دیتاشیت LED SMD دو رنگ LTST-S225KRTGKT-Q - نگاه جانبی (قرمز/سبز) - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند جزئیات مشخصات یک LED SMD (نشیمن سطحی) دو رنگ و فشرده با نگاه جانبی را شرح می‌دهد. این قطعه برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است و برای کاربردهایی که فضا محدود است، ایده‌آل می‌باشد. دستگاه دو چیپ نیمه‌هادی مجزا را در یک پکیج واحد ادغام می‌کند: یک چیپ AlInGaP برای انتشار نور قرمز و یک چیپ InGaN برای انتشار نور سبز. این پیکربندی امکان نشان‌دهی دو رنگ از یک جایگاه مینیاتوری واحد را فراهم می‌آورد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• طراحی دو رنگ (قرمز و سبز) با انتشار جانبی.
• پایه‌ها دارای پوشش قلع برای بهبود قابلیت لحیم‌کاری هستند.
• از فناوری چیپ با بازدهی بالا AlInGaP (برای قرمز) و InGaN (برای سبز) استفاده می‌کند.
• بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place.
• مطابق با طرح استاندارد پکیج EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• سازگار با منطق ورودی.
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات قرارگیری خودکار.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR).

1.2 کاربردها

این قطعه برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که نیاز به نشان‌دهی وضعیت فشرده و قابل اطمینان یا نور پس‌زمینه دارند، مناسب است. حوزه‌های کاربرد معمول شامل موارد زیر است:

• دستگاه‌های مخابراتی (مانند تلفن‌های همراه، تجهیزات شبکه).
• تجهیزات اتوماسیون اداری و لوازم خانگی.
• پنل‌ها و تجهیزات کنترل صنعتی.
• نور پس‌زمینه صفحه کلید یا کی‌پد.
• نشانگرهای وضعیت و برق.
• نمایشگرهای میکرو و روشنایی آیکون‌ها.
• چراغ‌های سیگنال و نمادین.

2. ابعاد پکیج و پین‌اوت

LED در یک پکیج نشیمن سطحی قرار دارد. نقشه‌های مکانیکی خاص که طول، عرض، ارتفاع و موقعیت پدها را تعریف می‌کنند، در دیتاشیت ارائه شده است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

تخصیص پین:

• پین‌های 1 و 2: آند و کاتد برای چیپ LED سبز (InGaN).
• پین‌های 3 و 4: آند و کاتد برای چیپ LED قرمز (AlInGaP).

3. رتبه‌بندی‌ها و مشخصات

تمامی مشخصات در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

3.1 حداکثر رتبه‌بندی مطلق

تنش‌های فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به دستگاه شوند.

• تلفات توان (Pd):قرمز: 50 میلی‌وات، سبز: 38 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک (I_F(پیک)):برای هر دو رنگ 40 میلی‌آمپر (پالس با چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم DC (I_F):قرمز: 20 میلی‌آمپر، سبز: 10 میلی‌آمپر.
• محدوده دمای کارکرد (T_opr):20- تا 80+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):30- تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:تحمل 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه (فرآیند بدون سرب).

3.2 مشخصات الکترواپتیکی (در I_F= 5mA)

اینها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط آزمایش استاندارد هستند.

• شدت نور (I_V):
  • قرمز: حداقل 11.2 میلی‌کاندلا، معمولی -، حداکثر 28.0 میلی‌کاندلا.
  • سبز: حداقل 56.0 میلی‌کاندلا، معمولی -، حداکثر 140.0 میلی‌کاندلا.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولاً 130 درجه (زاویه‌ای که شدت نور نصف مقدار روی محور است).
• طول موج پیک (λ_P):قرمز: 639.0 نانومتر، سبز: 525.0 نانومتر.
• طول موج غالب (λ_d):
  • قرمز: حداقل 617.0 نانومتر، حداکثر 633.0 نانومتر.
  • سبز: حداقل 520.0 نانومتر، حداکثر 535.0 نانومتر.
• پهنای باند طیفی (Δλ):قرمز: 20.0 نانومتر، سبز: 35.0 نانومتر.
• ولتاژ مستقیم (V_F):
  • قرمز: حداقل 1.6 ولت، حداکثر 2.3 ولت.
  • سبز: حداقل 2.6 ولت، حداکثر 3.5 ولت.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر برای هر دو در V_R= 5 ولت (فقط برای اهداف آزمایشی؛ دستگاه برای کارکرد معکوس نیست).

4. سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی، LEDها بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند.

4.1 دسته‌بندی شدت نور (روشنایی)

• قرمز:دسته‌های L (11.2-18.0 میلی‌کاندلا) و M (18.0-28.0 میلی‌کاندلا). تلرانس هر دسته ±15% است.
• سبز:دسته‌های P2 (56.0-71.0 میلی‌کاندلا)، Q1 (71.0-90.0 میلی‌کاندلا)، Q2 (90.0-112.0 میلی‌کاندلا)، R1 (112.0-140.0 میلی‌کاندلا). تلرانس هر دسته ±15% است.

4.2 دسته‌بندی رنگ (طول موج غالب)

• فقط سبز:دسته‌های AP (520-525 نانومتر)، AQ (525-530 نانومتر)، AR (530-535 نانومتر). تلرانس هر دسته ±1 نانومتر است.

5. منحنی‌های عملکرد و داده‌های گرافیکی

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول برای کمک به تحلیل طراحی است. این نمایش‌های گرافیکی به مهندسان کمک می‌کنند تا رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف درک کنند. در حالی که نقاط داده منحنی خاص در متن فهرست نشده‌اند، طراحان باید برای جزئیات به شکل‌های ارائه شده مراجعه کنند:

• رابطه بین جریان مستقیم (I_F) و ولتاژ مستقیم (V_F) برای هر دو چیپ قرمز و سبز.
• رابطه بین جریان مستقیم (I_F) و شدت نور نسبی برای هر دو رنگ.
• تاثیر دمای محیط بر شدت نور نسبی.
• منحنی‌های توزیع توان طیفی (SPD) که پروفایل انتشار چیپ‌های قرمز و سبز را نشان می‌دهند.

6. راهنمای مونتاژ و نگهداری

6.1 تمیز کردن

در صورت نیاز به تمیز کردن پس از لحیم‌کاری یا دستکاری، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. LED را در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص استفاده نکنید زیرا ممکن است به مواد پکیج آسیب برسانند.

6.2 طرح پد PCB و لحیم‌کاری

ابعاد الگوی لند (فوت‌پرینت) توصیه شده برای پدهای PCB برای اطمینان از تشکیل مناسب اتصال لحیم و پایداری مکانیکی ارائه شده است. دیتاشیت شامل نموداری است که جهت بهینه برای لحیم‌کاری و هندسه پد توصیه شده را برای تسهیل خیس شدن خوب لحیم و جلوگیری از پدیده "تومب‌استونینگ" نشان می‌دهد.

6.3 بسته‌بندی: نوار و قرقره

قطعات در یک نوار حامل برجسته 8 میلی‌متری عرض که روی یک قرقره استاندارد با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است، عرضه می‌شوند. این بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است. جزئیات کلیدی شامل موارد زیر است:

• فاصله و ابعاد جیب برای نگهداری قطعه.
• قطر هاب قرقره، قطر فلنج و عرض.
• تعداد استاندارد: 4000 قطعه در هر قرقره کامل.
• حداقل مقدار سفارش برای باقیمانده: 500 قطعه.
• حداکثر دو جیب خالی متوالی مجاز است.

7. احتیاط‌ها و نکات مهم کاربردی

7.1 محدوده کاربرد

این LED برای تجهیزات الکترونیکی تجاری و صنعتی استاندارد طراحی شده است. برای استفاده در کاربردهای بحرانی ایمنی یا با قابلیت اطمینان بالا که خرابی می‌تواند مستقیماً جان یا سلامتی را تهدید کند (مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی، کنترل حمل و نقل) در نظر گرفته نشده است. برای چنین کاربردهایی، مشورت با سازنده الزامی است.

