دیتاشیت LED چیپ SMD مدل LTST-C190KSKT - ارتفاع 0.80 میلی‌متر - ولتاژ مستقیم 1.8-2.4 ولت - شدت نور 45-180 میلی‌کاندلا - رنگ زرد - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED مینیاتوری نصب‌سطحی را تشریح می‌کند که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی و کاربردهای با محدودیت فضا طراحی شده است. این قطعه از یک چیپ نیمه‌هادی فوق‌روشن AlInGaP برای تولید نور زرد استفاده می‌کند که در یک پکیج لنز شفاف آب‌مانند محصور شده است. اهداف اصلی طراحی آن عبارتند از: بازده نوری بالا، سازگاری با فرآیندهای تولید مدرن و قابلیت اطمینان در طیف وسیعی از محیط‌های کاری.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی RoHS.
• پروفیل بسیار کم ارتفاع با ارتفاع تنها 0.80 میلی‌متر.
• خروجی روشنایی بالا با فناوری چیپ AlInGaP.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی برای Pick-and-Place خودکار.
• طرح پکیج استاندارد EIA برای سازگاری طراحی.
• نیازمندی‌های درایو سازگار با سطح منطقی.
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات Placement خودکار.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR).

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که نیازمند اندازه فشرده، روشنایی بالا و عملکرد قابل اطمینان هستند، مناسب است. حوزه‌های کلیدی کاربرد شامل موارد زیر می‌شود:

• دستگاه‌های مخابراتی (مانند تلفن‌های همراه، تلفن‌های بی‌سیم).
• تجهیزات اتوماسیون اداری (مانند لپ‌تاپ‌ها، سیستم‌های شبکه).
• لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی.
• پنل‌های کنترل صنعتی و ابزار دقیق.
• نور پس‌زمینه کی‌پد، صفحه کلید و دکمه‌ها.
• شاخص‌های وضعیت و برق.
• نمایشگرهای میکرو و روشنایی آیکون‌ها.
• چراغ‌های سیگنال و نمادین.

2. پارامترهای فنی: تحلیل عمیق

بخش زیر تفسیر دقیق و عینی از ویژگی‌های کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی قطعه را ارائه می‌دهد. تمامی داده‌ها در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نشده و برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت باید از آن اجتناب کرد.

• اتلاف توان (Pd):75 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):80 میلی‌آمپر. این مقدار تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) برای جلوگیری از گرمای بیش از حد مجاز است.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر DC. این حداکثر جریان توصیه شده برای کارکرد پیوسته است.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• محدوده دمای کاری:30- درجه تا 85+ درجه سلسیوس. عملکرد قطعه در این محدوده دمای محیط تضمین می‌شود.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه تا 85+ درجه سلسیوس.
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز:تحمل دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه، که استاندارد فرآیندهای ریفلو لحیم بدون سرب (Pb-free) است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول تحت شرایط تست استاندارد هستند.

• شدت نور (I_V):45.0 تا 180.0 میلی‌کاندلا (mcd) در I_F= 20mA. اندازه‌گیری شده با استفاده از یک سنسور فیلتر شده منطبق بر منحنی پاسخ استاندارد چشم فتوبیک CIE. محدوده وسیع از طریق سیستم باینینگ مدیریت می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محور صفر درجه (0°) کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده الگوی انتشار بسیار گسترده و مناسب برای روشنایی سطحی است.
• طول موج تابش پیک (λ_P):588.0 نانومتر (اسمی). این طول‌موجی است که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λ_d):584.5 تا 597.0 نانومتر در I_F= 20mA. این طول‌موج واحدی است که چشم انسان برای تعریف رنگ (زرد) درک می‌کند. این مقدار از مختصات رنگی CIE مشتق شده است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):تقریباً 15 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ عرض باریک‌تر به معنای رنگ اشباع‌شده‌تر و خالص‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.8 تا 2.4 ولت در I_F= 20mA. افت ولتاژ در دو سر LED هنگام عبور جریان.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R= 5V. یک جریان نشتی کوچک هنگامی که قطعه در بایاس معکوس قرار دارد.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از عملکرد یکنواخت در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات خاصی برای روشنایی، رنگ و ولتاژ را برآورده می‌کنند.

3.1 باینینگ ولتاژ مستقیم (V_F)

برای رنگ زرد، تست شده در 20mA.

• بین F2: V_F= 1.80V تا 2.10V.
• بین F3: V_F= 2.10V تا 2.40V.
• تلرانس هر بین: ±0.1 ولت.

3.2 باینینگ شدت نور (I_V)

برای رنگ زرد، تست شده در 20mA.

• بین P:45.0 تا 71.0 mcd.
• بین Q:71.0 تا 112.0 mcd.
• بین R:112.0 تا 180.0 mcd.
• تلرانس هر بین: ±15%.

3.3 باینینگ فام (طول موج غالب)

برای رنگ زرد، تست شده در 20mA.

• بین H: λ_d= 584.5 تا 587.0 nm.
• بین J: λ_d= 587.0 تا 589.5 nm.
• بین K: λ_d= 589.5 تا 592.0 nm.
• بین L: λ_d= 592.0 تا 594.5 nm.
• بین M: λ_d= 594.5 تا 597.0 nm.
• تلرانس هر بین: ±1 nm.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، مفاهیم آن‌ها برای طراحی حیاتی است.

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

مشخصه I-V نمایی است. محدوده معمول V_Fبین 1.8-2.4V در 20mA باید هنگام طراحی مدار محدودکننده جریان در نظر گرفته شود. یک منبع جریان ثابت به شدت نسبت به یک مقاومت سری ساده برای خروجی نور پایدار، به ویژه در تغییرات دما، توصیه می‌شود.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور عموماً با جریان مستقیم در محدوده‌های نامی متناسب است. با این حال، بازده ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش گرما کاهش یابد. کارکرد در یا زیر شرایط تست معمول 20mA برای بهینه‌سازی بازده و طول عمر توصیه می‌شود.

4.3 توزیع طیفی

منحنی خروجی طیفی حول 588 نانومتر (زرد) با نیم‌عرض معمول 15 نانومتر متمرکز است. این پهنای باند نسبتاً باریک، اشباع رنگ خوبی را تضمین می‌کند. طول موج غالب (λ_d) پارامتری است که برای باینینگ رنگ استفاده می‌شود، زیرا مستقیماً با درک رنگ انسان مرتبط است.

4.4 وابستگی دمایی

عملکرد LED به دما حساس است. به طور معمول، ولتاژ مستقیم (V_F) دارای ضریب دمایی منفی است (با افزایش دما کاهش می‌یابد)، در حالی که شدت نور با افزایش دمای پیوندگاه کاهش می‌یابد. مدیریت حرارتی مناسب روی PCB برای حفظ روشنایی و رنگ یکنواخت در طول عمر کاری ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این قطعه دارای فوت‌پرینت استاندارد صنعتی چیپ LED است. ابعاد کلیدی شامل ارتفاع بدنه 0.80 میلی‌متر (حداکثر) می‌باشد که آن را برای کاربردهای فوق‌نازک مناسب می‌سازد. تمامی تلرانس‌های ابعادی ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. جنس پکیج برای تحمل تنش حرارتی لحیم‌کاری ریفلو IR طراحی شده است.

5.2 الگوی پد PCB توصیه شده

یک طرح پد لحیم پیشنهادی ارائه شده است تا اطمینان از لحیم‌کاری قابل اطمینان و تراز صحیح حاصل شود. این طراحی تشکیل یک فیله لحیم خوب را در حالی که از پل زدن لحیم بین ترمینال‌های آند و کاتد جلوگیری می‌کند، امکان‌پذیر می‌سازد. پایبندی به این توصیه برای دستیابی به بازده بالا در مونتاژ خودکار بسیار مهم است.

5.3 شناسایی قطبیت

ترمینال کاتد معمولاً علامت‌گذاری شده است، اغلب توسط یک شکاف، علامت سبز رنگ، یا اندازه/شکل پد متفاوت روی نوار و بسته‌بندی قرقره. جهت‌دهی صحیح قطبیت در هنگام Placement برای عملکرد قطعه اجباری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو IR (بدون سرب)

این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب واجد شرایط است. یک پروفیل ریفلو توصیه شده ارائه شده است که مطابق با استانداردهای JEDEC است.

• پیش‌گرم:150°C تا 200°C.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260°C.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (در پیک):حداکثر 10 ثانیه. قطعه می‌تواند حداکثر دو چرخه ریفلو را تحت این شرایط تحمل کند.

توجه:پروفیل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. پروفیل ارائه شده به عنوان یک هدف کلی عمل می‌کند و توصیه می‌شود فرآیند مشخصه‌یابی شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت به کار رود.

• دمای هویه:حداکثر 300°C.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.
• لحیم‌کاری دستی باید محدود به تعمیر یک‌باره باشد، نه برای تولید انبوه.

6.3 نگهداری و جابجایی

• ملاحظات ESD:LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. از بند مچ دست، میزکار زمین شده و بسته‌بندی ضد استاتیک استفاده کنید.
• سطح حساسیت رطوبت (MSL):این قطعه دارای رتبه MSL 3 است. پس از باز شدن کیسه ضد رطوبت اصلی، قطعات باید ظرف یک هفته (168 ساعت) تحت شرایط محیط کارخانه (≤ 30°C/60% RH) ریفلو IR شوند.
• نگهداری طولانی‌مدت (کیسه باز شده):برای نگهداری بیش از یک هفته، قطعات باید در یک ظرف دربسته همراه با ماده رطوبت‌گیر یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند. اگر بیش از زمان Floor Life نگهداری شوند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در دمای 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت است.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم، فقط از حلال‌های تایید شده استفاده کنید. عوامل توصیه شده شامل اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق است. زمان غوطه‌وری باید کمتر از یک دقیقه باشد. از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص که ممکن است به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند، خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات روی نوار حامل برجسته‌دار برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند.

• عرض نوار:8 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر قرقره:4000 عدد (قرقره کامل استاندارد).
• حداقل تعداد بسته:500 عدد برای قرقره‌های باقی‌مانده.
• نوار پوششی:حفره‌های خالی با نوار پوششی رویی مهر و موم شده‌اند.
• قطعات مفقود:حداکثر دو لامپ مفقود متوالی طبق مشخصات مجاز است.
• استاندارد:بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.

8. ملاحظات طراحی کاربرد

8.1 محدود کردن جریان

همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان یا ترجیحاً یک درایور جریان ثابت به صورت سری با LED استفاده کنید. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.4V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان حتی با یک LED با V_F part.

پایین از سطح مورد نظر تجاوز نمی‌کند.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان کم است (حداکثر 75 میلی‌وات)، گرما همچنان می‌تواند بر عملکرد و طول عمر تأثیر بگذارد. اطمینان حاصل کنید که PCB مساحت مسی کافی متصل به پدهای حرارتی LED (در صورت وجود) یا صفحه زمین مجاور برای عمل به عنوان هیت‌سینک دارد. از قرار دادن LED در نزدیکی سایر قطعات تولیدکننده گرما خودداری کنید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 130 درجه، روشنایی بسیار گسترده و پخش شده‌ای را فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که نیازمند پرتو متمرکزتر هستند، اپتیک ثانویه (مانند لنزها، لوله‌های نوری) ضروری خواهد بود. لنز شفاف آب‌مانند برای حفظ خلوص رنگ و حداکثر خروجی نور بهینه است.

9. مقایسه و تمایز فنی

• این قطعه چندین مزیت کلیدی در رده خود ارائه می‌دهد:پروفیل:
• با ارتفاع 0.80 میلی‌متر، در میان نازک‌ترین چیپ LEDها قرار دارد و امکان طراحی در دستگاه‌های مدرن و باریک را فراهم می‌کند.روشنایی:
• استفاده از فناوری AlInGaP بازده نوری بالاتری نسبت به LEDهای سنتی GaAsP یا GaP ارائه می‌دهد که منجر به خروجی mcd بالاتر در جریان یکسان می‌شود.رنگ:
• AlInGaP رنگ زرد اشباع‌شده‌تر و پایدارتری با عملکرد بهتر در دما نسبت به فناوری‌های قدیمی تولید می‌کند.سازگاری فرآیندی:

سازگاری کامل با مونتاژ SMT خودکار انبوه و لحیم‌کاری ریفلو IR بدون سرب، پیچیدگی و هزینه تولید را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Pطول موج پیک (λ_d) طول موج فیزیکی است که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع می‌کند. طول موج غالب (λ_d) یک مقدار محاسبه شده بر اساس نمودار رنگ CIE است که نشان‌دهنده طول موج واحدی است که چشم انسان رنگ را به آن درک می‌کند. برای طراحی، λ

برای تطبیق رنگ مرتبط‌تر است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با 30mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته نامی است. با این حال، برای طول عمر بهینه و در نظر گرفتن افزایش دمای احتمالی در کاربرد، راه‌اندازی آن در یا زیر شرایط تست 20mA یک روش رایج و محافظه‌کارانه است.

10.3 چرا باینینگ مهم است؟_Fباینینگ ثبات رنگ و روشنایی را درون یک بچ تولید و در بین بچ‌های متعدد تضمین می‌کند. برای کاربردهایی که ظاهر یکنواخت حیاتی است (مانند نور پس‌زمینه یک آرایه از LEDها)، مشخص کردن بین‌های تنگ برای V_V, I_dو λ

ضروری است.

10.4 چگونه رتبه MSL 3 را تفسیر کنم؟

MSL 3 به این معنی است که پکیج می‌تواند مقدار مخربی رطوبت از هوای محیط جذب کند. پس از باز شدن کیسه مهر و موم شده، شما 168 ساعت (1 هفته) تحت شرایط ≤ 30°C/60% RH فرصت دارید تا فرآیند ریفلو لحیم را تکمیل کنید. اگر این زمان تجاوز شود، قطعات قبل از لحیم‌کاری باید پخت شوند تا رطوبت آن‌ها خارج شود و از "پاپ کورن شدن" یا ترک خوردن پکیج در حین ریفلو جلوگیری شود.

11. مثال موردی طراحی

سناریو: شاخص وضعیت روی یک دستگاه پزشکی قابل حمل

• یک طراح به یک LED وضعیت زرد کم‌مصرف و بسیار قابل اطمینان برای یک مانیتور دستی باتری‌خور نیاز دارد. فضا بسیار محدود است و دستگاه باید استانداردهای قابلیت اطمینان پزشکی را پاس کند.انتخاب قطعه:
• مدل LTST-C190KSKT به دلیل ارتفاع 0.80 میلی‌متری، مطابقت با RoHS و قابلیت اطمینان اثبات شده انتخاب می‌شود.طراحی مدار:_{LED توسط یک پین GPIO میکروکنترلر از طریق یک مقاومت سری 100Ω راه‌اندازی می‌شود (با فرض منبع تغذیه 3.3V: (3.3V - 2.1V}معمول
• ) / 0.020A ≈ 60Ω، استفاده از 100Ω برای حاشیه اطمینان). جریان به حدود 12-15mA محدود می‌شود که به خوبی زیر حداکثر 30mA است تا عمر باتری حفظ شود و طول عمر فوق‌العاده‌ای تضمین گردد.چیدمان PCB:
• از الگوی پد توصیه شده استفاده می‌شود. یک اتصال Thermal Relief کوچک به صفحه زمین اضافه می‌شود تا به دفع گرما کمک کند بدون اینکه لحیم‌کاری را دشوار سازد.تدارکات:
• طراح بین‌های Q یا R را برای شدت نور مشخص می‌کند تا اطمینان حاصل شود که شاخص به وضوح قابل مشاهده است، و بین‌های J یا K را برای طول موج غالب مشخص می‌کند تا فام زرد استاندارد و یکنواختی در تمامی واحدهای تولیدی به دست آید.مونتاژ:

LEDها در کیسه مهر و موم شده خود نگهداری می‌شوند تا زمانی که خط تولید آماده باشد. مونتاژ PCB از یک پروفیل ریفلو کنترل شده و مطابق با JEDEC استفاده می‌کند تا قابلیت اطمینان اتصال لحیم را بدون آسیب به LED تضمین کند.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساس فناوری نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در دو سر پیوندگاه p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، زرد (~588 نانومتر). AlInGaP به دلیل بازده کوانتومی داخلی بالا شناخته شده است که منجر به روشنایی و پایداری رنگ برتر نسبت به سیستم‌های مواد قدیمی‌تر مانند فسفید آرسنید گالیم (GaAsP) می‌شود. سپس چیپ در یک پکیج رزین اپوکسی محصور می‌شود که خروجی نور را شکل می‌دهد و محافظت مکانیکی و محیطی را فراهم می‌کند.

13. روندهای صنعت

• بازار LED نصب‌سطحی با چندین روند واضح به تکامل خود ادامه می‌دهد:مینیاتوری‌سازی:
• تقاضا برای پکیج‌های نازک‌تر و کوچک‌تر (مانند این چیپ با ارتفاع 0.80 میلی‌متر) توسط الکترونیک مصرفی که برای طراحی‌های ظریف‌تر تلاش می‌کنند، هدایت می‌شود.افزایش بازده:
• بهبودهای مستمر در علم مواد با هدف استخراج لومن بیشتر در هر وات (کارایی) در حال انجام است که مصرف برق را برای همان خروجی نور کاهش می‌دهد.قابلیت اطمینان و پایداری بالاتر:
• پیشرفت‌ها در مواد بسته‌بندی و طراحی چیپ بر حفظ نقطه رنگ و شار نوری در طول عمر طولانی و تحت شرایط محیطی سخت متمرکز است.گسترش گاموت رنگ:
• در حالی که این قطعه تک‌رنگ زرد است، صنعت همچنین در حال پیشرفت در راه‌حل‌های تبدیل‌شده با فسفر و چند چیپی برای دستیابی به نقاط سفید دقیق و رنگ‌های اشباع شده برای نور پس‌زمینه نمایشگر و روشنایی عمومی است.یکپارچه‌سازی: