دیتاشیت LED SMD دو رنگ LTST-S115KGKFKT-5A - LED کناری (سبز/نارنجی) - 5mA - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی کامل برای LTST-S115KGKFKT-5A، یک دیود نورافشان (LED) دو رنگ و کناری با نصب سطحی (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه دو چیپ نیمه‌هادی مجزا را در یک پکیج واحد ادغام کرده است: یکی نور سبز و دیگری نور نارنجی ساطع می‌کند. این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده است که به چراغ‌های نشانگر فشرده، قابل اعتماد و پرنور یا نور پس‌زمینه نیاز دارند، جایی که فضا محدود است و چندین حالت رنگی از یک مکان قطعه واحد مورد نیاز است.

این LED از فناوری پیشرفته نیمه‌هادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) برای هر دو چیپ استفاده می‌کند که به دلیل تولید بازده نوری بالا و خلوص رنگ عالی شناخته شده است. دستگاه در یک پکیج استاندارد مطابق با EIA قرار گرفته است که آن را با تجهیزات مونتاژ خودکار برداشت و قرارگیری و فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری بازجریان مادون قرمز (IR) مورد استفاده در تولید انبوه الکترونیک سازگار می‌کند. این محصول با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد و به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌شود.

2. رتبه‌بندی حداکثر مطلق

رتبه‌بندی حداکثر مطلق محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این رتبه‌بندی‌ها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند و برای هر دو چیپ سبز و نارنجی درون پکیج یکسان هستند.

• اتلاف توان (Pd):حداکثر 75 میلی‌وات برای هر چیپ. تجاوز از این حد می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و خرابی فاجعه‌بار شود.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):حداکثر 80 میلی‌آمپر. این رتبه‌بندی تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه اعمال می‌شود. نباید برای کارکرد DC پیوسته استفاده شود.
• جریان مستقیم DC (I_F):حداکثر 30 میلی‌آمپر برای کارکرد پیوسته. این حداکثر جریان توصیه شده برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت است.
• محدوده دمای کاری:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط طراحی شده است.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. دستگاه می‌تواند در این محدوده‌ها بدون تخریب ذخیره شود.
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز:پکیج می‌تواند در طول لحیم‌کاری بازجریان، دمای پیک 260 درجه سلسیوس را حداکثر به مدت 10 ثانیه تحمل کند که برای فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free) معمول است.

3. ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای زیر در Ta=25 درجه سلسیوس و با جریان مستقیم (I_F) 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این مقادیر عملکرد معمول دستگاه را نشان می‌دهند.

3.1 شدت نور و زاویه دید

• شدت نور چیپ سبز (I_V):حداقل 9.0 میلی‌کاندلا، مقدار معمول مشخص نشده، حداکثر 22.4 میلی‌کاندلا.
• شدت نور چیپ نارنجی (I_V):حداقل 11.2 میلی‌کاندلا، مقدار معمول مشخص نشده، حداکثر 28.0 میلی‌کاندلا.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول) برای هر دو رنگ. زاویه دید به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور نصف شدت اندازه‌گیری شده روی محور مرکزی (0 درجه) است. این زاویه دید گسترده مشخصه پکیج‌های LED کناری است.

3.2 ویژگی‌های طیفی

• طول موج پیک چیپ سبز (λ_P):575 نانومتر (معمول).
• طول موج پیک چیپ نارنجی (λ_P):611 نانومتر (معمول).
• طول موج غالب چیپ سبز (λ_d):در I_F=5mA از 567.5 نانومتر (حداقل) تا 576.5 نانومتر (حداکثر) متغیر است. طول موج غالب، طول موج واحدی است که چشم انسان به عنوان رنگ نور درک می‌کند.
• طول موج غالب چیپ نارنجی (λ_d):در I_F=5mA از 600.5 نانومتر (حداقل) تا 612.5 نانومتر (حداکثر) متغیر است.
• عرض نیمه خط طیفی (Δλ):تقریباً 20 نانومتر (معمول) برای سبز و 17 نانومتر (معمول) برای نارنجی. این پارامتر نشان‌دهنده خلوص طیفی نور ساطع شده است.

3.3 پارامترهای الکتریکی

• ولتاژ مستقیم (V_F):برای هر دو چیپ سبز و نارنجی، V_Fدر I_F=5mA از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر برای هر دو چیپ هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال شود.توجه مهم:این LED برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است. تست I_Rفقط برای مشخصه‌یابی است؛ اعمال ولتاژ معکوس در مدار ممکن است به دستگاه آسیب برساند.

4. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی در روشنایی و رنگ، LEDها بر اساس شدت نور و طول موج غالب اندازه‌گیری شده در سطل‌هایی (بین) دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای یکنواختی خاص کاربرد را برآورده می‌کنند.

4.1 باینینگ شدت نور

چیپ سبز:باین شده در I_F=5mA.

- کد بین KL: 9.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 14.0 میلی‌کاندلا (حداکثر).

- کد بین LM: 14.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 22.4 میلی‌کاندلا (حداکثر).

تلورانس درون هر سطل شدت نور +/-15% است.

چیپ نارنجی:باین شده در I_F=5mA.

- کد بین L: 11.2 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 18.0 میلی‌کاندلا (حداکثر).

- کد بین M: 18.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 28.0 میلی‌کاندلا (حداکثر).

تلورانس درون هر سطل شدت نور +/-15% است.

4.2 باینینگ طول موج غالب

چیپ سبز:باین شده در I_F=5mA.

- کد بین C: 567.5 نانومتر تا 570.5 نانومتر.

- کد بین D: 570.5 نانومتر تا 573.5 نانومتر.

- کد بین E: 573.5 نانومتر تا 576.5 نانومتر.

تلورانس برای هر سطل طول موج +/- 1 نانومتر است.

چیپ نارنجی:باین شده در I_F=5mA.

- کد بین P: 600.5 نانومتر تا 603.5 نانومتر.

- کد بین Q: 603.5 نانومتر تا 606.5 نانومتر.

- کد بین R: 606.5 نانومتر تا 609.5 نانومتر.

- کد بین S: 609.5 نانومتر تا 612.5 نانومتر.

تلورانس برای هر سطل طول موج +/- 1 نانومتر است.

5. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های عملکرد معمول اشاره می‌کند که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ضروری هستند. در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، مفاهیم آن‌ها برای طراحی حیاتی است.

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):این منحنی رابطه بین جریان عبوری از LED و افت ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. غیرخطی است که برای دیود معمول است. طراحان از این برای تعیین مقدار مقاومت محدودکننده جریان مناسب برای یک ولتاژ تغذیه معین برای دستیابی به جریان کاری مطلوب (مثلاً 5mA یا تا 30mA DC) استفاده می‌کنند.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد. به طور کلی در محدوده کاری توصیه شده خطی است اما در جریان‌های بسیار بالا اشباع می‌شود. این به انتخاب جریان درایو برای روشنایی مورد نیاز کمک می‌کند.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:خروجی نور LEDها با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. این منحنی برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند حیاتی است تا اطمینان حاصل شود که روشنایی کافی حفظ می‌شود.
• توزیع طیفی:این منحنی‌ها توان تابشی نسبی را در برابر طول موج ترسیم می‌کنند، طول موج‌های پیک و غالب و عرض نیمه طیفی را نشان می‌دهند و خلوص رنگ را تأیید می‌کنند.

6. اطلاعات مکانیکی و پکیج

6.1 ابعاد پکیج و تخصیص پایه

دستگاه از یک فوت‌پرینت پکیج استاندارد EIA استفاده می‌کند. نقشه ابعادی خاص اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی الگوی لند PCB (برد مدار چاپی) را ارائه می‌دهد. تخصیص پایه به شرح زیر است: کاتد چیپ نارنجی به پایه C1 و کاتد چیپ سبز به پایه C2 متصل است. آند مشترک معمولاً پایه(های) دیگر طبق تعریف در نقشه است. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود.

6.2 طرح پیشنهادی پد لحیم‌کاری

یک فوت‌پرینت پد لحیم توصیه شده ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که اتصال لحیم قابل اعتماد در طول بازجریان تشکیل می‌شود. رعایت این ابعاد به جلوگیری از پدیده "سنگ قبر" (ایستادن قطعه روی یک سر) کمک کرده و خیس‌شدگی و استحکام مکانیکی مناسب را تضمین می‌کند.

7. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

7.1 پروفیل لحیم‌کاری بازجریان

یک پروفیل بازجریان IR پیشنهادی دقیق برای فرآیندهای مونتاژ بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:

- ناحیه پیش‌گرم:افزایش دما تا 150-200 درجه سلسیوس.

- زمان خیس‌خوری/پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.

- دمای پیک:حداکثر 260 درجه سلسیوس.

- زمان بالای مایع (TAL):زمان در محدوده 5 درجه سلسیوس دمای پیک باید محدود شود، معمولاً حداکثر 10 ثانیه طبق رتبه‌بندی مطلق.

نکته حیاتی:دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که پروفیل‌های لحیم‌کاری با دمای پیک زیر 245 درجه سلسیوس ممکن است کافی نباشند مگر اینکه PCB آبکاری قلع داشته باشد، که نیاز به انرژی حرارتی کافی برای تشکیل اتصال لحیم مناسب با قلع بدون سرب را برجسته می‌کند.

7.2 لحیم‌کاری دستی

اگر لحیم‌کاری دستی ضروری است، باید با هویه کنترل دمایی انجام شود.

- دمای هویه:حداکثر 300 درجه سلسیوس.

- زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.

- تکرار:این کار باید فقط یک بار انجام شود تا از آسیب تنش حرارتی به پکیج LED یا اتصالات سیمی جلوگیری شود.

7.3 تمیزکاری

اگر پس از لحیم‌کاری نیاز به تمیزکاری است، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. دیتاشیت غوطه‌وری LED در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه را توصیه می‌کند. استفاده از مواد شیمیایی نامشخص می‌تواند به لنز پلاستیکی یا مواد پکیج آسیب برساند.

8. بسته‌بندی و جابجایی

8.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل 8 میلی‌متری استاندارد صنعتی روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) عرضه می‌شوند. این بسته‌بندی با تجهیزات مونتاژ SMD خودکار سازگار است.

- تعداد در هر قرقره:3000 قطعه.

- حداقل مقدار بسته:500 قطعه برای مقادیر باقیمانده.

- بسته‌بندی از مشخصات ANSI/EIA-481 پیروی می‌کند. جیب‌های خالی در نوار با یک نوار پوششی مهر و موم شده‌اند.

8.2 شرایط نگهداری

نگهداری مناسب برای حفظ قابلیت لحیم‌کاری و عملکرد حیاتی است.

- بسته مهر و موم شده:در دمای ≤30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی (RH) ≤90% نگهداری شود. قطعات از تاریخ کد به مدت یک سال در صورت نگهداری در کیسه اصلی ممانعت رطوبت با ماده خشک‌کن قابل استفاده هستند.

- بسته باز شده:اگر کیسه ممانعت رطوبت باز شود، محیط نگهداری نباید از 30 درجه سلسیوس / 60% RH تجاوز کند. قطعات باید در عرض یک هفته پس از در معرض قرار گرفتن، تحت لحیم‌کاری بازجریان IR قرار گیرند. برای قرارگیری طولانی‌تر، پخت در حدود 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت قبل از مونتاژ برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از "ترکیدن ذرت" (ترک خوردن پکیج در طول بازجریان) توصیه می‌شود.

8.3 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDهای AlInGaP به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. باید اقدامات احتیاطی جابجایی رعایت شود:

- از مچ‌بندهای زمین شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنید.

- اطمینان حاصل کنید که تمام ایستگاه‌های کاری، ابزارها و تجهیزات به درستی زمین شده‌اند.

- قطعات را در بسته‌بندی ایمن ESD حمل و نگهداری کنید.

9. پیشنهادات کاربرد و ملاحظات طراحی

کاربردهای معمول:این LED دو رنگ و کناری برای کاربردهای با محدودیت فضا که نشانگر وضعیت نیاز است ایده‌آل است. مثال‌ها شامل:

- نشانگرهای وضعیت نصب شده روی پنل در الکترونیک مصرفی، تجهیزات شبکه یا کنترل‌های صنعتی.

- نور پس‌زمینه برای نمادها یا آیکون‌ها روی پنل‌های جلویی، جایی که نور باید موازی با PCB هدایت شود.

- نشانگرهای چند حالته (مثلاً سبز برای "روشن/آماده"، نارنجی برای "آماده به کار/هشدار") با استفاده از یک فوت‌پرینت قطعه واحد.

ملاحظات طراحی:

1. محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان مستقیم به مقدار مورد نظر استفاده کنید (مثلاً 5mA برای روشنایی استاندارد، تا 30mA برای حداکثر). مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_Fمحاسبه کنید، با استفاده از حداکثر V_Fاز دیتاشیت برای یک طراحی محافظه‌کارانه.

2. مدیریت حرارتی:در حالی که اتلاف توان کم است، اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB گرما را در اطراف LED به دام نمی‌اندازد، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان DC درایو شود. مساحت کافی مس می‌تواند به دفع گرما کمک کند.

3. مدار درایو:دو چیپ کاتدهای جداگانه (C1, C2) و یک آند مشترک دارند. می‌توان آن‌ها را به طور مستقل با اتصال آند مشترک به منبع تغذیه مثبت و کشیدن جریان از طریق پایه‌های کاتد مربوطه از طریق ترانزیستورها یا پایه‌های GPIO میکروکنترلر پیکربندی شده به عنوان سینک جریان، درایو کرد.

4. طراحی نوری:الگوی تابش کناری 120 درجه برای دید زاویه باز مفید است. قرارگیری نسبی نسبت به لوله‌های نوری یا پخش‌کننده‌ها را برای دستیابی به اثر بصری مطلوب در نظر بگیرید.

10. مقایسه و تمایز فنی

ویژگی‌های کلیدی متمایزکننده این LED عبارتند ازقابلیت دو رنگ در یک پکیج کناریو استفاده ازفناوری AlInGaP.

• در مقابل LEDهای کناری تک رنگ:این دستگاه با جایگزینی دو LED تک رنگ جداگانه با یک قطعه، فضای PCB و هزینه مونتاژ را صرفه‌جویی می‌کند، لیست مواد و چیدمان را ساده می‌کند.
• AlInGaP در مقابل سایر فناوری‌ها:در مقایسه با LEDهای سنتی GaP (فسفید گالیم)، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به خروجی روشن‌تر در همان جریان درایو می‌شود. همچنین در مقایسه با برخی فناوری‌های قدیمی‌تر، اشباع رنگ و پایداری برتر در دما و طول عمر را فراهم می‌کند.
• سازگاری پکیج:فوت‌پرینت استاندارد EIA سازگاری جایگزینی با بسیاری از طراحی‌های موجود و خطوط مونتاژ خودکار را تضمین می‌کند و تلاش صلاحیت‌یابی را کاهش می‌دهد.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال 1: آیا می‌توانم هر دو چیپ سبز و نارنجی را همزمان درایو کنم؟

پاسخ 1: بله، اما باید اطمینان حاصل کنید که کل اتلاف توان از محدودیت‌های پکیج تجاوز نمی‌کند. اگر هر دو را در حداکثر جریان DC خود (هر کدام 30mA) با V_Fمعمول ~2.0V درایو کنید، توان حدود 120mW خواهد بود که از رتبه‌بندی 75mW برای هر چیپ تجاوز می‌کند. بنابراین، کارکرد همزمان در جریان کامل توصیه نمی‌شود. برای استفاده همزمان، جریان را کاهش دهید تا کل توان در محدوده ایمن باقی بماند.

سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پاسخ 2: طول موج پیک (λ_P) طول موجی است که در آن طیف تابش حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λ_d) طول موج واحدی است که چشم انسان به عنوان رنگ نور درک می‌کند، که از مختصات رنگی CIE محاسبه می‌شود. λ_dاغلب برای مشخصه‌سازی رنگ در کاربردها مرتبط‌تر است.

سوال 3: چرا رتبه‌بندی جریان معکوس مهم است اگر نباید ولتاژ معکوس اعمال کنم؟

پاسخ 3: رتبه‌بندی I_Rیک پارامتر تست کیفیت و نشتی برای سازنده است. در مدار خود، باید از LED در برابر ولتاژ معکوس تصادفی که ممکن است در طول اتصال داغ یا در پیکربندی‌های خاص مدار رخ دهد، محافظت کنید. استفاده از یک دیود سری یا اطمینان از قطبیت صحیح ضروری است.

سوال 4: هنگام سفارش چگونه کدهای بین را تفسیر کنم؟

پاسخ 4: شماره قطعه LTST-S115KGKFKT-5A شامل کدهای بین خاصی است (مثلاً KG برای شدت/طول موج سبز، KF برای نارنجی). هنگام سفارش، لیست دقیق کد بین سازنده را مشورت کنید یا روشنایی مورد نیاز خود (مثلاً بین LM برای سبز روشن‌تر) و رنگ (مثلاً بین D برای سایه سبز خاص) را مشخص کنید تا اطمینان حاصل کنید قطعاتی دریافت می‌کنید که با نیازهای یکنواختی شما مطابقت دارند.

12. اصول عملکرد

تابش نور در این LED بر اساس الکترولومینسانس در مواد نیمه‌هادی AlInGaP است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از ولتاژ روشن شدن دیود (تقریباً 1.7-2.4V) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ترتیب از لایه‌های نوع n و نوع p به ناحیه فعال چیپ نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی گاف باند آلیاژ AlInGaP تعیین می‌شود که در طول ساخت چیپ به دقت مهندسی شده است تا نور سبز (~575 نانومتر) و نارنجی (~611 نانومتر) تولید کند. پکیج کناری شامل یک لنز قالب‌گیری شده است که نور ساطع شده را به یک الگوی دید گسترده 120 درجه شکل می‌دهد و آن را موازی با صفحه نصب PCB هدایت می‌کند.