دیتاشیت LED SMD مدل LTST-T680VEWT - قرمز AlInGaP - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ پیشرو 2.1 ولت - جریان 50 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED نصب‌سطحی (SMD) را تشریح می‌کند که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. این قطعه برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مهندسی شده است. ابعاد مینیاتوری و سازگاری آن با فرآیندهای مونتاژ استاندارد، آن را برای ادغام در الکترونیک مصرفی و صنعتی مدرن که نیازمند نشانگر وضعیت قابل اعتماد یا نور پس‌زمینه است، مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی برای ماشین‌آلات پیک اند پلیس خودکار.
• طرح بسته‌بندی استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• ورودی/خروجی سازگار با سطوح منطقی مدارهای مجتمع (IC).
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات قرارگیری خودکار.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR).
• پیش‌شرط‌گذاری شده برای رسیدن سریع به سطح حساسیت رطوبت 3 مطابق استاندارد JEDEC.

1.2 کاربردها

• تجهیزات مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم، تلفن‌های همراه).
• دستگاه‌های اتوماسیون اداری (مانند لپ‌تاپ‌ها، سیستم‌های شبکه).
• لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی.
• پنل‌های کنترل صنعتی و ابزار دقیق.
• نشانگرهای وضعیت و برق عمومی.
• روشنایی سیگنال و نمادها.
• نور پس‌زمینه پنل جلویی و نمایشگر.

2. بسته‌بندی و ابعاد

این LED از ماده لنز پخش‌کننده نور با ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) به عنوان منبع نور استفاده می‌کند که رنگ قرمز تولید می‌نماید. ابعاد بسته‌بندی در نقشه‌های مکانیکی دقیق ارائه شده است (برای مشاهده شکل‌ها به دیتاشیت اصلی مراجعه کنید). تمام ابعاد اصلی بر حسب میلی‌متر (mm) با تلرانس استاندارد ±0.2 میلی‌متر مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. قطعه به قطبیت حساس است و جهت‌دهی صحیح در هنگام نصب برای عملکرد مناسب حیاتی است.

3. ریتینگ‌ها و مشخصات

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

تنش‌های فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به قطعه شود. تمامی ریتینگ‌ها در دمای محیط (Ta) برابر 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• توان تلف شده (Pd):130 میلی‌وات
• جریان پیشرو پیک (IFP):100 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان پیشرو مستقیم (IF):50 میلی‌آمپر
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت
• محدوده دمای کاری (Topr):40- درجه تا +85 درجه سلسیوس
• محدوده دمای انبارداری (Tstg):40- درجه تا +100 درجه سلسیوس

3.2 پروفیل پیشنهادی رفلو مادون قرمز

برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free)، پروفیل رفلو مطابق با استاندارد J-STD-020B توصیه می‌شود. این پروفیل معمولاً شامل مرحله پیش‌گرم، مرحله خیساندن حرارتی، ناحیه رفلو با دمای پیک و مرحله خنک‌سازی است. رعایت محدودیت‌های زمانی و دمایی مشخص شده، به ویژه حداکثر دمای پیک 260 درجه سلسیوس، برای جلوگیری از آسیب حرارتی به بسته‌بندی LED و اطمینان از اتصالات لحیم قابل اعتماد ضروری است.

3.3 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکرد معمولی در Ta=25°C و جریان پیشرو (IF) برابر 20mA اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

• شدت نور (Iv):710.0 - 1400.0 میلی‌کاندلا (mcd). با استفاده از فیلتری که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب می‌زند اندازه‌گیری شده است.
• زاویه دید (2θ1/2):120 درجه (معمولی). به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف شدت محوری (روی محور) می‌رسد.
• طول موج تابش پیک (λP):633 نانومتر (نانومتر، معمولی). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λd):624 نانومتر (معمولی). طول موج منفردی که توسط چشم انسان درک می‌شود و از نمودار رنگی CIE استخراج می‌شود. تلرانس ±1 نانومتر است.
• عرض نیم‌شدت طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمولی). عرض طیفی در نصف حداکثر شدت.
• ولتاژ پیشرو (VF):2.1 ولت (معمولی)، 2.6 ولت (حداکثر). تلرانس در IF=20mA برابر ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V.

4. سیستم رتبه‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی روشنایی در کاربردهای تولیدی، LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20mA در دسته‌های مختلف (بین) دسته‌بندی می‌شوند.

• کد بین V1:710.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 900.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• کد بین V2:900.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 1120.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• کد بین W1:1120.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 1400.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)

تلرانس درون هر دسته شدت نور تقریباً ±11% است. طراحان باید هنگام استفاده از چندین LED در یک آرایه برای دستیابی به ظاهری یکنواخت، این تغییرات را در نظر بگیرند.

5. منحنی‌های عملکرد معمولی

دیتاشیت شامل نمایش‌های گرافیکی از روابط کلیدی است (به شکل‌های اصلی مراجعه کنید). اینها معمولاً موارد زیر را نشان می‌دهند:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشرو:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، معمولاً به صورت غیرخطی، افزایش می‌یابد و اهمیت تنظیم جریان را برجسته می‌کند.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که عاملی حیاتی برای مدیریت حرارتی است.
• ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو:منحنی مشخصه I-V دیود را به تصویر می‌کشد.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که باند تابش باریک مشخصه LEDهای AlInGaP را که حول 633 نانومتر متمرکز است، نشان می‌دهد.

6. راهنمای کاربر و نحوه کار

6.1 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری یا به دلیل آلودگی، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. LED را در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک یا مایعات شیمیایی نامشخص استفاده نکنید، زیرا ممکن است به لنز اپوکسی یا بسته‌بندی آسیب برسانند.

6.2 طرح پد PCB توصیه شده

یک طرح لند پترن (فوت‌پرینت) پیشنهادی برای PCB ارائه شده است تا تشکیل صحیح فیله لحیم و پایداری مکانیکی در طول لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز یا فاز بخار تضمین شود. پیروی از این توصیه به جلوگیری از پدیده "تومب‌استونینگ" (ایستادن قطعه روی یک سر) و اطمینان از اتصال الکتریکی قابل اعتماد کمک می‌کند.

6.3 بسته‌بندی: نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده‌اند. مشخصات کلیدی شامل موارد زیر است:

• فاصله پاکت‌ها:8 میلی‌متر.
• تعداد در هر قرقره:2000 عدد.
• حداکثر قطعات مفقود شده متوالی:دو پاکت.
• بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.

این قالب بسته‌بندی برای خطوط مونتاژ خودکار پرسرعت استاندارد است.

7. احتیاط‌ها و نکات کاربردی مهم

7.1 کاربرد مورد نظر

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی تجاری و صنعتی استاندارد طراحی شده است. برای کاربردهای حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند مستقیماً جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی، کنترل حمل و نقل) در نظر گرفته نشده است. برای چنین کاربردهایی، مشورت با سازنده برای قطعات با صلاحیت‌های قابلیت اطمینان استثنایی اجباری است.

7.2 شرایط نگهداری

نگهداری مناسب برای جلوگیری از جذب رطوبت که می‌تواند باعث "ترکیدن" (ترک خوردن بسته‌بندی) در حین لحیم‌کاری رفلو شود، حیاتی است.

• بسته‌بندی مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% نگهداری شود. ظرف یک سال استفاده شود.
• بسته‌بندی باز شده:اگر کیسه مانع رطوبت باز شود، قطعات باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند. اکیداً توصیه می‌شود فرآیند رفلو IR ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از در معرض قرار گرفتن کامل شود.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):برای نگهداری بیش از 168 ساعت، قطعات را در یک ظرف دربسته با ماده جاذب رطوبت یا در یک دسیکاتور نیتروژن قرار دهید. قطعاتی که بیش از 168 ساعت خارج از کیسه نگهداری شده‌اند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پیش‌شرط‌گذاری پخت حداقل 48 ساعت در دمای تقریبی 60 درجه سلسیوس برای خارج کردن رطوبت جذب شده دارند.

7.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

برای جلوگیری از آسیب حرارتی، به شرایط لحیم‌کاری زیر پایبند باشید:

• لحیم‌کاری رفلو:
  • پیش‌گرم: 150–200 درجه سلسیوس
  • زمان پیش‌گرم: حداکثر 120 ثانیه
  • دمای پیک: حداکثر 260 درجه سلسیوس
  • زمان بالاتر از نقطه ذوب لحیم: حداکثر 10 ثانیه (حداکثر دو سیکل رفلو مجاز است)
• لحیم‌کاری دستی (هویه):
  • دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سلسیوس
  • زمان تماس: حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار برای هر پایه)

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

7.4 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. ولتاژ پیشرو (VF) آنها دارای تلرانس و ضریب دمایی منفی است. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام درایو چندین LED، به ویژه در حالت موازی، باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری باهرLED استفاده کرد. درایو کردن LEDها به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه (مانند مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات کوچک در VF باعث تفاوت‌های قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه، شدت نور خواهد شد.

7.5 حساسیت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

مانند اکثر دستگاه‌های نیمه‌هادی، LEDها در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر هستند. در طول مونتاژ و کار، باید احتیاط‌های استاندارد کنترل ESD رعایت شود. این شامل استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین شده، بندهای مچی و ظروف رسانا است.

8. بررسی عمیق فنی و ملاحظات طراحی

8.1 فناوری مواد: AlInGaP

استفاده از آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) به عنوان ماده نیمه‌هادی فعال، کلید عملکرد این LED است. فناوری AlInGaP امکان تابش با بازده بالا در ناحیه قرمز تا کهربایی-نارنجی طیف مرئی را فراهم می‌کند. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP، LEDهای AlInGaP بازده نوری برتر، پایداری دمایی بهتر و طول عمر عملیاتی طولانی‌تری ارائه می‌دهند. لنز پخش‌کننده نور، زاویه دید را بیشتر به 120 درجه گسترش می‌دهد و آن را برای کاربردهایی که نیازمند دید زاویه باز هستند ایده‌آل می‌سازد.

8.2 مدیریت حرارتی

حداکثر توان تلف شده 130 میلی‌وات است. اگرچه این مقدار کم به نظر می‌رسد، اما تخلیه حرارت مؤثر از طریق PCB همچنان مهم است. شدت نور LED با افزایش دمای اتصال آن کاهش می‌یابد، همانطور که در منحنی‌های عملکرد نشان داده شده است. برای طراحی‌هایی که در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان پیشرو کار می‌کنند، اطمینان از تخلیه حرارتی کافی در طراحی پد PCB (مانند وایاهای حرارتی به صفحات زمین داخلی) می‌تواند به حفظ روشنایی و طول عمر یکنواخت کمک کند.

8.3 ادغام طراحی نوری

زاویه دید 120 درجه با لنز پخش‌کننده، یک پرتو نرم و گسترده فراهم می‌کند که برای کاربردهای نشانگری که ممکن است LED از زوایای مختلف مشاهده شود مناسب است. طراحان هنگام طراحی راهنماهای نور، لنزها یا قاب‌ها باید این الگوی پرتو را در نظر بگیرند تا از ایجاد نقاط داغ یا سایه‌های ناخواسته جلوگیری کنند. طول موج غالب 624 نانومتر در ناحیه قرمز-نارنجی قرار دارد که برای چشم انسان بسیار قابل مشاهده است و یک رنگ استاندارد برای نشانگرهای وضعیت "روشن" یا "فعال" محسوب می‌شود.

8.4 قابلیت اطمینان و طول عمر

محدوده دمای کاری مشخص شده 40- تا +85 درجه سلسیوس و محدوده انبارداری تا 100 درجه سلسیوس نشان‌دهنده ساختار مستحکم است. پیش‌شرط‌گذاری به سطح 3 JEDEC نشان می‌دهد که بسته‌بندی می‌تواند برای مدت زمان محدودی شرایط معمول کف کارخانه را تحمل کند. قابلیت اطمینان بلندمدت تحت تأثیر جریان کاری و دمای اتصال است؛ کاهش جریان کاری از حداکثر مطلق 50mA به طور قابل توجهی طول عمر عملیاتی دستگاه را افزایش خواهد داد.

9. مقایسه و راهنمای انتخاب

هنگام انتخاب یک LED SMD برای کاربرد نشانگر قرمز، عوامل تمایز کلیدی شامل موارد زیر است:

• زاویه دید:زاویه 120 درجه این قطعه از بسیاری از LEDهای استاندارد (اغلب 60-90 درجه) گسترده‌تر است و دید خارج از محور بهتری ارائه می‌دهد.
• دسته‌بندی شدت نور:دسترسی به چندین دسته شدت نور (V1, V2, W1) به طراحان اجازه می‌دهد سطح روشنایی مناسب برای کاربرد خود را انتخاب کنند و به طور بالقوه هزینه را بهینه کنند.
• ولتاژ پیشرو:VF معمولی 2.1 ولت نسبتاً پایین است که مصرف برق را کاهش می‌دهد و طراحی برای سیستم‌های کم‌ولتاژ را در مقایسه با برخی دیگر از فناوری‌های LED آسان‌تر می‌کند.
• سازگاری بسته‌بندی:بسته‌بندی استاندارد EIA سازگاری با کتابخانه گسترده‌ای از فوت‌پرینت‌های PCB موجود و کتابخانه‌های نازل پیک اند پلیس را تضمین می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از خروجی منطقی 3.3V یا 5V درایو کنم؟

پاسخ: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V و جریان هدف 20mA و با استفاده از VF معمولی 2.1V، مقدار مقاومت به صورت R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 اهم خواهد بود. یک مقاومت استاندارد 150 اهم مناسب است.

سوال: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پاسخ: طول موج پیک (λP) طول موج فیزیکی است که LED بیشترین توان نوری را در آن تابش می‌کند. طول موج غالب (λd) طول موج منفرد ادراکی است که با رنگ دیده شده توسط چشم انسان مطابقت دارد و از مختصات رنگی CIE محاسبه می‌شود. λd اغلب برای مشخص کردن رنگ مرتبط‌تر است.

سوال: چرا رطوبت انبارداری اینقدر حیاتی است؟

پاسخ: بسته‌بندی پلاستیکی LED می‌تواند رطوبت جذب کند. در طول فرآیند لحیم‌کاری رفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن بسته‌بندی یا ترک خوردن لنز اپوکسی شود و منجر به خرابی فوری یا نهفته گردد.

سوال: چگونه مقدار شدت نور (مثلاً 900 mcd) را تفسیر کنم؟

پاسخ: شدت نور، روشنایی درک شده یک منبع نور نقطه‌ای را در یک جهت خاص (کاندلا) اندازه‌گیری می‌کند. 900 mcd (0.9 cd) برای یک LED نشانگر استاندارد کاملاً روشن است. این مقدار روی محور اندازه‌گیری شده است. به دلیل زاویه دید 120 درجه، شدت نور در زوایای بازتر به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.