دیتاشیت SMD LED مدل LTST-108TBL - آبی InGaN - ابعاد 3.2x1.6x1.1 میلی‌متر - حداکثر ولتاژ 3.4 ولت - حداکثر توان 102 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTST-108TBL یک دیود نورافشان نصب سطحی (SMD LED) است که برای مونتاژ خودکار روی برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. اندازه مینیاتوری آن، آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی

• ابعاد بسیار کوچک:پکیج استاندارد EIA فشرده، امکان چیدمان PCB با تراکم بالا را فراهم می‌کند.
• سازگاری با اتوماسیون:این قطعه بر روی ریلی 7 اینچی و در نوار 8 میلی‌متری عرضه می‌شود و کاملاً با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place سازگار است.
• ساخت مستحکم:سازگار با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) و خطوط مونتاژ بدون سرب (Pb-free).
• انطباق محیطی:محصول با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
• قابلیت اطمینان:قطعات پیش‌شرط‌سازی شده‌اند تا به سطح حساسیت رطوبت JEDEC Level 3 برسند که قابلیت اطمینان در حین لحیم‌کاری را تضمین می‌کند.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED برای استفاده در الکترونیک مصرفی، تجاری و صنعتی که نیازمند نشانگر وضعیت قابل اطمینان و کم‌حجم است، طراحی شده است.

• مخابرات:نشانگر وضعیت در روترها، مودم‌ها و سوئیچ‌های شبکه.
• اتوماسیون اداری و رایانه:چراغ‌های وضعیت برق/فعالیت در لپ‌تاپ‌ها، رایانه‌های رومیزی و تجهیزات جانبی.
• لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی:چراغ‌های نشانگر روی پنل‌های کنترل.
• تجهیزات صنعتی:نشانگر وضعیت ماشین و خطا.
• کاربرد عمومی:نور پس‌زمینه پنل جلویی، کاربردهای روشنایی سیگنال و نماد.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• توان اتلافی (Pd):102 میلی‌وات در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیوسته (IF):30 میلی‌آمپر پیوسته. تجاوز از این جریان به طور قابل توجهی دمای پیوند را افزایش داده و افت شار نوری را تسریع می‌کند.
• جریان مستقیم پیک:80 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) برای سیگنال‌های کوتاه مجاز است.
• ضریب کاهش ظرفیت:0.38 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد خطی از 25 درجه سانتی‌گراد. حداکثر جریان مستقیم مجاز باید با افزایش دمای محیط کاهش یابد تا از تجاوز از حد مجاز دمای پیوند جلوگیری شود.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:به ترتیب 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد و 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد، که محدودیت‌های محیطی برای عملکرد و عدم عملکرد را تعریف می‌کنند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اندازه‌گیری شده در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان 20 میلی‌آمپر، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند.

• شدت نور (Iv):از 330.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 520.0 میلی‌کاندلا (حداکثر) متغیر است، با یک مقدار معمول که به رتبه بسته (bin) بستگی دارد. با استفاده از سنسوری که با منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE فیلتر شده است، اندازه‌گیری می‌شود.
• زاویه دید (2θ½):زاویه گسترده 110 درجه (معمول)، که به عنوان زاویه خارج از محور تعریف می‌شود که در آن شدت نور نصف شدت نور محوری (روی محور) است.
• طول موج پیک (λp):معمولاً 471 نانومتر، که نشان‌دهنده قله طیفی نور ساطع شده است.
• طول موج غالب (λd):از 457 نانومتر تا 467 نانومتر متغیر است. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان برای تعریف رنگ (آبی) درک می‌شود. تلرانس برای هر بسته ±1 نانومتر است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):معمولاً 26 نانومتر، که خلوص طیفی یا پهنای باند نور آبی ساطع شده را توصیف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (VF):بین 2.6 ولت (حداقل) و 3.4 ولت (حداکثر) در جریان 20 میلی‌آمپر. این پارامتر برای ثبات در طراحی مدار، دسته‌بندی (bin) شده است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 5 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این تست تنها برای تضمین کیفیت است.
• ظرفیت خازنی (C):معمولاً 40 پیکوفاراد در ولتاژ مستقیم 0 ولت و فرکانس 1 مگاهرتز، که برای ملاحظات سوئیچینگ پرسرعت مرتبط است.

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی بسته (Bin)

محصول بر اساس پارامترهای کلیدی به بسته‌ها (bin) دسته‌بندی می‌شود تا ثبات عملکرد درون یک دسته تولیدی تضمین شود. طراحان می‌توانند بسته‌های خاصی را برای تطابق با نیازهای کاربرد مشخص کنند.

3.1 رتبه ولتاژ مستقیم (VF)

واحد: ولت در جریان 20 میلی‌آمپر. تلرانس برای هر بسته ± 0.10 ولت است.

• F4:2.6 ولت (حداقل) - 2.8 ولت (حداکثر)
• F5:2.8 ولت - 3.0 ولت
• F6:3.0 ولت - 3.2 ولت
• F7:3.2 ولت - 3.4 ولت

3.2 رتبه شدت نور (Iv)

واحد: میلی‌کاندلا (mcd) در جریان 20 میلی‌آمپر. تلرانس برای هر بسته ± 11٪ است.

• T2:330.0 میلی‌کاندلا (حداقل) - 410.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• U1:410.0 میلی‌کاندلا - 520.0 میلی‌کاندلا

3.3 رتبه طول موج غالب (WD)

واحد: نانومتر (nm) در جریان 20 میلی‌آمپر. تلرانس برای هر بسته ± 1 نانومتر است.

• AC:457.0 نانومتر (حداقل) - 462.0 نانومتر (حداکثر)
• AD:462.0 نانومتر - 467.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمول، بینشی از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. تمام منحنی‌ها در دمای 25 درجه سانتی‌گراد هستند مگر اینکه ذکر شده باشد.

4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی یک رابطه تقریباً خطی بین جریان مستقیم (IF) و خروجی نور (Iv) در محدوده کارکرد توصیه شده نشان می‌دهد. راه‌اندازی LED بالاتر از 20 میلی‌آمپر، بازدهی کاهش‌یافته و گرمای بیشتری تولید می‌کند.

4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

خروجی نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این اثر خاموش‌شدگی حرارتی، مشخصه LEDهای نیمه‌هادی است و باید در طراحی‌هایی که در دمای بالا کار می‌کنند در نظر گرفته شود.

4.3 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نمایی، مشخصه I-V دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم مشخص شده در 20 میلی‌آمپر، نقطه کار معمول است. این منحنی در طراحی مدار محدودکننده جریان کمک می‌کند.

4.4 توزیع طیفی

نمودار یک قله واحد را نشان می‌دهد که حول 471 نانومتر (معمول) متمرکز شده و نیم‌عرضی حدود 26 نانومتر دارد که انتشار نور آبی تک‌رنگ از ماده نیمه‌هادی InGaN را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LTST-108TBL در یک پکیج استاندارد SMD قرار دارد. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.2 میلی‌متر مگر ذکر شده) شامل اندازه بدنه تقریباً 3.2 میلی‌متر (طول) × 1.6 میلی‌متر (عرض) × 1.1 میلی‌متر (ارتفاع) است. لنز شفاف است. کاتد معمولاً با یک علامت روی پکیج یا ته‌رنگ سبز در لنز شناسایی می‌شود.

5.2 طرح پیشنهادی پد اتصال PCB

یک طرح لند پترن برای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز یا فاز بخار ارائه شده است. این طرح تشکیل صحیح فیله لحیم، پایداری مکانیکی و تخلیه حرارتی در حین مونتاژ را تضمین می‌کند. رعایت این طرح برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان و مدیریت اتلاف حرارت از تراشه LED حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو IR (فرآیند بدون سرب)

یک پروفیل دمایی دقیق مطابق با استاندارد J-STD-020B برای مونتاژ بدون سرب مشخص شده است.

• پیش‌گرم:150 تا 200 درجه سانتی‌گراد.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان بالاتر از نقطه ذوب:پروفیل پیشنهادی مدت زمان خاصی را نشان می‌دهد.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 10 ثانیه در دمای پیک (حداکثر دو سیکل رفلو).

توجه:پروفیل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. پروفیل ارائه شده به عنوان یک هدف کلی بر اساس استانداردهای JEDEC عمل می‌کند.

6.2 لحیم‌کاری دستی (در صورت لزوم)

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پد (فقط یک بار).

6.3 شرایط نگهداری

• بسته بندی مهر و موم شده:در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 70٪ نگهداری شود. در صورت سالم بودن کیسه ضد رطوبت حاوی جاذب رطوبت، ظرف یک سال استفاده شود.
• بسته باز شده:در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 60٪ نگهداری شود. توصیه می‌شود عملیات رفلو IR ظرف 168 ساعت (1 هفته) پس از باز شدن بسته انجام شود.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):در یک ظرف دربسته حاوی جاذب رطوبت یا در محیط نیتروژن نگهداری شود. اگر بیش از 168 ساعت در معرض هوا قرار گرفته باشد، قبل از لحیم‌کاری به مدت حداقل 48 ساعت در دمای حدود 60 درجه سانتی‌گراد پخت (بیک) شود تا رطوبت خارج شده و از پدیده \"پاپ کورن\" در حین رفلو جلوگیری شود.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. LED را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک یا مواد شیمیایی نامشخص استفاده نکنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و ریل

قطعه در نوار حامل برجسته مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481 عرضه می‌شود.

• عرض نوار:8 میلی‌متر.
• قطر ریل:7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر ریل:4000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 عدد برای مقادیر باقیمانده.
• مهر و موم جیب‌ها:جیب‌های خالی با نوار پوششی مهر و موم می‌شوند.
• قطعات مفقود شده:حداکثر دو لامپ مفقود شده متوالی طبق مشخصات مجاز است.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 روش راه‌اندازی

LEDها قطعاتی با عملکرد جریانی هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی، به ویژه هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی، هر LED باید توسط یک منبع جریان ثابت راه‌اندازی شود یا مقاومت محدودکننده جریان مخصوص به خود را داشته باشد. راه‌اندازی با منبع ولتاژ ثابت بدون مقاومت سری توصیه نمی‌شود زیرا می‌تواند به دلیل ضریب دمایی منفی ولتاژ مستقیم، منجر به فرار حرارتی شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه پکیج کوچک است، طراحی حرارتی مناسب برای طول عمر ضروری است. اطمینان حاصل کنید که طراحی پد PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند. بدون در نظر گرفتن ضریب کاهش ظرفیت (0.38 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد)، از کار در جریان حداکثر (30 میلی‌آمپر) در دمای محیط بالا خودداری کنید. دمای پیوند بالا، افت شار نوری را تسریع کرده و می‌تواند طول عمر عملیاتی را کاهش دهد.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید گسترده 110 درجه، این LED را برای کاربردهایی که نیازمند دید گسترده هستند مناسب می‌سازد. برای نور متمرکز یا جهت‌دار، ممکن است به اپتیک ثانویه (لنزها، راهنماهای نور) نیاز باشد. لنز شفاف برای کاربردهایی که رنگ واقعی تراشه مورد نظر است، بهینه است.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای آبی مبتنی بر GaP، این LED مبتنی بر InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) بازده نوری به مراتب بالاتر و رنگ آبی اشباع‌شده‌تری ارائه می‌دهد. در قالب فیزیکی خود، تمایزهای کلیدی شامل زاویه دید گسترده، ساختار دسته‌بندی (binning) خاص برای ثبات رنگ و شدت نور، و ساختار مستحکم برای سازگاری با رفلو IR است که ممکن است در همه LEDهای SMD کم‌هزینه وجود نداشته باشد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم این LED را با جریان 30 میلی‌آمپر به صورت پیوسته راه‌اندازی کنم؟

بله، 30 میلی‌آمپر حداکثر جریان مستقیم مجاز در دمای 25 درجه سانتی‌گراد است. با این حال، برای طول عمر و قابلیت اطمینان بهینه، اغلب توصیه می‌شود LEDها زیر حداکثر مقدار مطلق مجاز خود، مثلاً در شرایط تست 20 میلی‌آمپر، راه‌اندازی شوند. اگر دمای محیط از 25 درجه سانتی‌گراد تجاوز کرد، همیشه ضریب کاهش ظرفیت را اعمال کنید.

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

طول موج پیک (λp)طول موجی است که در بالاترین نقطه توزیع توان طیفی LED قرار دارد (معمولاً 471 نانومتر).طول موج غالب (λd)یک کمیت رنگ‌سنجی است که از نمودار رنگی CIE مشتق می‌شود؛ این طول موج واحدی است که بهترین تطابق را با رنگ درک شده LED دارد (467-457 نانومتر). λd برای مشخص‌سازی رنگ در کاربردهای بصری مرتبط‌تر است.

10.3 چرا پس از باز کردن بسته، محدودیت زمانی برای نگهداری وجود دارد؟

پکیج‌های SMD می‌توانند رطوبت را از جو جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری رفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که ممکن است باعث لایه‌لایه شدن پکیج یا ترک خوردن تراشه (پدیده \"پاپ کورن\") شود. عمر مفید 168 ساعته و روش‌های پخت (بیکینگ)، اقدامات متقابل در برابر این حالت خرابی هستند.

11. مطالعه موردی کاربردی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک سوئیچ شبکه با 24 LED آبی یکسان برای نشانگر برق/فعالیت.

ملاحظات طراحی:

1. راه‌اندازی جریان:از یک آی‌سی درایور جریان ثابت یا 24 مقاومت محدودکننده جریان یکسان استفاده کنید (محاسبه شده برای حدود 20 میلی‌آمپر از ولتاژ سیستم و بسته ولتاژ مستقیم LED، مثلاً F5: حدود 2.9 ولت معمول).
2. یکنواختی روشنایی:از تأمین‌کننده، یک بسته شدت نور محدود (مثلاً U1: 520-410 میلی‌کاندلا) و یک بسته ولتاژ مستقیم (مثلاً F5) را مشخص کنید تا اطمینان حاصل شود که هر 24 LED به یک اندازه روشن به نظر می‌رسند.
3. چیدمان PCB:طرح پد لحیم توصیه شده را برای هر LED پیاده‌سازی کنید تا لحیم‌کاری خودکار قابل اطمینان و اتلاف حرارت مناسب تضمین شود.
4. مونتاژ:پروفیل رفلو بدون سرب مشخص شده را دنبال کنید. اطمینان حاصل کنید که پنل‌ها ظرف 168 ساعت پس از باز کردن ریل LED مونتاژ شوند یا اگر مدت طولانی‌تری نگهداری شده‌اند، LEDها به درستی پخت (بیک) شده باشند.

12. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

یک LED یک دیود پیوند p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال (پیوند) تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی به صورت فوتون (نور) آزاد می‌شود. طول موج خاص (رنگ) نور توسط انرژی گاف نواری ماده نیمه‌هادی مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین می‌شود. LTST-108TBL از یک نیمه‌هادی مرکب ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) استفاده می‌کند که برای انتشار فوتون در طیف آبی (حدود 470 نانومتر) طراحی شده است.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهای آبی InGaN کارآمد، یک دستاورد بنیادین در روشنایی حالت جامد بود که امکان ایجاد LEDهای سفید (از طریق تبدیل فسفر) و نمایشگرهای تمام‌رنگ را فراهم کرد. روندهای جاری در فناوری LEDهای SMD شامل بهبود مستمر در بازده نوری (لومن بر وات)، چگالی توان حداکثر بالاتر در پکیج‌های کوچک‌تر، شاخص‌های بازآفرینی رنگ (CRI) بهبودیافته برای LEDهای سفید، و ادغام ویژگی‌های پیچیده‌تر مانند درایورهای داخلی یا مدارهای کنترلی است. حرکت به سوی مینیاتوری‌سازی و سازگاری با فرآیندهای مونتاژ پیشرفته، همانطور که در این دیتاشیت مشاهده می‌شود، در سراسر صنعت ثابت باقی مانده است.