دیتاشیت کامل LED دو رنگ SMD مدل LTST-C235KGKRKT - نصب معکوس - سبز/قرمز - 20mA

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک LED دو رنگ، با نصب معکوس و نصب سطحی (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه دو چیپ نیمه‌هادی مجزای AlInGaP را در یک پکیج واحد ادغام کرده و نور سبز و قرمز ساطع می‌کند. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده و با استانداردهای محیط زیستی RoHS مطابقت دارد.

کاربرد اصلی این LED در نورپردازی پس‌زمینه، نشانگرهای وضعیت و نورپردازی تزئینی در فضاهای محدود است که نیاز به نشانگر دو رنگ از یک جای پایه واحد وجود دارد. پیکربندی نصب معکوس آن امکان تابش نور از طریق PCB را فراهم می‌کند و راه‌حل‌های طراحی نوآورانه و صرفه‌جویی در فضا را ممکن می‌سازد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های مطلق حداکثر

این قطعه نباید فراتر از این محدودیت‌ها کار کند تا از آسیب دائمی جلوگیری شود.

• توان اتلافی (Pd):75 میلی‌وات برای هر رنگ (سبز/قرمز). این حداکثر توانی است که LED می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):80 میلی‌آمپر (پالسی، چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه). برای جهش‌های جریان کوتاه.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر DC. جریان کاری استاندارد برای عملکرد قابل اعتماد در بلندمدت.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این مقدار می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• دمای کاری (T_opr):30- تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای عملکرد عادی.
• دمای نگهداری (T_stg):40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:مقاوم در برابر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه، سازگار با فرآیندهای رفلوی بدون سرب.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی در T_a=25°C, I_F=20mA

این پارامترها عملکرد در شرایط کاری معمول را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):
  • سبز: معمولاً 35.0 میلی‌کندلا (حداقل 18.0 میلی‌کندلا)
  • قرمز: معمولاً 45.0 میلی‌کندلا (حداقل 18.0 میلی‌کندلا)
  • اندازه‌گیری شده با استفاده از سنسوری که با منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE فیلتر شده است.
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه (معمولاً برای هر دو رنگ). این زاویه دید گسترده، الگوی تابش وسیعی را فراهم می‌کند که برای روشنایی سطح مناسب است.
• طول موج پیک (λ_P):
  • سبز: 574 نانومتر (معمول)
  • قرمز: 639 نانومتر (معمول)
• طول موج غالب (λ_d):
  • سبز: 571 نانومتر (معمول)
  • قرمز: 631 نانومتر (معمول)
  • این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و از نمودار رنگی CIE استخراج شده است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):
  • سبز: 15 نانومتر (معمول)
  • قرمز: 20 نانومتر (معمول)
• ولتاژ مستقیم (V_F):
  • معمول: 2.0 ولت برای هر دو رنگ.
  • حداکثر: 2.4 ولت برای هر دو رنگ.
  • V_Fپایین به راندمان بالاتر کمک می‌کند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V.

احتیاط ESD:این LED به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. جابجایی صحیح با استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده، زیراندازهای ضداستاتیک و تجهیزات مناسب برای جلوگیری از خرابی پنهان یا فاجعه‌بار الزامی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی مرتب (دسته‌بندی) می‌شوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دسته‌ها توسط مقادیر حداقل و حداکثر شدت نور در 20mA تعریف می‌شوند. تلرانس درون هر دسته +/-15% است.

• کد M:18.0 – 28.0 میلی‌کندلا
• کد N:28.0 – 45.0 میلی‌کندلا
• کد P:45.0 – 71.0 میلی‌کندلا
• کد Q:71.0 – 112.0 میلی‌کندلا

این موضوع به طور جداگانه برای هر دو چیپ سبز و قرمز اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (فقط برای رنگ سبز در این دیتاشیت)

برای ساطع‌کننده سبز، دسته‌ها یکنواختی رنگ را تضمین می‌کنند. تلرانس +/-1 نانومتر است.

• کد C:567.5 – 570.5 نانومتر
• کد D:570.5 – 573.5 نانومتر
• کد E:573.5 – 576.5 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1، شکل 6)، مفاهیم آن‌ها برای طراحی حیاتی است.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:خروجی نور تقریباً به صورت خطی با جریان تا حداکثر جریان DC مجاز افزایش می‌یابد. راه‌اندازی بالاتر از I_Fخروجی را افزایش می‌دهد اما به دلیل گرما، راندمان و طول عمر را کاهش می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:رابطه نمایی استاندارد دیود را نشان می‌دهد. V_Fمعمول 2.0V در 20mA یک پارامتر کلیدی برای طراحی درایور (مثلاً محاسبه مقاومت محدودکننده جریان) است.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:برای LEDهای AlInGaP، خروجی نور معمولاً با افزایش دما کاهش می‌یابد. این کاهش ظرفیت باید برای کاربردهایی که در دمای محیط بالا کار می‌کنند در نظر گرفته شود.
• توزیع طیفی:نمودارها قله‌های تابش باریک مشخصه فناوری AlInGaP را نشان می‌دهند که حول 574 نانومتر (سبز) و 639 نانومتر (قرمز) متمرکز شده‌اند. پهنای باند 15-20 نانومتر نشان‌دهنده خلوص رنگ خوب است.
• الگوی زاویه دید:زاویه دید 130 درجه با توزیع نزدیک به لامبرت، روشنایی یکنواخت در یک ناحیه وسیع هنگام مشاهده خارج از محور را تضمین می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج و تخصیص پایه‌ها

این LED با طرح کلی پکیج SMD استاندارد صنعتی (استاندارد EIA) مطابقت دارد. تلرانس‌های ابعادی کلیدی ±0.10mm است.

• تخصیص پایه‌ها:
  • پایه‌های 1 و 2: آند/کاتد برایسبز chip.
  • پایه‌های 3 و 4: آند/کاتد برایقرمز chip.
• لنز:شفاف. این بیشترین زاویه دید ممکن را فراهم می‌کند و نور ساطع شده را رنگ نمی‌کند.

5.2 طرح‌پد لحیم توصیه‌شده

یک نمودار طرح لند ارائه شده است تا تشکیل صحیح اتصال لحیم، اتصال الکتریکی قابل اعتماد و پایداری مکانیکی در حین رفلو تضمین شود. رعایت این الگو از "ایستادن قبرستانی" جلوگیری کرده و تراز صحیح را تضمین می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل رفلوی مادون قرمز (IR) پیشنهادی ارائه شده است که با استانداردهای JEDEC برای مونتاژ بدون سرب مطابقت دارد.

• پیش‌گرم:150-200 درجه سانتی‌گراد تا 120 ثانیه برای افزایش تدریجی دما و فعال‌سازی فلاکس.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان بالاتر از نقطه ذوب:پروفیل اطمینان می‌دهد که خمیر لحیم برای مدت زمان صحیح ذوب شده تا اتصالات قابل اعتماد بدون آسیب حرارتی به پکیج LED تشکیل شود. قطعه می‌تواند 260 درجه سانتی‌گراد را به مدت 10 ثانیه تحمل کند.

توجه:پروفیل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. توصیه می‌شود مشخصه‌یابی در سطح برد انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم، لحیم‌کاری دستی با محدودیت‌های سختگیرانه زیر امکان‌پذیر است:

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.
• زمان تماس:حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.
• تعداد دفعات:فقط یک بار. گرمایش مکرر می‌تواند به پکیج یا اتصالات سیمی آسیب برساند.

6.3 تمیزکاری

فقط باید از تمیزکننده‌های مشخص شده استفاده شود:

• توصیه شده:اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق.
• زمان غوطه‌وری:کمتر از یک دقیقه.
• اجتناب از:حلال‌های شیمیایی نامشخص که ممکن است به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند.

6.4 نگهداری و جابجایی

• کیسه مهر و موم شده (با ماده رطوبت‌گیر):در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود. ظرف یک سال پس از باز کردن کیسه استفاده شود.
• پس از باز کردن کیسه:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. برای بهترین نتایج، رفلوی IR را ظرف یک هفته تکمیل کنید.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):در یک ظرف دربسته با ماده رطوبت‌گیر یا در یک دسیکاتور نیتروژن نگهداری شود.
• بیکینگ (پخت):اگر بیش از یک هفته خارج از کیسه اصلی نگهداری شده‌اند، قبل از لحیم‌کاری حداقل 20 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخته شوند تا رطوبت خارج شده و از "پف کردن" در حین رفلو جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

این قطعه برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شود.

• عرض نوار حامل:8 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره:3000 قطعه.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 قطعه برای مقادیر باقیمانده.
• مهر و موم جیب:نوار پوشش بالا جیب‌های خالی را مهر و موم می‌کند.
• لامپ‌های مفقود:حداکثر دو قطعه مفقود متوالی مجاز است، مطابق با استانداردهای صنعتی (ANSI/EIA 481-1-A-1994).

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• الکترونیک مصرفی:نشانگرهای وضعیت دوگانه روی روترها، شارژرها یا تجهیزات صوتی (مثلاً سبز برای برق/آماده، قرمز برای شارژ/خطا).
• نورپردازی داخلی خودرو:نورپردازی تاکیدی یا نشانگر کم‌مصرف، با بهره‌گیری از زاویه دید گسترده.
• پنل‌های کنترل صنعتی:نشانگرهای وضعیت چند حالته ماشین‌آلات.
• دستگاه‌های قابل حمل:دستگاه‌های با فضای محدود که نیاز به بازخورد دو رنگ دارند.
• کاربردهای نصب معکوس:پنل‌های نور پس‌زمینه یا لوگوهایی که LED در طرف مقابل PCB نصب شده و نور از طریق یک سوراخ یا ماده نیمه‌شفاف هدایت می‌شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر چیپ LED استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_supply- V_F) / I_F.
• محاسبه کنید.مدیریت حرارتی:
• در حالی که اتلاف توان کم است، اطمینان حاصل کنید که PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر در جریان حداکثر یا نزدیک به آن راه‌اندازی می‌شود، تا طول عمر LED و پایداری رنگ حفظ شود.محافظت ESD:
• در صورت اتصال خطوط سیگنال به آندهای LED به رابط کاربر، دیودهای محافظ ESD را در آن خطوط قرار دهید.ترکیب رنگ‌ها:

با کنترل جریان هر چیپ به طور مستقل، می‌توان رنگ‌های میانی (مثلاً زرد، نارنجی) را از طریق ترکیب افزودنی رنگ‌ها ایجاد کرد.

9. مقایسه و تمایز فنی

• این قطعه مزایای خاصی در حوزه تخصصی خود ارائه می‌دهد:در مقابل LEDهای تک رنگ:
• با ارائه دو رنگ در یک پکیج، تعداد قطعات، جای پایه PCB و هزینه مونتاژ را کاهش می‌دهد.در مقابل LEDهای RGB:
• هنگامی که فقط سبز و قرمز مورد نیاز است، راه‌حلی ساده‌تر و اغلب مقرون‌به‌صرفه‌تر ارائه می‌دهد، بدون پیچیدگی چیپ آبی و فسفر یا سه درایور جداگانه.قابلیت نصب معکوس:
• یک تمایزدهنده کلیدی که امکان طراحی‌های نوری منحصربه‌فردی را فراهم می‌کند که با LEDهای تابش از بالا استاندارد ممکن نیست.فناوری AlInGaP:
• در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر، راندمان بالا و خلوص رنگ عالی (طیف باریک) را برای سبز و قرمز فراهم می‌کند.زاویه دید گسترده (130°):

دیدپذیری خارج از محور بهتری نسبت به LEDهای با زاویه دید باریک‌تر ارائه می‌دهد که برای نشانگرهای پنل ایده‌آل است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال 1: آیا می‌توانم هر دو چیپ سبز و قرمز را همزمان با 30mA راه‌اندازی کنم؟پاسخ 1: خیر. حداکثر مطلق توان اتلافی 75 میلی‌واتبرای هر چیپ_Fاست. در 30mA و V

معمول 2.0V، توان هر چیپ 60 میلی‌وات است (P=IV). راه‌اندازی همزمان هر دو با جریان کامل منجر به اتلاف کل 120 میلی‌وات می‌شود که ممکن است از توانایی پکیج در دفع گرما فراتر رود، به ویژه در دمای محیط بالا. برای استفاده همزمان دو رنگ، کاهش ظرفیت یا کار پالسی توصیه می‌شود.

سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Pپاسخ 2: طول موج پیک (λ_d) طول موج فیزیکی است که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است. طول موج غالب (λ) یک مقدار محاسبه‌شده از نمودار رنگ CIE است که رنگ واحددرک شده_dنور را نشان می‌دهد. برای LEDهای تک‌فام مانند این، آن‌ها بسیار نزدیک هستند، اما λ

برای مشخصه‌گذاری رنگ مرتبط‌تر است.