7.2 شرایط نگهداری

نگهداری مناسب برای حفظ قابلیت لحیم‌کاری و عملکرد حیاتی است.

• بسته مهر و موم شده:در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی (RH) ≤ 90% نگهداری شود. ظرف یک سال از تاریخ کد استفاده شود.
• بسته باز شده:قطعات به رطوبت حساس هستند (MSL 3). در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 60% نگهداری شوند. توصیه می‌شود لحیم‌کاری رفلو IR ظرف یک هفته پس از باز کردن کیسه محافظ رطوبت تکمیل شود. برای نگهداری بیش از یک هفته، قبل از لحیم‌کاری حداقل 20 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخت (بیک) شود، یا در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا در جو نیتروژن نگهداری شود.

7.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

برای جلوگیری از آسیب حرارتی، به شرایط زیر پایبند باشید:

• لحیم‌کاری رفلو (توصیه شده):
  • پیش‌گرم: 150-200 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 120 ثانیه.
  • دمای پیک: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
  • زمان بالای 260 درجه سانتی‌گراد: حداکثر 10 ثانیه. رفلو حداکثر باید دو بار انجام شود.
• لحیم‌کاری دستی (هویه):
  • دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.
  • زمان لحیم‌کاری: حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال. به یک چرخه لحیم‌کاری محدود شود.

نکته در مورد پروفایل‌های رفلو:پروفایل دمای بهینه به طراحی خاص PCB، قطعات، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. پروفایل باید برای مونتاژ خاص مشخص شود. دیتاشیت به یک پروفایل نمونه بر اساس استانداردهای JEDEC اشاره می‌کند.

7.4 حساسیت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها مستعد آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و موج‌های الکتریکی هستند. همیشه در طول دستکاری و مونتاژ، روش‌های کنترل ESD مناسب را دنبال کنید:

• از مچ‌بند زمین‌شده یا دستکش ضداستاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام ایستگاه‌های کاری، تجهیزات و ابزارها به درستی زمین شده‌اند.
• دستگاه‌ها را در یک منطقه محافظت شده از ESD دستکاری کنید.

8. ملاحظات طراحی و نکات کاربردی

8.1 محدود کردن جریان

همیشه LED را با یک مقاومت محدودکننده جریان سری یا یک درایور جریان ثابت به کار بگیرید. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت برای یک طراحی محافظه‌کارانه استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان از I_Fمورد نظر تجاوز نمی‌کند. از رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق برای جریان DC یا پالسی فراتر نروید.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه پکیج کوچک است، تلفات توان (تا 50 میلی‌وات برای قرمز، 38 میلی‌وات برای سبز) گرما تولید می‌کند. برای کارکرد مداوم در یا نزدیک حداکثر جریان، اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پدهای لحیم روی PCB به عنوان هیت‌سینک وجود دارد. این به حفظ دمای اتصال پایین‌تر کمک می‌کند که خروجی نوری و قابلیت اطمینان بلندمدت را حفظ می‌کند.

8.3 طراحی نوری

طراحی نگاه جانبی (زاویه دید معمولی 120 درجه) نور را موازی با صفحه PCB منتشر می‌کند. این برای راهنماهای نور لبه‌ای، روشنایی آیکون‌های شلیک جانبی یا نشانگرهای وضعیت که از کنار دستگاه دیده می‌شوند، ایده‌آل است. هنگام طراحی لوله‌های نور یا لنزها، توزیع شدت زاویه‌ای را برای دستیابی به الگوی روشنایی مورد نظر در نظر بگیرید.

8.4 راه‌اندازی دو رنگ

چیپ‌های قرمز و سبز از نظر الکتریکی مستقل هستند. می‌توان آن‌ها را به طور جداگانه راه‌اندازی کرد تا رنگ قرمز، سبز یا از طریق سوئیچینگ سریع، یک رنگ کهربایی/زرد ظاهری را نشان دهند. برای کاربردهای رنگ ترکیبی، معمولاً از یک میکروکنترلر با خروجی‌های PWM (مدولاسیون عرض پالس) برای کنترل شدت و ترکیب رنگ استفاده می‌شود.

9. مقایسه فنی و تمایز

این LED SMD دو رنگ با نگاه جانبی مزایای خاصی در طراحی‌های با محدودیت فضا ارائه می‌دهد:

• بازدهی فضا:یک قطعه واحد دو رنگ مجزا را فراهم می‌کند که تعداد قطعات و جایگاه PCB را در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ جداگانه کاهش می‌دهد.
• دوستدار اتوماسیون:بسته‌بندی نوار و قرقره و فوت‌پرینت استاندارد SMD برای خطوط مونتاژ خودکار با سرعت بالا بهینه شده‌اند و هزینه تولید را کاهش می‌دهند.
• فناوری مواد:استفاده از AlInGaP برای قرمز، بازدهی بالا و پایداری دمایی خوبی ارائه می‌دهد، در حالی که InGaN برای سبز، خروجی روشنی در طیف مرئی فراهم می‌کند.
• انتشار جانبی:برخلاف LEDهای با انتشار از بالا، این پکیج نور را به صورت جانبی هدایت می‌کند که یک ویژگی حیاتی برای کاربردهای خاص نور پس‌زمینه و نشانگر است که در آن فضا عمودی یا یک زاویه دید خاص مورد نیاز است.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

سوال 1: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پاسخ 1: طول موج پیک (λ_P) طول موج واحدی است که در آن طیف انتشار حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λ_d) طول موج واحد نور تک‌فام است که وقتی با یک مرجع سفید مشخص ترکیب شود، با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λ_dبیشتر با درک انسانی از رنگ مرتبط است.

سوال 2: آیا می‌توانم چیپ‌های قرمز و سبز را همزمان در حداکثر جریان DC خود راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 2: خیر. رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق محدودیت‌های تلفات توان را برای هر چیپ به طور جداگانه مشخص می‌کنند (قرمز: 50 میلی‌وات، سبز: 38 میلی‌وات). راه‌اندازی هر دو در حداکثر جریان (قرمز 20mA @ ~2.3V = 46 میلی‌وات، سبز 10mA @ ~3.5V = 35 میلی‌وات) در صورت تداوم، احتمالاً از قابلیت اتلاف حرارتی کل پکیج فراتر می‌رود و ممکن است منجر به گرمای بیش از حد و کاهش عمر شود. برای کارکرد دوگانه در توان بالا، جریان‌ها را کاهش دهید یا مدیریت حرارتی را پیاده‌سازی کنید.

سوال 3: چرا نیاز رطوبت نگهداری پس از باز کردن کیبه سخت‌گیرانه‌تر است؟
پاسخ 3: کیسه مهر و موم شده حاوی ماده خشک‌کن است و یک مانع رطوبتی است. پس از باز شدن، پکیج SMD می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طول لحیم‌کاری رفلو، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت منبسط شود ("اثر پاپ‌کورن") و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردن پکیج شود. رتبه MSL 3 "عمر کف" و الزامات پخت را برای جلوگیری از این امر تعیین می‌کند.

سوال 4: هنگام سفارش چگونه کدهای دسته‌بندی را تفسیر کنم؟
پاسخ 4: شماره قطعه معمولاً شامل کدهای دسته‌بندی برای شدت نور و گاهی طول موج است. شما باید روشنایی مورد نیاز خود (مثلاً سبز در دسته R1 برای بالاترین خروجی) و رنگ (مثلاً سبز در دسته AP برای یک رنگ سبز خاص) را مشخص کنید تا اطمینان حاصل کنید که قطعاتی را دریافت می‌کنید که الزامات ثبات کاربرد شما برای روشنایی و ظاهر رنگ را برآورده می‌کنند.