل 5 برای زاویه دید)، سند نشان می‌دهد که منحنی‌های مشخصه معمولی ارائه شده‌اند. اینها معمولاً شامل نمودارهای جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)، شدت نور در مقابل جریان مستقیم، و شدت نور در مقابل دمای محیط هستند. منحنی‌های توزیع طیفی، توان تابشی نسبی در مقابل طول موج را برای هر دو چیپ زرد و آبی نشان می‌دهند و طول موج پیک و غالب و همچنین پهنای طیفی آنها را برجسته می‌سازند. تحلیل این منحنی‌ها برای درک عملکرد در شرایط غیراستاندارد، مانند جریان‌های درایو مختلف یا دمای‌های کاری متفاوت، حیاتی است.»»»

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

«««LED در یک پکیج SMD فشرده قرار دارد. ابعاد کلیدی شامل طول بدنه 3.2mm (0.126 اینچ)، عرض 2.8mm (0.110 اینچ) و ارتفاع 1.9mm (0.075 اینچ) است. خود لنز دارای ابعاد 2.2mm در 3.5mm است. یک نقشه ابعادی در دیتاشیت ارائه شده است که تمام اندازه‌ها بر حسب میلی‌متر (اینچ) و با تلرانس عمومی ±0.2mm مگر خلاف آن مشخص شده باشد.»»»

5.2 انتساب پین‌ها و شناسایی قطبیت

«««دستگاه دارای چهار پین است. برای مدل LTST-E682KSTBWT، پین‌های 1 و 2 به کاتد و آند LED زرد اختصاص داده شده‌اند (ترتیب خاص باید از نمودار تأیید شود)، در حالی که پین‌های 3 و 4 به LED آبی اختصاص داده شده‌اند. کاتد معمولاً روی پکیج علامت‌گذاری شده است. شناسایی صحیح قطبیت برای جلوگیری از آسیب بایاس معکوس، به ویژه برای چیپ آبی که تحمل ESD پایین‌تری دارد، ضروری است.»»»

5.3 پد PCB توصیه شده برای اتصال

«««یک الگوی پد توصیه شده برای لحیم‌کاری رفلو مادون‌قرمز یا فاز بخار ارائه شده است. رعایت این طرح پد توصیه شده برای دستیابی به تشکیل صحیح اتصال لحیم، اطمینان از اتصال حرارتی و الکتریکی خوب و حفظ تراز صحیح LED روی برد، حیاتی است.»»»

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری رفلو

«««دستگاه با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون‌قرمز سازگار است. برای لحیم‌کاری بدون سرب، پروفایلی مطابق با J-STD-020B توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل دمای پیش‌گرم 150-200 درجه سلسیوس، زمان پیش‌گرم حداکثر تا 120 ثانیه، دمای پیک حداکثر 260 درجه سلسیوس و زمان بالای مایع (یا در پیک) محدود به حداکثر 10 ثانیه است. رفلو حداکثر باید دو بار انجام شود.»»»

6.2 لحیم‌کاری دستی

«««در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان لحیم‌کاری برای هر پایه باید به حداکثر 3 ثانیه محدود شود. لحیم‌کاری دستی باید فقط یک بار انجام شود.»»»

6.3 شرایط نگهداری

«««برای کیسه‌های ضد رطوبت مهر و موم شده با ماده خشک‌کن، LEDها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری و ظرف یک سال استفاده شوند. پس از باز شدن بسته‌بندی اصلی، محیط نگهداری نباید از 30°C و 60% رطوبت نسبی تجاوز کند. قطعاتی که بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گرفته‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری در دمای تقریباً 60°C به مدت حداقل 48 ساعت پخت شوند تا رطوبت زدوده شده و از "پاپ کورن شدن" در حین رفلو جلوگیری شود.»»»

6.4 تمیزکاری

«««در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های الکلی مشخص شده مانند اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل استفاده شود. LED باید در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به مواد پکیج یا لنز آسیب برسانند.»»»

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

«««LEDها بر روی ریل‌هایی به قطر 7 اینچ و بر روی نوار 8mm مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481 عرضه می‌شوند. هر ریل حاوی 2000 قطعه است. برای مقادیر کمتر از یک ریل کامل، حداقل تعداد بسته‌بندی برای باقی‌مانده‌ها 500 قطعه اعمال می‌شود. نوار از یک نوار پوششی برای مهر و موم کردن جیب‌های خالی استفاده می‌کند و حداکثر تعداد قطعات مفقوده متوالی روی یک ریل دو عدد است. شماره قطعه LTST-E682KSTBWT دستگاه را با لنز پخش‌کننده نور و چیپ‌های زرد (AlInGaP) و آبی (InGaN) مشخص می‌کند.»»»

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

«««این LED دو رنگ برای نشانگر وضعیت در الکترونیک مصرفی، تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و لوازم خانگی ایده‌آل است. می‌توان از آن برای سیگنال‌دهی حالت‌های عملیاتی مختلف (مثلاً روشن/آماده به کار، فعالیت شبکه، وضعیت شارژ) با استفاده از دو رنگ مجزا بهره برد. زاویه دید عریض آن، آن را برای نشانگرهای پنل جلویی مناسب می‌سازد.»»»

8.2 ملاحظات طراحی

«««طراحان هنگام طراحی مدار درایو باید نیازهای ولتاژ مستقیم متفاوت دو چیپ را در نظر بگیرند. باید از یک مقاومت محدودکننده جریان برای هر چیپ LED به طور مستقل استفاده شود تا جریان و روشنایی مناسب تضمین شود. تفاوت قابل توجه در حساسیت ESD (2000V در مقابل 300V HBM) نیازمند دست‌زنی دقیق و محافظت ESD در سطح برد برای LED آبی، به ویژه در حین مونتاژ و تست است. اگر در نزدیکی حداکثر رتبه‌های جریان یا در دمای محیط بالا کار می‌کند، باید مدیریت حرارتی در نظر گرفته شود.»»»

9. مقایسه و تمایز فنی

«««متمایزکننده کلیدی این قطعه، ادغام دو ماده نیمه‌هادی شیمیایی متمایز (AlInGaP و InGaN) در یک پکیج است که تابش زرد و آبی را فراهم می‌کند. در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ مجزا، این امر فضای برد را ذخیره و مونتاژ را ساده می‌کند. زاویه دید عریض 120 درجه یک مزیت مشترک برای کاربردهای نشانگر است. اختلاف در استحکام ESD بین دو چیپ، عاملی مهم در مقایسه با برخی LEDهای دو رنگ تک ماده‌ای است که ممکن است ویژگی‌های یکنواخت‌تری داشته باشند.»»»

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم هر دو LED را همزمان در حداکثر جریان DC خود راه‌اندازی کنم؟

«««پ: بدون تحلیل حرارتی دقیق، راه‌اندازی همزمان هر دو در حداکثر جریان مطلق (30mA زرد، 20mA آبی) توصیه نمی‌شود، زیرا اتلاف توان ترکیبی (152mW) ممکن است از توانایی پکیج در دفع گرما فراتر رود، به ویژه در فضاهای محدود. کاهش رتبه (دریتینگ) مطابق با دمای کاربرد توصیه می‌شود.»»»

س: چرا رتبه ESD برای LED آبی اینقدر پایین‌تر است؟

«««پ: LEDهای آبی مبتنی بر InGaN به طور کلی به دلیل خواص مواد و ساختار دستگاه، نسبت به LEDهای زرد مبتنی بر AlInGaP حساسیت بیشتری به تخلیه الکترواستاتیک دارند. این یک ویژگی رایج در صنعت است و مستلزم اقدامات کنترل ESD سخت‌گیرانه‌تر برای چیپ آبی است.»»»

س: چگونه کد بین روی سفارش را تفسیر کنم؟

«««پ: کد بین (مثلاً R1, S2) محدوده تضمین شده شدت نور برای آن دسته تولیدی را مشخص می‌کند. شما باید هنگام سفارش، کد بین مورد نظر برای زرد و آبی را مشخص کنید تا اطمینان حاصل شود که نیازهای روشنایی شما برآورده می‌شود. در صورت عدم مشخص کردن، ممکن است قطعاتی از هر بین تولیدی در محدوده کلی محصول دریافت کنید.»»»

11. مورد عملی طراحی و استفاده

«««یک دستگاه قابل حمل را در نظر بگیرید که نیازمند یک نشانگر وضعیت شارژ چند حالته است: خاموش (بدون نور)، در حال شارژ (نور آبی) و شارژ کامل (نور زرد). یک میکروکنترلر می‌تواند دو پین GPIO را کنترل کند که هر کدام از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان مناسب به آند یک چیپ LED متصل شده‌اند و کاتدها به زمین متصل هستند. مقادیر مقاومت‌ها به طور جداگانه بر اساس ولتاژ تغذیه و جریان مستقیم مورد نظر (مثلاً 15mA برای روشنایی کافی) برای هر رنگ، با در نظر گرفتن افت ولتاژ مستقیم متفاوت آنها (مثلاً 2.1V برای زرد، 3.3V برای آبی) محاسبه می‌شوند. طرح برد باید از الگوی پد توصیه شده پیروی کند و فاصله کافی از سایر قطعات تولیدکننده گرما را تضمین کند.»»»

12. معرفی اصل عملکرد

«««تابش نور در LEDها بر اساس الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ (طول موج) نور تابش شده توسط انرژی گاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. LED زرد از ترکیب فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) استفاده می‌کند که گاف باندی متناظر با نور زرد/نارنجی-قرمز دارد. LED آبی از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده می‌کند که گاف باند وسیع‌تری مناسب برای تابش آبی/سبز دارد. یک لنز پخش‌کننده نور روی چیپ‌ها قالب‌گیری شده است تا نور را پراکنده کند و یک زاویه دید عریض‌تر و یکنواخت‌تر ایجاد کند.»»»

13. روندهای فناوری

«««توسعه LEDهای SMD به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، قابلیت اطمینان افزایش یافته و اندازه پکیج کوچک‌تر ادامه دارد. برای پکیج‌های چند رنگ، روندها شامل باینینگ شدیدتر رنگ و شدت برای ثبات بهتر، محافظت ESD بهبود یافته یکپارچه در دستگاه، و پکیج‌هایی است که امکان چگالی توان بالاتر و مدیریت حرارتی بهتر را فراهم می‌کنند. همچنین تمرکز فزاینده‌ای بر تنظیم دقیق طیفی برای کاربردهای تخصصی فراتر از نشانگر ساده، مانند سیستم‌های سنسور و نور پس‌زمینه وجود دارد. علم مواد زیربنایی برای هر دو AlInGaP و InGaN همچنان در حال پیشرفت است و مرزهای بازدهی و طول عمر را جابجا می‌کند.»»»