سوال 3: هنگام سفارش چگونه کدهای دسته‌بندی را تفسیر کنم؟

پاسخ 3: کدهای دسته‌بندی مورد نیاز برای شدت نور (مثلاً کد N) و طول موج غالب (مثلاً کد D برای سبز) را مشخص کنید تا اطمینان حاصل کنید LEDهایی با روشنایی و رنگ یکنواخت دریافت می‌کنید. در صورت عدم مشخص کردن، ممکن است هر دسته‌ای در محدوده محصول دریافت کنید.

سوال 4: آیا هیت‌سینک مورد نیاز است؟

پاسخ 4: برای کار پیوسته در حداکثر جریان DC (30mA) در یک محیط با دمای محیط بالا، مدیریت حرارتی از طریق PCB (مس‌ریزی، وایاهای حرارتی) مهم است. برای این قطعه SMD کم‌مصرف، اگر PCB به درستی طراحی شده باشد، معمولاً هیت‌سینک جداگانه مورد نیاز نیست.

11. مطالعه موردی طراحیسناریو:

طراحی یک گره سنسور IoT فشرده با یک نشانگر وضعیت چند حالته.چالش:

فضای محدود PCB، نیاز به حالت‌های واضح "برق/شبکه/خطا".راه‌حل:

استفاده از LED دو رنگ.

• پیاده‌سازی:
• فقط سبز (20mA): دستگاه روشن و در حال کار عادی.
• فقط قرمز (20mA): وضعیت خطا (مثلاً خطای سنسور).

سبز و قرمز همزمان (مثلاً هر کدام 10mA برای ماندن در محدوده حرارتی): فعالیت شبکه/الگوی چشمک‌زن.

این قطعه واحد سه حالت بصری مجزا را فراهم می‌کند و در مقایسه با استفاده از دو LED جداگانه، فضا را ذخیره کرده و لیست مواد را ساده می‌کند.

12. معرفی اصل فناوری

این LED از ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای هر دو چیپ نورافشان استفاده می‌کند. AlInGaP یک نیمه‌هادی با گاف نواری مستقیم است که در آن بازترکیب الکترون-حفره انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص نور (رنگ) توسط انرژی گاف نواری ماده تعیین می‌شود که با کنترل دقیق نسبت‌های آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفر در حین رشد کریستال مهندسی می‌شود. چیپ سبز گاف نواری وسیع‌تری (~2.16 eV برای 574nm) نسبت به چیپ قرمز (~1.94 eV برای 639nm) دارد. چیپ‌ها در داخل یک پکیج اپوکسی بازتابنده با یک لنز شفاف که خروجی نور را شکل می‌دهد، با سیم باند شده‌اند. طراحی نصب معکوس به این معنی است که سطح نورافشان اصلی چیپ به سمت PCB جهت‌گیری شده است و نیاز به یک وایا یا روزنه در برد برای خروج نور دارد.

13. روندهای فناوری

• توسعه LEDهای SMD مانند این، چندین روند صنعتی را دنبال می‌کند:کوچک‌سازی و یکپارچه‌سازی:
• ترکیب چندین عملکرد (دو رنگ) در یک پکیج واحد، فضای برد را ذخیره می‌کند که یک محرک ثابت در الکترونیک است.راندمان بالاتر:
• بهبودهای مستمر در رشد اپیتاکسیال AlInGaP و طراحی چیپ منجر به کارایی نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی) می‌شود.استحکام برای اتوماسیون:
• پکیج‌ها برای تحمل دمای رفلوی بالاتر (برای لحیم‌کاری بدون سرب) و تنش‌های مکانیکی جابجایی و قرارگیری نوار و قرقره طراحی شده‌اند.گاموت رنگ گسترده‌تر:
• در حالی که این LED از سبز و قرمز مجزا استفاده می‌کند، روندی به سمت پکیج‌های چند چیپی (RGB, RGBW) و LEDهای پیشرفته تبدیل شده با فسفر برای دستیابی به محدوده وسیع‌تری از رنگ‌ها و شاخص‌های بازآفرینی رنگ بالاتر برای کاربردهای نورپردازی وجود دارد.عملکرد حرارتی بهبود یافته: