دیتاشیت فنی LTST-S270KRKT - ال ای دی SMD قرمز AlInGaP - 20mA - 2.4V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTST-S270KRKT یک ال ای دی SMD با روشنایی بالا و دید جانبی است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن که نیاز به روشنایی نشانگر قابل اعتماد و کارآمد دارند طراحی شده است. این قطعه از یک تراشه نیمه‌هادی پیشرفته AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که به دلیل تولید شدت نوری بالا با خلوص رنگ عالی در طیف قرمز شناخته شده است. قطعه در یک پکیج استاندارد مطابق با EIA قرار گرفته که آن را با خطوط مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place و فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار می‌کند که برای تولید انبوه حیاتی هستند. طراحی لنز جانبی‌تاب (شفاف) آن اجازه می‌دهد نور به موازات سطح نصب هدایت شود که برای کاربردهایی که از نظر عمودی فضا محدود است، مانند پنل‌های لبه‌تاب، نور پس‌زمینه کلیدهای ممبران یا نشانگرهای وضعیت در لوازم الکترونیکی مصرفی باریک، ایده‌آل است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• تراشه AlInGaP با روشنایی بالا:در مقایسه با مواد سنتی ال ای دی، شدت نوری برتری ارائه می‌دهد و دید واضح را تضمین می‌کند.
• پکیج دید جانبی:تابش اصلی نور از کنار قطعه است که برای طراحی‌های صرفه‌جویانه در فضا عالی است.
• مطابق با RoHS و محصول سبز:بدون مواد خطرناکی مانند سرب، جیوه و کادمیوم تولید شده و با مقررات زیست‌محیطی جهانی مطابقت دارد.
• پایه‌های قلع‌اندود شده:قابلیت لحیم‌کاری را افزایش می‌دهد و مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون فراهم می‌کند و اتصالات لحیم قابل اعتماد در حین مونتاژ را تضمین می‌کند.
• سازگار با اتوماسیون:روی نوار 8 میلی‌متری سوار بر قرقره 7 اینچی عرضه می‌شود و کاملاً با تجهیزات قرارگیری اتوماتیک پرسرعت سازگار است.
• قابل لحیم‌کاری ریفلو:پروفایل‌های حرارتی استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز مورد نیاز برای فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free) را تحمل می‌کند.

2. مشخصات فنی و تفسیر عینی

این بخش یک تحلیل عینی و دقیق از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد. درک این مقادیر برای طراحی صحیح مدار و تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها نشان‌دهنده محدودیت‌های تنش هستند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن‌ها برای استفاده عادی توصیه نمی‌شود و به احتمال زیاد عمر ال ای دی را کوتاه می‌کند.

• اتلاف توان (Pd):75 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که پکیج ال ای دی می‌تواند به صورت گرما دفع کند. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و خرابی فاجعه‌بار شود.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):80 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) است. این مقدار به طور قابل توجهی بالاتر از رتبه DC است و برای فلاش‌های کوتاه و با شدت بالا مفید است.
• جریان مستقیم DC (I_F):30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پیوسته توصیه شده برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت است. شرایط آزمایش معمول برای مشخصات نوری 20mA است.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بیشتر از این می‌تواند پیوند PN ال ای دی را شکسته و باعث خرابی فوری شود. در محیط‌های AC یا سیگنال دو قطبی، محافظت صحیح مدار (مثلاً یک دیود سری در موازی معکوس) توصیه می‌شود.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد / 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. قطعه می‌تواند در این محدوده‌های دمای محیطی عمل کرده و ذخیره شود. عملکرد، به ویژه شدت نوری و ولتاژ مستقیم، با دما تغییر خواهد کرد.
• شرایط ریفلو IR:پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه. این حداکثر پروفایل حرارتی را تعریف می‌کند که پکیج در حین لحیم‌کاری بدون آسیب می‌تواند تحمل کند.

2.2 ویژگی‌های الکترو-اپتیکال

اندازه‌گیری شده در دمای محیط (T_a) 25 درجه سانتی‌گراد، این پارامترها عملکرد ال ای دی را تحت شرایط کارکرد عادی تعریف می‌کنند.

• شدت نوری (I_V):18.0 - 54.0 میلی‌کاندلا (معمولاً 54.0 میلی‌کاندلا) در I_F= 20mA. این معیاری از روشنایی درک شده ال ای دی است که توسط چشم انسان دیده می‌شود. محدوده وسیع حداقل-حداکثر نشان‌دهنده نیاز به یک سیستم باینینگ است (به بخش 3 مراجعه کنید).
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نوری به نصف مقدار حداکثر (روی محور) کاهش می‌یابد. زاویه 130 درجه نشان‌دهنده یک الگوی دید بسیار گسترده است که برای لنزهای جانبی‌تاب بدون پرتو باریک معمول است.
• طول موج پیک (λ_P):639 نانومتر. این طول موجی است که در آن توان خروجی نوری ال ای دی در حداکثر خود است. این "رنگ" را از نظر فیزیکی تعریف می‌کند.
• طول موج غالب (λ_d):631 نانومتر. برگرفته از نمودار رنگی CIE، این طول موج منفردی است که به بهترین وجه رنگ درک شده توسط چشم انسان را نشان می‌دهد. این پارامتر کلیدی برای مشخصات رنگ است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر. این عرض طیف منتشر شده در نصف توان حداکثر آن (عرض کامل در نصف حداکثر - FWHM) است. پهنای باند باریک‌تر نشان‌دهنده رنگ اشباع‌شده و طیفی خالص‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.0V - 2.4V (معمولاً 2.4V) در I_F= 20mA. این افت ولتاژ در سراسر ال ای دی هنگام کار است. برای طراحی مقاومت محدودکننده جریان سری با ال ای دی حیاتی است. طراحان باید از حداکثر V_Fاستفاده کنند تا اطمینان حاصل شود که جریان تحت بدترین شرایط از حد طراحی تجاوز نمی‌کند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R= 5V. این جریان نشتی کوچکی است که وقتی ال ای دی در محدوده حداکثر رتبه‌بندی خود بایاس معکوس شده است، جریان می‌یابد.

3. توضیح سیستم باینینگ

به دلیل تغییرات ذاتی در تولید نیمه‌هادی‌ها، ال ای دی‌ها بر اساس عملکرد دسته‌بندی می‌شوند. این امر ثبات را در یک دسته تولید تضمین می‌کند. LTST-S270KRKT از یک سیستم باینینگ برای شدت نوری استفاده می‌کند.

3.1 باینینگ شدت نوری

ال ای دی‌ها بر اساس شدت نوری اندازه‌گیری شده در 20mA دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای یک مقدار حداقل و حداکثر است، با تلرانس +/-15% در داخل دسته. این به طراحان اجازه می‌دهد سطح روشنایی مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنند.

• دسته M:18.0 - 28.0 میلی‌کاندلا
• دسته N:28.0 - 45.0 میلی‌کاندلا
• دسته P:45.0 - 71.0 میلی‌کاندلا
• دسته Q:71.0 - 112.0 میلی‌کاندلا
• دسته R:112.0 - 180.0 میلی‌کاندلا

پیامد طراحی:برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت در چندین ال ای دی دارند (مثلاً یک آرایه از چراغ‌های وضعیت)، مشخص کردن و تهیه ال ای دی‌ها از یک دسته شدت یکسان حیاتی است. مخلوط کردن دسته‌ها می‌تواند منجر به روشنایی به وضوح ناهموار شود.

4. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1، شکل 6)، رفتار معمولی آن‌ها را می‌توان بر اساس فیزیک استاندارد ال ای دی توصیف کرد.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

رابطه نمایی است. یک افزایش کوچک در ولتاژ فراتر از نقطه "روشن شدن" (~1.8V برای قرمز AlInGaP) باعث افزایش زیادی در جریان می‌شود. به همین دلیل است که یک مدار محدودکننده جریان (معمولاً یک مقاومت) اجباری است؛ اتصال مستقیم ال ای دی به یک منبع ولتاژ آن را از بین می‌برد.

4.2 شدت نوری در مقابل جریان مستقیم

شدت نوری تقریباً متناسب با جریان مستقیم تا یک نقطه است. کارکرد بالاتر از جریان DC توصیه شده (30mA) بازده کاهشی در روشنایی خواهد داشت در حالی که گرمای بیش از حد تولید می‌کند و کاهش لومن را تسریع می‌کند.

4.3 وابستگی به دما

با افزایش دمای پیوند:

• ولتاژ مستقیم (V_F):کمی کاهش می‌یابد. این می‌تواند منجر به افزایش جزئی جریان شود اگر توسط یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری هدایت شود.
• شدت نوری (I_V):کاهش می‌یابد. دمای بالا کارایی خروجی نور را کاهش می‌دهد. مدیریت حرارتی مناسب (مثلاً مساحت کافی مس روی PCB متصل به پدهای حرارتی ال ای دی در صورت وجود یا صفحه زمین مجاور) برای حفظ روشنایی ثابت مهم است.
• طول موج (λ_d):کمی جابجا می‌شود، معمولاً به سمت طول موج‌های بلندتر (انتقال به قرمز).

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج و قطبیت

دیتاشیت شامل نقشه‌های مکانیکی دقیق است. ویژگی‌های کلیدی شامل هندسه لنز دید جانبی و شناسایی پد آند/کاتد است. کاتد معمولاً توسط یک شکاف، یک نوار سبز روی نوار یا شکل پد متفاوت مشخص می‌شود. قطبیت صحیح در حین مونتاژ ضروری است.

5.2 طرح پد لحیم توصیه شده

یک الگوی لند پیشنهادی (ردپای پد لحیم) ارائه شده است تا یک فیله لحیم قابل اعتماد و تراز مناسب در حین ریفلو تضمین شود. پیروی از این توصیه به جلوگیری از پدیده "تومبستونینگ" (ایستادن قطعه روی یک سر) کمک کرده و استحکام مکانیکی خوبی را تضمین می‌کند.

5.3 مشخصات نوار و قرقره

قطعه روی نوار حامل برجسته (گام 8 میلی‌متر) روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که مطابق با ANSI/EIA-481 است.

• تعداد قطعات در هر قرقره: 4000
• حداقل مقدار سفارش:500 قطعه برای مقادیر باقی‌مانده.
• نوار پوششی:جیب‌ها را مهر و موم می‌کند تا از افتادن قطعات جلوگیری کند.
• لامپ‌های مفقود:حداکثر دو جیب خالی متوالی طبق مشخصات مجاز است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری، مونتاژ و جابجایی

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو IR

یک پروفایل ریفلو پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است که مطابق با استانداردهای JEDEC است. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:150-200 درجه سانتی‌گراد تا 120 ثانیه برای افزایش آهسته دما و فعال کردن فلاکس.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان بالاتر از مایع (TAL):پروفایل زمان دمای پیک حداکثر 10 ثانیه را پیشنهاد می‌کند. زمان کل از حدود 217 درجه سانتی‌گراد تا پیک باید کنترل شود.
• حداکثر چرخه‌ها:ال ای دی نباید تحت بیش از دو چرخه ریفلو قرار گیرد.

توجه:پروفایل واقعی باید برای طراحی PCB خاص، خمیر لحیم و فر مورد استفاده مشخص شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

اگر لحیم‌کاری دستی ضروری است:

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.
• محدودیت:فقط یک چرخه لحیم‌کاری دستی مجاز است.

6.3 تمیز کردن

فقط حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) یا اتیل الکل باید برای تمیز کردن استفاده شوند، در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه. مواد شیمیایی خشن یا نامشخص می‌توانند به لنز پلاستیکی و پکیج آسیب برسانند.

6.4 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

ال ای دی‌ها به ESD حساس هستند. اقدامات احتیاطی جابجایی اجباری است:

• از بند مچ زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام ایستگاه‌های کاری، تجهیزات و ابزارها به درستی زمین شده‌اند.
• قطعات را در بسته‌بندی ایمن در برابر ESD ذخیره و حمل کنید.

6.5 شرایط نگهداری

• کیسه مهر و موم شده (کیسه مانع رطوبت - MBB):در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% ذخیره شود. عمر مفید از تاریخ مهر و موم کیسه یک سال است وقتی با ماده خشک‌کن ذخیره شود.
• کیسه باز شده یا قطعات جدا:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره شود. توصیه می‌شود ریفلو IR در عرض یک هفته پس از باز کردن کامل شود. برای نگهداری طولانی‌تر، قطعات را در یک ظرف مهر و موم شده با ماده خشک‌کن یا در یک دسیکاتور نیتروژن قرار دهید. قطعاتی که بیش از یک هفته خارج از MBB نگهداری شده‌اند باید قبل از لحیم‌کاری حداقل 20 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخته شوند تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در حین ریفلو جلوگیری شود.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نشانگرهای وضعیت:نشانگرهای برق، اتصال یا حالت در لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم خانگی و پنل‌های کنترل صنعتی.
• نور پس‌زمینه:نور لبه‌ای برای کلیدهای ممبران، صفحه کلیدها یا نمایشگرهای گرافیکی کوچک.
• چراغ‌های نشانگر غیر بحرانی (مشروط به تأیید دما و ارتعاش).دستگاه‌های قابل حمل:
• ال ای دی‌های سطح باتری یا اعلان در تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و پوشیدنی‌ها (با استفاده از ویژگی جانبی‌تاب).7.2 طراحی مدار

رایج‌ترین مدار درایو یک منبع ولتاژ (V

) سری با یک مقاومت محدودکننده جریان (R_CC) است. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود:_S= (V
R_S- V_CC) / I_Fجایی که V_F
ولتاژ مستقیم ال ای دی و I_Fجریان مستقیم مورد نظر است (مثلاً 20mA)._Fهمیشه از حداکثر Vاز دیتاشیت (2.4V) برای این محاسبه استفاده کنید_Fتا تضمین شود جریان تحت بدترین شرایط از هدف طراحی تجاوز نمی‌کند. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V:= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. یک مقاومت استاندارد 130Ω یا 150Ω مناسب خواهد بود.
R_S7.3 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان کم است، کارکرد پیوسته در دمای محیطی بالا یا در حداکثر جریان DC می‌تواند دمای پیوند را افزایش دهد. برای حفظ عملکرد و طول عمر:

از مساحت کافی مس روی PCB متصل به پدهای حرارتی ال ای دی (در صورت وجود) یا صفحه زمین مجاور به عنوان هیت سینک استفاده کنید.

• از قرار دادن ال ای دی در نزدیکی سایر قطعات تولیدکننده گرما خودداری کنید.
• در محیط‌های با دمای بالا، کاهش رتبه جریان کارکرد را در نظر بگیرید (مثلاً به جای 20mA از 15mA استفاده کنید).
• 7.4 محدودیت‌ها و هشدارهای کاربردی

دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که این ال ای دی‌ها برای

تجهیزات الکترونیکی معمولی(اداری، ارتباطی، خانگی) در نظر گرفته شده‌اند. آن‌هابرای کاربردهای بحرانی ایمنی که خرابی می‌تواند زندگی یا سلامتی را به خطر بیندازد، مانند:سیستم‌های هوانوردی و هوافضاتجهیزات حمل و نقل و کنترل ترافیک

• دستگاه‌های پزشکی و پشتیبان حیات
• سیستم‌های ایمنی بحرانی
• برای چنین کاربردهایی، باید قطعاتی با گواهینامه‌های قابلیت اطمینان مناسب تهیه شوند.
• 8. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

طول موج پیک (λ

):

طول موج فیزیکی که ال ای دی بیشترین توان نوری را در آن ساطع می‌کند. مستقیماً از طیف اندازه‌گیری می‌شود._Pطول موج غالب (λ):
رنگ درک شده. از نمودار رنگ CIE محاسبه می‌شود تا طول موج منفردی که با نقطه رنگ ال ای دی همانطور که توسط چشم انسان دیده می‌شود مطابقت دارد، پیدا شود. برای ال ای دی‌های تک‌رنگ مانند این قرمز، آن‌ها نزدیک اما یکسان نیستند. λ_dپارامتر مرتبط‌تر برای مشخصات رنگ است.8.2 آیا می‌توانم این ال ای دی را با منبع تغذیه 3.3V راه‌اندازی کنم؟_dبله. با استفاده از فرمول R

= (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω. یک مقاومت استاندارد 47Ω کار خواهد کرد. اطمینان حاصل کنید که منبع می‌تواند جریان مورد نیاز را تأمین کند.

8.3 چرا نیاز رطوبت نگهداری پس از باز کردن کیسه اینقدر سختگیرانه است؟_Sپکیج‌های SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در حین فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که می‌تواند پکیج را ترک دهد یا لایه‌های داخلی را جدا کند - پدیده‌ای معروف به "پاپ کورن شدن" یا "تنش ناشی از رطوبت". فرآیند پخت (60 درجه سانتی‌گراد به مدت 20+ ساعت) این رطوبت جذب شده را به طور ایمن خارج می‌کند.

8.4 چگونه کد دسته (مثلاً P) روی یک سفارش را تفسیر کنم؟

کد دسته (M, N, P, Q, R) محدوده تضمین شده شدت نوری برای ال ای دی‌های آن دسته را مشخص می‌کند. هنگام ثبت سفارش، می‌توانید کد دسته مورد نیاز را مشخص کنید تا اطمینان حاصل کنید ال ای دی‌هایی با روشنایی در محدوده مورد نظر خود دریافت می‌کنید. اگر مشخص نشده باشد، تأمین‌کننده ممکن است از هر دسته موجود ارسال کند.

.4 How do I interpret the bin code (e.g., P) on an order?

The bin code (M, N, P, Q, R) specifies the guaranteed range of luminous intensity for the LEDs in that batch. When placing an order, you can specify the required bin code to ensure you receive LEDs with brightness in your desired range. If not specified, the supplier may ship from any available bin.