دیتاشیت LED SMD مدل LTST-S115KSKRKT - دو رنگ (زرد/قرمز) با دید جانبی - تراشه AlInGaP - 25mA - 62.5mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED دو رنگ فشرده و نصب‌شده روی سطح را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه که برای مونتاژ خودکار طراحی شده است، برای کاربردهایی که فضا محدود است و نیاز به نشانگری روشن و قابل اعتماد وجود دارد، ایده‌آل است. این دستگاه دو تراشه نورافشان مجزا را در یک پکیج استاندارد صنعتی واحد ادغام می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی RoHS.
• پیکربندی دو رنگ (زرد و قرمز) در پکیج با دید جانبی.
• از فناوری نیمه‌هادی با روشنایی بالا آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) استفاده می‌کند.
• پایه‌ها دارای پوشش قلع برای بهبود قابلیت لحیم‌کاری هستند.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ برای تجهیزات Pick-and-Place خودکار.
• مطابق با طرح‌های استاندارد بسته‌بندی EIA.
• منطق ورودی با سطوح درایو مدار مجتمع (IC) استاندارد سازگار است.
• کاملاً سازگار با فرآیندهای مونتاژ خودکار و لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR).

1.2 کاربردها

این LED برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها و سیستم‌های الکترونیکی مناسب است، از جمله اما نه محدود به:

• تجهیزات مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم/سلولی، سوئیچ‌های شبکه).
• دستگاه‌های اتوماسیون اداری (مانند نوت‌بوک‌ها، پرینترها).
• لوازم خانگی و پنل‌های کنترل صنعتی.
• نور پس‌زمینه کی‌پدها و صفحه‌کلیدها.
• نشانگرهای وضعیت و برق.
• نمایشگرهای میکرو و روشنایی نمادین.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر نشان‌دهنده محدودیت‌های تنش هستند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا زیر آن تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان (P_d):62.5 میلی‌وات به ازای هر تراشه. این حداکثر توانی است که LED می‌تواند در دمای محیط (T_a) 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما تلف کند. تجاوز از این حد خطر تخریب حرارتی را به همراه دارد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز است که معمولاً تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms) مشخص می‌شود تا از گرم شدن بیش از حد اتصال نیمه‌هادی جلوگیری شود.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر DC. این حداکثر جریان توصیه شده برای عملکرد پیوسته است که قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار را تضمین می‌کند.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیش از این مقدار می‌تواند باعث خرابی فوری و فاجعه‌بار اتصال LED شود.
• محدوده دمای کاری:30- درجه سانتی‌گراد تا +80 درجه سانتی‌گراد. عملکرد دستگاه در این محدوده دمای محیط تضمین می‌شود.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا +100 درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند در این محدوده‌ها بدون تخریب نگهداری شود.
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز:مقاوم در برابر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 10 ثانیه، که استاندارد برای پروفیل‌های ریفلو لحیم بدون سرب (Pb-free) است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در T_a=25°C و I_F=20mA اندازه‌گیری شده‌اند که نمایانگر شرایط کاری معمول هستند.

• شدت نور (I_V):
  • زرد:حداقل 45.0 میلی‌کاندلا، مقدار معمول ارائه شده، حداکثر 180.0 میلی‌کاندلا.
  • قرمز:حداقل 28.0 میلی‌کاندلا، مقدار معمول ارائه شده، حداکثر 180.0 میلی‌کاندلا.
  • اندازه‌گیری شده با استفاده از سنسوری که برای تطبیق با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) فیلتر شده است.
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه (معمول برای هر دو رنگ). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک (روی محور) خود کاهش می‌یابد. زاویه گسترده 130 درجه، این دستگاه را به یک دستگاه تابش جانبی مناسب برای روشنایی یکنواخت و گسترده تبدیل می‌کند.
• طول موج تابش پیک (λ_P):
  • زرد:معمولاً 593 نانومتر.
  • قرمز:معمولاً 639 نانومتر.
  • این طول موجی است که در آن توان خروجی نوری در بیشترین مقدار است.
• طول موج غالب (λ_d):
  • زرد:محدوده از 587.0 نانومتر (حداقل) تا 594.5 نانومتر (حداکثر).
  • قرمز:محدوده از 624 نانومتر (حداقل) تا 638 نانومتر (حداکثر).
  • مشتق شده از نمودار رنگ‌سنجی CIE، این طول موج واحدی است که چشم انسان برای تعریف رنگ درک می‌کند.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):معمولاً 15 نانومتر (زرد) و 20 نانومتر (قرمز). این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ مقدار کوچکتر به معنای نور تک‌رنگ‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.0 ولت، با حداکثر 2.4 ولت در 20mA برای هر دو رنگ. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V. این جریان نشتی کوچک هنگامی است که دستگاه در محدوده مجاز خود تحت بایاس معکوس قرار دارد.

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی (بینینگ)

شدت نور LEDها از بچ به بچ متفاوت است. یک سیستم بینینگ با گروه‌بندی دستگاه‌های با عملکرد مشابه، یکنواختی را تضمین می‌کند.

3.1 بینینگ شدت نور

هر رنگ کدهای بین خاصی دارد که محدوده حداقل و حداکثر شدت نور را در 20mA تعریف می‌کنند. تلرانس درون هر بین +/-15% است.

تراشه زرد:

• بین P:45.0 – 71.0 میلی‌کاندلا
• بین Q:71.0 – 112.0 میلی‌کاندلا
• بین R:112.0 – 180.0 میلی‌کاندلا

تراشه قرمز:

• بین N:28.0 – 45.0 میلی‌کاندلا
• بین P:45.0 – 71.0 میلی‌کاندلا
• بین Q:71.0 – 112.0 میلی‌کاندلا
• بین R:112.0 – 180.0 میلی‌کاندلا

طراحان باید هنگام سفارش، کد بین مورد نیاز خود را مشخص کنند تا سطح روشنایی لازم برای کاربردشان تضمین شود.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج و تخصیص پایه‌ها

دستگاه مطابق با طرح استاندارد SMD است. ابعاد حیاتی شامل اندازه بدنه و فاصله پایه‌ها می‌شود. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس معمولی ±0.1mm هستند.

تخصیص پایه‌ها:

• کاتد 1 (C1):متصل به آند تراشه قرمز. پیکربندی کاتد مشترک به این معنی است که اعمال ولتاژ مستقیم به C1 (نسبت به آند مشترک) تراشه قرمز را روشن می‌کند.
• کاتد 2 (C2):متصل به آند تراشه زرد. اعمال ولتاژ مستقیم به C2 تراشه زرد را روشن می‌کند.
• آند مشترک:پایه دیگر (که در نمودار به صراحت C1/C2 برچسب نخورده) آند مشترک هر دو تراشه است.

این پیکربندی امکان کنترل مستقل دو رنگ را با درایو کردن پایه‌های کاتد مربوطه فراهم می‌کند.

4.2 طرح پد PCB توصیه شده و جهت لحیم‌کاری

یک طرح لند (فوت‌پرینت) توصیه شده ارائه شده است تا تشکیل صحیح اتصال لحیم، پایداری مکانیکی و تخلیه حرارتی در حین ریفلو تضمین شود. جهت قرارگیری دستگاه روی نوار نسبت به پدهای PCB نیز نشان داده شده است تا مونتاژ خودکار صحیح تسهیل شود.

4.3 مشخصات بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته‌دار برای جابجایی خودکار عرضه می‌شوند.

• عرض نوار:8 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر قرقره:3000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 عدد برای قرقره‌های جزئی.
• بسته‌بندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است. نوار با یک نوار پوششی مهر و موم شده و حداکثر دو حفره خالی متوالی مجاز است.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری، مونتاژ و جابجایی

5.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز

یک پروفیل دمایی در مقابل زمان دقیق برای مونتاژ لحیم بدون سرب (Pb-free) توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:افزایش دما تا 150-200 درجه سانتی‌گراد.
• زمان خیس‌خوری/پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه برای فعال‌سازی فلاکس و یکنواخت کردن دما.
• ریفلو (مایع‌شدگی):دمای پیک نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.
• زمان بالای 260 درجه سانتی‌گراد:باید 10 ثانیه یا کمتر باشد.
• تعداد پاس‌های ریفلو:حداکثر دو بار.

پروفیل باید در ارتباط با دستورالعمل‌های سازنده خاص خمیر لحیم توسعه یابد و برای مونتاژ واقعی PCB اعتبارسنجی شود.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی:

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.
• زمان تماس:حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال لحیم.
• تعداد دفعات:فقط یک بار برای هر اتصال به منظور حداقل کردن تنش حرارتی.

5.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری:

• فقط از حلال‌های مشخص شده مانند الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.
• زمان غوطه‌وری باید کمتر از یک دقیقه در دمای اتاق باشد.
• از مواد شیمیایی خورنده یا نامشخص که ممکن است به لنز LED یا مواد پکیج آسیب برسانند، خودداری کنید.

5.4 نگهداری و حساسیت به رطوبت

LEDها به رطوبت حساس هستند. جابجایی صحیح برای جلوگیری از "ترکیدن" (ترک خوردن پکیج) در حین ریفلو حیاتی است.

• بسته مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود. ظرف یک سال از تاریخ بسته‌بندی خشک استفاده شود.
• بسته باز شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. برای نگهداری طولانی‌مدت خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف دربسته با ماده رطوبت‌گیر یا اتمسفر نیتروژن استفاده کنید.
• عمر مفید در محیط کار:قطعاتی که بیش از یک هفته در معرض هوای محیط قرار گرفته‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری در دمای تقریباً 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 20 ساعت پخته شوند تا رطوبت جذب شده خارج شود.

5.5 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

ساختار نیمه‌هادی AlInGaP مستعد آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و موج‌های الکتریکی است.

• همیشه قطعات را در یک منطقه محافظت شده از ESD جابجا کنید.
• از مچ‌بند یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام تجهیزات، ابزارها و سطوح کار به درستی زمین شده‌اند.

6. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

6.1 محدود کردن جریان

یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی هنگام درایو کردن LED از یک منبع ولتاژ بالاتر از ولتاژ مستقیم آن (V_F) اجباری است. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. برای عملکرد قابل اعتماد، از جریان مستقیم پیوسته (I_F) 25mA تجاوز نکنید. برای عملکرد پالسی جهت دستیابی به روشنایی درک شده بالاتر، اطمینان حاصل کنید که جریان پیک و چرخه وظیفه در محدوده حداکثر مقادیر مطلق مجاز باقی می‌ماند.

6.2 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان نسبتاً کم است (62.5mW به ازای هر تراشه)، طراحی حرارتی مناسب عمر مفید را افزایش داده و خروجی نور پایدار را حفظ می‌کند. اطمینان حاصل کنید که طراحی پد PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند. از قرار دادن LED در نزدیکی سایر منابع گرمایی قابل توجه خودداری کنید. عملکرد در دمای محیط بالا (نزدیک به حداکثر 80°C) ممکن است نیاز به کاهش درجه (درریتینگ) حداکثر جریان مستقیم داشته باشد.

6.3 طراحی نوری

زاویه دید جانبی 130 درجه یک ویژگی کلیدی است. هنگام طراحی راهنماهای نور، لنزها یا دیفیوزرها، این الگوی تابش گسترده باید برای دستیابی به روشنایی یکنواخت در نظر گرفته شود. لنز "شفاف آبی" رنگ واقعی تراشه را بدون پخش ارائه می‌دهد.

7. مقایسه و تمایز فنی

این دستگاه مزایای خاصی در رده خود ارائه می‌دهد:

• دو رنگ در یک پکیج:در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ جداگانه، فضای PCB و تعداد قطعات را صرفه‌جویی می‌کند.
• فناوری AlInGaP:در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP استاندارد برای رنگ‌های قرمز/زرد، به ویژه در جریان‌های پایین‌تر، بازده و روشنایی بالاتری ارائه می‌دهد.
• پکیج با دید جانبی:برای کاربردهایی که PCB موازی با سطح دید نصب می‌شود، مانند پنل‌های نور لبه‌ای یا نشانگرهای وضعیت در کنار دستگاه، ایده‌آل است.
• سازگاری کامل با ریفلو IR:می‌تواند در برابر پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری بدون سرب مقاومت کند و آن را برای خطوط مونتاژ SMT مدرن و با حجم بالا بدون نیاز به فرآیندهای ثانویه مناسب می‌سازد.

8. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

8.1 آیا می‌توانم هر دو تراشه زرد و قرمز را همزمان درایو کنم؟

بله، اما باید اتلاف توان کل را در نظر بگیرید. حداکثر مقدار مطلق مجاز برای اتلاف توان 62.5mWبه ازای هر تراشهاست. درایو کردن هر دو تراشه در حداکثر جریان پیوسته خود (هر کدام 25mA) با V_Fمعمولی 2.0V منجر به 50mW به ازای هر تراشه (مجموع 100mW) می‌شود که از مقدار مجاز به ازای هر تراشه تجاوز می‌کند. بنابراین، برای درایو همزمان هر دو، باید جریان هر تراشه را به گونه‌ای کاهش دهید که اتلاف توان فردی از 62.5mW تجاوز نکند. یک رویکرد ایمن محدود کردن جریان هر تراشه به مقداری است که P_dرا در محدوده مشخصات نگه دارد، به عنوان مثال، تقریباً ~15mA برای هر کدام.

8.2 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λ_P):طول موج فیزیکی که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع می‌کند. مستقیماً توسط یک طیف‌سنج اندازه‌گیری می‌شود.طول موج غالب (λ_d):یک مقدار محاسبه شده بر اساس نمودار رنگ CIE که نشان‌دهنده طول موج واحدی است که چشم انسان رنگ را به آن درک می‌کند. برای LEDهای تک‌رنگ مانند اینها، λ_Pو λ_dمعمولاً بسیار نزدیک هستند. λ_dبرای مشخصات رنگ در کاربردهای متمرکز بر انسان مرتبط‌تر است.

8.3 چرا نیازمندی رطوبت نگهداری پس از باز کردن کیسه اینقدر سختگیرانه است؟

پکیج پلاستیکی LED می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت جذب شده به سرعت به بخار تبدیل می‌شود و فشار داخلی ایجاد می‌کند که می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن پکیج یا ترک خوردن لنز اپوکسی ("ترکیدن") شود. کنترل‌های سختگیرانه رطوبت و نیازمندی‌های پخت، مطابق با استانداردهای صنعتی مانند JEDEC J-STD-033، برای دستگاه‌های حساس به رطوبت (MSD) استاندارد هستند.