دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C21TBKT - آبی - 20mA - 3.8V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED چیپ نصب سطحی (SMD) طراحی شده برای کاربردهای نصب معکوس را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه یک دیود نورافشان آبی است که از فناوری InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) بهره می‌برد و در یک پکیج لنز شفاف آبکی کپسوله شده است. این قطعه برای سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار، از جمله تجهیزات Pick-and-Place، طراحی شده و برای لحیم‌کاری رفلوی استاندارد مادون قرمز (IR) و فاز بخار مناسب است. محصول مطابق با استانداردهای زیست‌محیطی، RoHS بوده و به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌شود.

کاربرد اصلی این LED در تجهیزات الکترونیکی است که صرفه‌جویی در فضا و مونتاژ کارآمد در آن‌ها حیاتی است. طراحی نصب معکوس آن امکان چیدمان‌های نوآورانه PCB و راه‌حل‌های نورپردازی را فراهم می‌کند. این قطعه بر روی ریل‌های ۷ اینچی قطر در نوار حامل ۸ میلی‌متری استاندارد صنعتی عرضه می‌شود که تولید انبوه را تسهیل می‌کند.

2. رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

جدول زیر محدودیت‌های تنش را فهرست می‌کند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این رتبه‌بندی‌ها در دمای محیط (Ta) ۲۵ درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• توان اتلافی:۷۶ میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک:۱۰۰ میلی‌آمپر (در چرخه وظیفه ۱/۱۰، عرض پالس ۰.۱ میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته DC (IF):۲۰ میلی‌آمپر
• کاهش جریان مجاز:کاهش خطی از دمای ۲۵ درجه سلسیوس با نرخ ۰.۲۵ میلی‌آمپر بر درجه سلسیوس
• ولتاژ معکوس (VR):۵ ولت (توجه: کارکرد پیوسته در ولتاژ معکوس مجاز نیست)
• محدوده دمای کاری:۵۵- درجه تا ۸۵+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:۵۵- درجه تا ۸۵+ درجه سلسیوس
• تحمل دمای لحیم‌کاری:
  • لحیم‌کاری موجی: حداکثر ۲۶۰ درجه سلسیوس به مدت ۵ ثانیه.
  • رفلوی مادون قرمز (IR): حداکثر ۲۶۰ درجه سلسیوس به مدت ۵ ثانیه.
  • رفلوی فاز بخار: حداکثر ۲۱۵ درجه سلسیوس به مدت ۳ دقیقه.

تجاوز از این محدودیت‌ها، به ویژه رتبه‌های ولتاژ معکوس و جریان، می‌تواند منجر به خرابی فوری یا نهفته قطعه شود. منحنی کاهش جریان مستقیم برای طراحی‌هایی که در دمای محیط بالا کار می‌کنند، جهت اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت، حیاتی است.

3. ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکردی معمول در دمای Ta=25°C تحت شرایط تست مشخص شده اندازه‌گیری می‌شوند. این مقادیر رفتار عملیاتی مورد انتظار LED را تعریف می‌کنند.

3.1 پارامترهای نوری

• شدت نورانی (Iv):۴۵.۰ - ۲۸۰.۰ میلی‌کاندلا (حداقل - حداکثر) در IF = 20 میلی‌آمپر. با یک سنسور/فیلتر که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب می‌زند، اندازه‌گیری شده است.
• زاویه دید (2θ_1/2):۷۰ درجه (معمول). به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت، نصف شدت محوری پیک است.
• طول موج تابش پیک (λ_P):۴۶۸ نانومتر (معمول). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):۴۶۵.۰ - ۴۷۵.۰ نانومتر در IF = 20 میلی‌آمپر. طول موج واحدی که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ را تعریف می‌کند، برگرفته از نمودار رنگی CIE.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ):۲۵ نانومتر (معمول). عرض طیفی اندازه‌گیری شده در نصف حداکثر شدت (FWHM).

3.2 پارامترهای الکتریکی

• ولتاژ مستقیم (V_F):۳.۰ - ۳.۸ ولت (معمول - حداکثر) در IF = 20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (I_R):۱۰۰ میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5V.
• ظرفیت خازنی (C):۴۰ پیکوفاراد (معمول) در V_F=0V, f=1 مگاهرتز.

محدوده ولتاژ مستقیم برای طراحی مدار درایور مهم است، به ویژه هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل می‌شوند، تا تقسیم جریان و یکنواختی روشنایی تضمین شود.

4. سیستم باینینگ

برای مدیریت تغییرات تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد در سطل‌های (بین) مختلف دسته‌بندی می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص روشنایی و یکنواختی رنگ را برای کاربردشان برآورده می‌کنند.

4.1 باینینگ شدت نورانی

در IF = 20 میلی‌آمپر باینینگ شده است. تلرانس درون هر بین +/-15% است.

• کد P:۴۵.۰ - ۷۱.۰ میلی‌کاندلا
• کد Q:۷۱.۰ - ۱۱۲.۰ میلی‌کاندلا
• کد R:۱۱۲.۰ - ۱۸۰.۰ میلی‌کاندلا
• کد S:۱۸۰.۰ - ۲۸۰.۰ میلی‌کاندلا

4.2 باینینگ طول موج غالب

در IF = 20 میلی‌آمپر باینینگ شده است. تلرانس برای هر بین +/- 1 نانومتر است.

• کد AC:۴۶۵.۰ - ۴۷۰.۰ نانومتر
• کد AD:۴۷۰.۰ - ۴۷۵.۰ نانومتر

انتخاب LEDها از یک بین واحد یا بین‌های مجاور برای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی رنگ و روشنایی در بین چندین واحد دارند، مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه یا پنل‌های نشانگر وضعیت، حیاتی است.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت و لحیم‌کاری صحیح برای جلوگیری از آسیب و اطمینان از قابلیت اطمینان ضروری است.

5.1 پروفایل‌های لحیم‌کاری رفلوی

دیتاشیت پروفایل‌های دمای پیشنهادی برای هر دو فرآیند لحیم استاندارد و بدون سرب (Pb-free) را ارائه می‌دهد. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:

• ناحیه پیش‌گرم:شیب تدریجی برای جلوگیری از شوک حرارتی.
• ناحیه خیس‌خوردگی:اجازه تثبیت دما در سراسر PCB را می‌دهد.
• ناحیه رفلوی:دمای پیک نباید از ۲۶۰ درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان بالای ۲۴۰ درجه سلسیوس (برای بدون سرب) باید مطابق پروفایل کنترل شود.
• ناحیه خنک‌سازی:شیب پایین کنترل شده برای جامد شدن مناسب اتصالات لحیم.

برای فرآیندهای بدون سرب، به صراحت ذکر شده است که باید از خمیر لحیم SnAgCu استفاده شود.

5.2 تمیزکاری

تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص می‌توانند به پکیج LED آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، توصیه می‌شود:

• LED را در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق معمولی غوطه‌ور کنید.
• زمان غوطه‌وری را به کمتر از یک دقیقه محدود کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید مگر اینکه به طور خاص تأیید شده باشد، زیرا ممکن است باعث تنش مکانیکی شود.

5.3 ذخیره‌سازی و مدیریت

• در محیطی با دمای حداکثر ۳۰ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ۷۰٪ ذخیره کنید.
• LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی ضد رطوبت خارج شده‌اند، باید ظرف یک هفته لحیم‌کاری رفلوی شوند.
• برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر خارج از بسته اصلی، از یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا یک خشک‌کن نیتروژن استفاده کنید.
• قطعاتی که بیش از یک هفته خارج از کیسه ذخیره شده‌اند، قبل از مونتاژ نیاز به پخت در حدود ۶۰ درجه سلسیوس به مدت حداقل ۲۴ ساعت دارند تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در حین رفلوی جلوگیری شود.

6. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

6.1 ابعاد پکیج و قطبیت

LED در یک پکیج استاندارد EIA قرار دارد. نقشه مکانیکی دقیق (که در دیتاشیت اشاره شده است) ابعاد کلیدی از جمله طول، عرض، ارتفاع و شناسایی پد کاتد/آند را نشان می‌دهد. ویژگی "نصب معکوس" معمولاً به معنای یک چیدمان پد خاص یا جهت‌گیری لنز است که برای نصب در سمت مخالف PCB نسبت به LEDهای استاندارد طراحی شده است. چیدمان پد لحیم‌کاری پیشنهادی برای اطمینان از تشکیل مناسب اتصال لحیم و پایداری مکانیکی ارائه شده است.

6.2 مشخصات نوار و ریل

قطعه بر روی ریل‌های ۷ اینچی (۱۷۸ میلی‌متری) قطر در نوار حامل برجسته ۸ میلی‌متری عرضه می‌شود.

• تعداد قطعات در هر ریل: 3000
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):۵۰۰ قطعه برای مقادیر باقی‌مانده.
• نوار پوششی:حفره‌های خالی قطعات با نوار پوششی بالایی مهر و موم می‌شوند.
• قطعات مفقود شده:طبق مشخصات ریل، حداکثر دو LED مفقود شده متوالی مجاز است.
• بسته‌بندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481-1-A-1994 برای حمل و نقل و جابجایی است.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 طراحی مدار درایور

LEDها قطعاتی با عملکرد جریانی هستند. روشنایی آن‌ها عمدتاً تابعی از جریان مستقیم (IF) است، نه ولتاژ.

• مدار توصیه شده (مدل A):یک مقاومت محدودکننده جریان باید به صورت سری با هر LED قرار گیرد، حتی زمانی که چندین LED به صورت موازی به یک منبع ولتاژ متصل می‌شوند. این مقاومت (R_limit) با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. این امر جریان ثابتی را از هر LED تضمین می‌کند و تغییرات طبیعی در ولتاژ مستقیم (V_F) از قطعه‌ای به قطعه دیگر را جبران می‌کند که منجر به یکنواختی روشنایی می‌شود.
• مدار غیر توصیه شده (مدل B):اتصال مستقیم چندین LED به صورت موازی بدون مقاومت‌های سری جداگانه توصیه نمی‌شود. تفاوت‌های کوچک در مشخصات I-V هر LED می‌تواند باعث عدم تعادل قابل توجه جریان شود، به طوری که یک LED ممکن است جریان بسیار بیشتری نسبت به سایرین بکشد که منجر به روشنایی ناهموار و تنش بیش از حد بالقوه در قطعه با بیشترین جریان می‌شود.

7.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LED در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر است. در حین جابجایی و مونتاژ باید اقدامات احتیاطی انجام شود:

• اپراتورها باید از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند.
• تمام ایستگاه‌های کاری، ابزارها و ماشین‌آلات باید به درستی زمین شده باشند.
• از یونایزرها برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است در اثر اصطکاک در حین جابجایی روی لنز پلاستیکی جمع شود، استفاده کنید.
• LEDها را در ظروف رسانا یا ضد استاتیک ذخیره و حمل کنید.

7.3 مدیریت حرارتی

در حالی که توان اتلافی نسبتاً کم است (حداکثر ۷۶ میلی‌وات)، مدیریت حرارتی مؤثر هنوز برای طول عمر، به ویژه در دمای محیط بالا یا جریان درایو بالا، مهم است. مشخصه کاهش ۰.۲۵ میلی‌آمپر بر درجه سلسیوس بالای ۲۵ درجه سلسیوس باید در طراحی لحاظ شود. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای LED روی PCB به دفع گرما و حفظ دمای اتصال پایین‌تر کمک می‌کند که خروجی نورانی را حفظ کرده و عمر عملیاتی را افزایش می‌دهد.

8. تحلیل منحنی‌های عملکرد معمول

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمول (مانند شدت نورانی نسبی در مقابل جریان مستقیم، ولتاژ مستقیم در مقابل دما، توزیع طیفی) اشاره می‌کند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده رندر نشده‌اند، مفاهیم آن‌ها استاندارد است:

• I_Vدر مقابل I_Fمنحنی:نشان می‌دهد که شدت نورانی با جریان مستقیم افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل افت بازده و افزایش گرما، زیرخطی شود.
• V_Fدر مقابل منحنی دما:نشان می‌دهد که ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است (با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد). این یک عامل حیاتی برای درایورهای جریان ثابت است.
• منحنی توزیع طیفی:نوار تابش باریک متمرکز حول طول موج پیک (۴۶۸ نانومتر) را نشان می‌دهد که مشخصه LEDهای آبی InGaN است.

9. قابلیت اطمینان و دامنه کاربرد

این قطعه برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی مانند دستگاه‌های اتوماسیون اداری، تجهیزات ارتباطی و لوازم خانگی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، دستگاه‌های پزشکی، سیستم‌های ایمنی حیاتی)، مشاوره فنی خاص با سازنده قطعه قبل از طراحی الزامی است. محدوده‌های دمای کاری و ذخیره‌سازی مشخص شده (۵۵- درجه تا ۸۵+ درجه سلسیوس) نشان‌دهنده استحکام مناسب برای طیف گسترده‌ای از محیط‌های تجاری و صنعتی است.

10. مقایسه فنی و روندها

مزیت نصب معکوس:این طراحی به LED اجازه می‌دهد در سمت مخالف PCB نسبت به بیننده نصب شود، با نوری که از طریق یک سوراخ یا دهانه در برد تابش می‌یابد. این امر امکان طراحی‌های صاف و پنل تخت را فراهم می‌کند که در آن منبع نور پنهان است و فقط نور تابش شده بدون قطعات قابل مشاهده ارائه می‌دهد. این در تضاد با LEDهای نصب رویی سنتی است که پکیج روی سطح قابل مشاهده است.

فناوری InGaN:استفاده از ماده نیمه‌هادی ایندیوم گالیم نیترید برای LEDهای آبی (و سبز) با بازده بالا استاندارد است. این فناوری بازده نورانی و پایداری خوبی ارائه می‌دهد. تکامل در این زمینه بر افزایش بازده (لومن بر وات)، بهبود یکنواختی رنگ (باینینگ دقیق‌تر) و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط کاری دمای بالا و جریان بالا متمرکز است که اغلب توسط تقاضاهای روشنایی عمومی و کاربردهای خودرو هدایت می‌شود.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال ۱: آیا می‌توانم این LED را با ۳۰ میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

پاسخ ۱: خیر. حداکثر جریان مستقیم پیوسته DC مطلق ۲۰ میلی‌آمپر است. تجاوز از این رتبه طول عمر را کاهش داده و ممکن است باعث خرابی فوری شود. برای روشنایی بیشتر، یک بین LED با شدت نورانی بالاتر یا یک مدل LED دیگر با رتبه جریان بالاتر انتخاب کنید.

سوال ۲: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پاسخ ۲: طول موج پیک (λ_P) طول موج فیزیکی است که LED بیشترین توان نوری را در آن تابش می‌کند. طول موج غالب (λ_d) یک مقدار محاسبه شده بر اساس درک رنگ انسان (نمودار CIE) است که رنگ درک شده را تعریف می‌کند. برای LEDهای تک‌رنگ مانند این LED آبی، آن‌ها معمولاً نزدیک هستند، اما λ_dپارامتر مرتبط برای تطبیق رنگ است.

سوال ۳: چرا یک مقاومت سری برای هر LED موازی لازم است؟

پاسخ ۳: به دلیل تلرانس‌های ساخت، ولتاژ مستقیم (V_F) LEDها کمی متفاوت است. بدون یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان، LEDهایی با V_Fپایین‌تر در پیکربندی موازی جریان نامتناسبی بیشتری می‌کشند که منجر به عدم تطابق روشنایی و خرابی احتمالی جریان بیش از حد می‌شود. مقاومت به عنوان یک بالاست ساده و تثبیت‌کننده عمل می‌کند.

سوال ۴: هنگام سفارش چگونه کدهای بین را تفسیر کنم؟

پاسخ ۴: شما باید هم کد بین شدت (مثلاً "S" برای بیشترین روشنایی) و هم کد بین طول موج (مثلاً "AC" برای ۴۶۵-۴۷۰ نانومتر) را مشخص کنید. یک کد سفارش کامل چیزی مانند LTST-C21TBKT-S-AC را برای دریافت قطعات از آن بین‌های خاص مشخص می‌کند و یکنواختی روشنایی و رنگ را در خط تولید شما تضمین می‌کند.