دیتاشیت SMD LED مدل LTST-010TBKT - آبی InGaN - 20mA - 80mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک دیود نورافشان (LED) از نوع نصب سطحی (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده و برای کاربردهای با محدودیت فضا مناسب است. اندازه مینیاتوری و سازگاری آن با فرآیندهای استاندارد صنعتی، آن را به انتخابی همه‌کاره برای الکترونیک مدرن تبدیل می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده در نوار 12 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی برای جابجایی خودکار.
• پکیج استاندارد مطابق با EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• ورودی/خروجی سازگار با سطوح منطقی مدارهای مجتمع (IC).
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR).
• پیش‌شرط‌سازی شده برای رسیدن به سطح حساسیت رطوبت JEDEC سطح 3.

1.2 کاربردها

این LED برای استفاده در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی در نظر گرفته شده است، از جمله اما نه محدود به:

• دستگاه‌های مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم، تلفن‌های همراه).
• تجهیزات اتوماسیون اداری و لپ‌تاپ‌ها.
• لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی.
• سیستم‌های شبکه و تجهیزات کنترل صنعتی.
• نشانگر وضعیت و برق.
• نور پس‌زمینه برای پنل‌های جلویی و صفحه کلیدها.
• نور سیگنال و چراغ‌های نمادین.
• تابلوهای داخلی و نورپردازی تزئینی عمومی.

2. ابعاد پکیج

این قطعه دارای یک پکیج استاندارد نصب سطحی است. ابعاد حیاتی در نقشه‌های فنی داخل سند منبع ارائه شده است. تمام ابعاد اصلی بر حسب میلی‌متر (mm) مشخص شده‌اند. تلرانس استاندارد برای این ابعاد ±0.1 میلی‌متر (±0.004 اینچ) است مگر اینکه در یادداشت‌های نقشه به صراحت ذکر شده باشد. لنز شفاف است و رنگ منبع نور آبی است که از ماده نیمه‌هادی ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) استفاده می‌کند.

3. رتبه‌بندی‌ها و مشخصات

تمام رتبه‌بندی‌ها در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به قطعه شود.

3.1 حداکثر رتبه‌بندی مطلق

• توان تلف شده (Pd):80 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_F(پیک)):100 میلی‌آمپر (در چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):20 میلی‌آمپر DC
• محدوده دمای کاری:40- درجه تا +85 درجه سلسیوس
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه تا +100 درجه سلسیوس

3.2 پروفیل ریفلو IR پیشنهادی

برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free)، پروفیل ریفلو مطابق با استاندارد J-STD-020B توصیه می‌شود. این پروفیل معمولاً شامل مرحله پیش‌گرم، مرحله خیس‌شدن حرارتی، ناحیه ریفلو با دمای پیک و مرحله خنک‌سازی است. حداکثر دمای پیک نباید از 260 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان بالای 217 درجه سلسیوس باید مطابق استاندارد محدود شود تا از آسیب حرارتی به پکیج LED و دی داخلی جلوگیری شود.

3.3 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکرد معمول در Ta=25°C و I_F=20mA اندازه‌گیری شده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V):90.0 - 224.0 میلی‌کاندلا (mcd). با استفاده از فیلتری که منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE را تقریب می‌زند اندازه‌گیری شده است.
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه (معمول). به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور نصف مقدار محوری (روی محور) است.
• طول موج تابش پیک (λ_p):468 نانومتر (معمول).
• طول موج غالب (λ_d):465 - 475 نانومتر. از مختصات رنگی CIE استخراج شده است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):35 نانومتر (معمول). عرض طیف تابش در نصف حداکثر شدت آن.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.8 - 3.8 ولت.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس (V_R) برابر 5 ولت. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3.4 یادداشت‌های اندازه‌گیری

1. اندازه‌گیری شدت نور از استانداردهای CIE برای دید فوتوپیک پیروی می‌کند.
2. تلرانس طول موج غالب ±1 نانومتر است.
3. تلرانس ولتاژ مستقیم برای یک بین مشخص ±0.1 ولت است.
4. تست ولتاژ معکوس فقط برای اهداف اطلاعاتی/کیفیتی است؛ LED یک قطعه با بایاس مستقیم است.

4. سیستم رتبه‌بندی بین

قطعات بر اساس پارامترهای کلیدی مرتب (بینینگ) می‌شوند تا سازگاری در کاربرد تضمین شود. کدهای بین زیر محدوده تضمین شده هر پارامتر را تعریف می‌کنند.

4.1 رتبه ولتاژ مستقیم (V_F)

بینینگ در I_F= 20mA انجام می‌شود. تلرانس برای هر بین ±0.1V است.
کدهای بین: D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), D11 (3.6-3.8V).

4.2 رتبه شدت نور (I_V)

بینینگ در I_F= 20mA انجام می‌شود. تلرانس برای هر بین ±11% است.
کدهای بین: Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), S1 (180.0-224.0 mcd).

4.3 رتبه طول موج غالب (λ_d)

بینینگ در I_F= 20mA انجام می‌شود. تلرانس برای هر بین ±1nm است.
کدهای بین: AC (465.0-470.0 nm), AD (470.0-475.0 nm).

5. منحنی‌های عملکرد معمول

سند منبع شامل نمایش‌های گرافیکی از مشخصات کلیدی به عنوان تابعی از پارامترهای مختلف است. این منحنی‌ها برای تحلیل طراحی دقیق ضروری هستند.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان درایو افزایش می‌یابد، که معمولاً در جریان‌های بالاتر به دلیل گرمایش و افت راندمان به صورت زیرخطی است.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:اثر خاموش‌شدگی حرارتی را نشان می‌دهد، جایی که خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه I-V دیود را نشان می‌دهد، که ولتاژ روشن‌شدن و مقاومت دینامیک را نمایش می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل دمای محیط:ضریب دمای منفی ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد، که خاصیتی مفید برای حس‌گری دما است.
• توزیع طیفی:نموداری از توان تابشی نسبی در مقابل طول موج، که حول طول موج پیک 468 نانومتر با نیم‌عرض معمول 35 نانومتر متمرکز شده است.
• الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را به تصویر می‌کشد و زاویه دید 110 درجه را تأیید می‌کند.

6. راهنمای کاربر و نگهداری

6.1 تمیز کردن

فقط باید از مواد شوینده مشخص شده استفاده شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به اپوکسی پکیج LED آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیز کردن، غوطه‌وری در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. از تکان دادن یا تمیز کردن اولتراسونیک باید اجتناب شود مگر اینکه به طور خاص تأیید شده باشد.

6.2 طرح پد PCB توصیه شده

یک طرح لند پترن (فوت‌پرینت) برای PCB ارائه شده است. این طرح برای لحیم‌کاری قابل اعتماد با استفاده از فرآیندهای ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار بهینه شده است. رعایت این هندسه پد توصیه شده، تشکیل صحیح اتصال لحیم، خودترازی در حین ریفلو و پایداری مکانیکی را تضمین می‌کند.

6.3 بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند. ابعاد دقیق جیب‌های نوار، پیتچ و عرض کلی نوار مشخص شده است. قطعات بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده می‌شوند. مقادیر استاندارد قرقره 4000 قطعه برای هر قرقره کامل است، با حداقل مقدار بسته‌بندی 500 قطعه برای قرقره‌های جزئی. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.

7. احتیاط‌ها و یادداشت‌های کاربردی

7.1 کاربرد مورد نظر

این LEDها برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی تجاری و مصرفی استاندارد طراحی شده‌اند. آنها برای کاربردهای حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند منجر به خطر مستقیم برای جان یا سلامتی شود، مانند سیستم‌های هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی یا سیستم‌های کنترل حمل و نقل، رتبه‌بندی یا در نظر گرفته نشده‌اند. برای چنین کاربردهایی، باید قطعاتی با گواهی‌های قابلیت اطمینان مناسب انتخاب شوند.

7.2 شرایط نگهداری

بسته بسته‌بندی شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% نگهداری شود. عمر مفید در کیسه مهر و موم شده رطوبت‌گیر با ماده خشک‌کن یک سال است.
بسته باز شده:برای قطعات خارج شده از کیسه مهر و موم شده، محیط نگهداری نباید از 30°C و 60% RH تجاوز کند. قطعات باید در عرض 168 ساعت (7 روز) پس از قرار گرفتن در معرض این محیط (MSL سطح 3) تحت لحیم‌کاری ریفلو IR قرار گیرند. برای قرار گرفتن طولانی‌تر، در یک ظرف مهر و موم شده با ماده خشک‌کن یا در جو نیتروژن نگهداری شوند. قطعاتی که بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گرفته‌اند قبل از لحیم‌کاری نیاز به فرآیند پخت (مثلاً 60°C به مدت 48 ساعت) دارند تا رطوبت جذب شده حذف شود و از آسیب \"پاپ کورن\" در حین ریفلو جلوگیری شود.

7.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

لحیم‌کاری ریفلو (توصیه شده):
- دمای پیش‌گرم: 150-200°C
- زمان پیش‌گرم: حداکثر 120 ثانیه
- دمای پیک: حداکثر 260°C
- زمان در پیک/زمان لحیم‌کاری: حداکثر 10 ثانیه (حداکثر دو سیکل ریفلو مجاز است)
لحیم‌کاری دستی (در صورت لزوم):
- دمای هویه: حداکثر 300°C
- زمان لحیم‌کاری برای هر پایه: حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار عملیات)

یادداشت مهم:پروفیل ریفلو بهینه به طراحی خاص PCB، تراکم قطعات، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. پارامترهای ارائه شده راهنما هستند. توصیه می‌شود برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد بدون اعمال تنش حرارتی به LED، مشخصه‌سازی در سطح برد انجام شود.

7.4 روش درایو

LED یک قطعه کنترل شده با جریان است. برای اطمینان از شدت نور ثابت و پایدار، باید توسط یک منبع جریان کنترل شده، نه یک منبع ولتاژ، درایو شود. یک مقاومت محدودکننده جریان سری ساده رایج‌ترین روش هنگام تغذیه از ریل ولتاژ است. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F. برای کاربردهای دقیق یا برای حفظ روشنایی ثابت در تغییرات دما و ولتاژ منبع، یک مدار درایور جریان ثابت (خطی یا سوئیچینگ) توصیه می‌شود. درایو کردن LED با جریان پایدار در محدوده مشخص شده آن (مثلاً 20mA DC) برای دستیابی به خروجی نور، رنگ و قابلیت اطمینان بلندمدت مورد نظر بسیار مهم است.

8. ملاحظات طراحی و پیشنهادات کاربردی

8.1 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده نسبتاً کم است (حداکثر 80mW)، مدیریت حرارتی مؤثر هنوز برای طول عمر و عملکرد پایدار مهم است. شدت نور LED با افزایش دمای اتصال (خاموش‌شدگی حرارتی) کاهش می‌یابد. اطمینان حاصل کنید که PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است، به ویژه اگر در جریان پیوسته حداکثر یا نزدیک به آن درایو می‌شود. از قرار دادن LED در نزدیکی سایر منابع گرمایی قابل توجه روی برد خودداری کنید.

8.2 طراحی نوری

زاویه دید 110 درجه یک الگوی تابش گسترده و پخش شده مناسب برای نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، باید از اپتیک ثانویه (لنزها یا بازتابنده‌ها) استفاده شود. لنز شفاف برای تابش رنگ واقعی بهینه است. هنگام طراحی راهنماهای نور یا دیفیوزرها برای نور پس‌زمینه، توزیع شدت فضایی (الگوی زاویه دید) باید برای دستیابی به روشنایی یکنواخت در نظر گرفته شود.

8.3 طراحی الکتریکی

در طراحی خود، بینینگ ولتاژ مستقیم را در نظر بگیرید. مدار باید در کل محدوده V_F(2.8V تا 3.8V) به درستی کار کند. اگر از یک مقاومت ساده استفاده می‌کنید، آن را برای بالاترین V_Fدر بین انتخاب شده خود اندازه‌گیری کنید تا حداقل جریان مورد نیاز تضمین شود. برای رشته‌های موازی LEDها، استفاده از مقاومت‌های محدودکننده جریان جداگانه برای هر رشته را برای جبران تغییرات V_Fو جلوگیری از هجوم جریان در نظر بگیرید. همیشه محافظت در برابر اتصال معکوس ولتاژ و نوسانات ولتاژ روی خط برق را لحاظ کنید، زیرا LED دارای رتبه حداکثر ولتاژ معکوس پایینی است.

8.4 تولید و مونتاژ

از سازگاری قطعه با مونتاژ خودکار استفاده کنید. بسته‌بندی نوار و قرقره برای ماشین‌های Pick-and-Place پرسرعت طراحی شده است. دقیقاً از پروفیل ریفلو IR و طرح پد PCB توصیه شده پیروی کنید تا بازده اولیه بالا و قابلیت اطمینان تضمین شود. به شدت به روش‌های نگهداری سطح حساسیت رطوبت (MSL 3) پایبند باشید تا از ترک خوردن پکیج ناشی از رطوبت در حین لحیم‌کاری جلوگیری شود.