دیتاشیت LED SMD مدل LTST-N682TWQEET - ابعاد بسته‌بندی - سفید/قرمز - 30mA - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی یک دیود نورافشان (LED) نصب‌شونده روی سطح (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است که آن را برای تولید انبوه مناسب می‌سازد. اندازه مینیاتوری آن پاسخگوی کاربردهای با محدودیت فضا است که معمولاً در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و فشرده مدرن یافت می‌شود.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک)، سازگاری با فرآیندهای لحیم‌کاری ری‌فلو مادون قرمز (IR) و بسته‌بندی روی نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری و قرقره‌های 7 اینچی برای تجهیزات پیک و پلیس خودکار است. این قطعه برای سازگاری با مدارهای مجتمع (IC) طراحی شده است. کاربردهای هدف آن طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی را شامل می‌شود، از جمله اما نه محدود به تجهیزات مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم و همراه)، دستگاه‌های اتوماسیون اداری (مانند لپ‌تاپ‌ها)، سیستم‌های شبکه، لوازم خانگی و تابلوهای داخلی. عملکردهای اصلی آن نشانگر وضعیت، روشنایی سیگنال و نماد و نور پس‌زمینه پنل جلویی است.

2. ابعاد بسته‌بندی و تخصیص پایه‌ها

این LED دارای یک بسته‌بندی SMD خاص است. رنگ لنز زرد است. دستگاه شامل دو تراشه LED مجزا در داخل یک بسته‌بندی است: یکی نور سفید و دیگری نور قرمز ساطع می‌کند. تخصیص پایه‌ها به شرح زیر است: پایه‌های 1 و 2 به LED قرمز و پایه‌های 3 و 4 به LED سفید اختصاص داده شده‌اند. تمامی تلرانس‌های ابعادی معمولاً ±0.2 میلی‌متر است مگر اینکه در نقشه‌های مکانیکی دقیق به گونه دیگری مشخص شده باشد.

3. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

3.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند.

• توان اتلافی:برای LED سفید 102 میلی‌وات؛ برای LED قرمز 78 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که دستگاه می‌تواند اتلاف کند.
• جریان مستقیم پیک:برای سفید 100 میلی‌آمپر، برای قرمز 80 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پالسی مجاز (سیکل وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) است.
• جریان مستقیم DC:برای هر دو رنگ 30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته است.
• محدوده دمای کاری:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.

3.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند که در Ta=25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (IF) 20mA اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv):سفید: 1500-3000 میلی‌کاندلا (حداقل-حداکثر). قرمز: 650-1300 میلی‌کاندلا (حداقل-حداکثر). با استفاده از فیلتری اندازه‌گیری شده که تقریباً پاسخ چشم فتوبیک CIE را شبیه‌سازی می‌کند.
• زاویه دید (2θ½):معمولاً 120 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد.
• طول موج غالب (λd):برای LED قرمز: 617-626 نانومتر (حداقل-حداکثر). این پارامتر رنگ درک شده را تعریف می‌کند.
• طول موج تابش پیک (λP):برای LED قرمز: معمولاً 624 نانومتر.
• عرض نیمه خط طیفی (Δλ):معمولاً برای سفید 30 نانومتر، برای قرمز 20 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی است.
• ولتاژ مستقیم (VF):سفید: 2.6-3.4 ولت. قرمز: 1.7-2.6 ولت. تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

4. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد به دسته‌های مختلفی (بین) تقسیم می‌شوند تا یکنواختی در خطوط تولید تضمین شود.

4.1 رتبه شدت نور (Iv)

برای LED سفید، دسته‌ها به صورت W1 (1500-2120 میلی‌کاندلا) و W2 (2120-3000 میلی‌کاندلا) تعریف شده‌اند. برای LED قرمز، دسته‌ها R1 (650-920 میلی‌کاندلا) و R2 (920-1300 میلی‌کاندلا) هستند. تلرانس درون هر دسته شدت نور ±11% است.

4.2 رتبه رنگ‌سنجی CIE

مختصات رنگی LED سفید (x, y روی نمودار رنگ‌سنجی CIE 1931) در چندین دسته (مانند A1, A2, A3, B1, B2, B3) دسته‌بندی می‌شود که هر کدام توسط یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار تعریف شده‌اند. تلرانس مختصات رنگ‌سنجی درون هر دسته ±0.01 است. این امر ثبات رنگ را برای کاربردهایی که تطبیق دقیق نقطه سفید در آنها حیاتی است، تضمین می‌کند.

5. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است که برای طراحی مدار ضروری هستند. این منحنی‌ها به صورت گرافیکی رابطه بین پارامترهای مختلف را نشان می‌دهند و بینشی فراتر از مقادیر معمول جدول‌بندی شده ارائه می‌کنند. طراحان باید برای درک رفتار در شرایط غیراستاندارد (مانند جریان‌های مستقیم یا دمای محیط مختلف) به این منحنی‌ها مراجعه کنند. منحنی‌های کلیدی معمولاً شامل رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور، جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم، و تأثیر دمای محیط بر شدت نور هستند. تحلیل این منحنی‌ها به انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب و پیش‌بینی عملکرد در محیط عملیاتی هدف کمک می‌کند.

6. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

6.1 پد اتصال PCB توصیه شده

یک طرح لند پترن ارائه شده است تا اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی حاصل شود. رعایت این فوت‌پرینت توصیه شده برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد و مدیریت اتلاف حرارت در طول فرآیند ری‌فلو بسیار مهم است.

6.2 ابعاد بسته‌بندی نوار و قرقره

قطعات روی نوار حامل برجسته 8 میلی‌متری عرض که روی قرقره‌های 7 اینچی (178 میلی‌متری) قطر پیچیده شده‌اند، عرضه می‌شوند. ابعاد دقیق جیب نوار، هاب قرقره و قرقره کلی مشخص شده است. تعداد استاندارد قطعات در هر قرقره 2000 عدد است، با حداقل مقدار بسته‌بندی 500 عدد برای باقیمانده‌ها. بسته‌بندی مطابق با مشخصات EIA-481-1-B است.

7. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

7.1 پروفیل لحیم‌کاری ری‌فلو IR

یک پروفیل ری‌فلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب ارائه شده است که با استاندارد J-STD-020B همسو است. پارامترهای کلیدی شامل دمای پیش‌گرم 150-200 درجه سانتی‌گراد، حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد و زمان بالای مایع که از حدود مشخص شده تجاوز نکند، می‌باشد. توجه به این نکته حیاتی است که پروفیل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و مشخصات کوره بستگی دارد؛ بنابراین، توصیه می‌شود مشخصه‌یابی در سطح برد انجام شود.

7.2 شرایط نگهداری

برای کیسه‌های ضد رطوبت بسته نشده حاوی جاذب رطوبت، LEDها باید در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی (RH) ≤ 70% نگهداری شده و ظرف یک سال استفاده شوند. پس از باز شدن بسته‌بندی اصلی، محیط نگهداری نباید از 30 درجه سانتی‌گراد و 60% RH تجاوز کند. قطعاتی که بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گرفته‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری در دمای تقریباً 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 48 ساعت پخته شوند تا از وقوع پدیده \"پاپ کورن\" یا لایه‌لایه شدن در حین ری‌فلو جلوگیری شود.

7.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های الکلی مشخص شده مانند اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی و به مدت کمتر از یک دقیقه استفاده شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به بسته‌بندی LED آسیب برسانند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED دو رنگ برای کاربردهایی که نیاز به نشانگر وضعیت چندگانه از یک فوت‌پرینت تک قطعه دارند، ایده‌آل است. مثال‌ها شامل وضعیت برق/شارژ (قرمز برای شارژ، سفید برای کامل)، نشانگرهای فعالیت شبکه، یا بازخورد انتخاب حالت در الکترونیک مصرفی و پنل‌های کنترل صنعتی می‌شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان مستقیم به مقدار DC توصیه شده (حداکثر 30mA) یا کمتر استفاده کنید تا طول عمر و کنترل روشنایی تضمین شود.
• مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر در نزدیکی مقادیر حداکثر کار می‌کند، تا از گرمای بیش از حد و کاهش شتاب‌یافته لومن جلوگیری شود.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه به صراحت ذکر نشده است، اما دستکاری LEDهای SMD با احتیاط‌های مناسب ESD یک روش استاندارد صنعتی است.
• طراحی نوری:هنگام طراحی راهنماهای نور، لنزها یا دیفیوزرها، زاویه دید 120 درجه را در نظر بگیرید تا الگوی روشنایی مطلوب حاصل شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای SMD تک رنگ، این دستگاه دو تراشه‌ای با ترکیب دو عملکرد نشانگر در یک بسته‌بندی، باعث صرفه‌جویی در فضا روی PCB می‌شود. تراشه‌های سفید و قرمز مجزا امکان کنترل مستقل را فراهم می‌کنند. دسته‌های مشخص شده شدت نور و دسته‌های رنگی CIE سطحی از ثبات عملکرد را ارائه می‌دهند که برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر یکنواخت در بین چندین واحد دارند، مهم است. سازگاری با فرآیندهای استاندارد ری‌فلو IR آن را از LEDهایی که ممکن است نیاز به لحیم‌کاری دستی یا موجی داشته باشند، متمایز می‌کند.

10. پرسش‌های متداول بر اساس پارامترهای فنی

س: آیا می‌توانم LEDهای سفید و قرمز را همزمان در حداکثر جریان DC خود راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. مقادیر حداکثر مطلق برای اتلاف توان (102mW سفید، 78mW قرمز) و ملاحظات حرارتی باید رعایت شوند. کار همزمان هر کدام در 30mA احتمالاً از ظرفیت حرارتی بسته فراتر می‌رود مگر اینکه هیت سینک استثنایی فراهم شده باشد. کاهش رتبه (دری‌تینگ) توصیه می‌شود.

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

ج: طول موج پیک (λP) طول موج در بالاترین نقطه در طیف تابش LED است. طول موج غالب (λd) از مختصات رنگی مشتق می‌شود و نشان‌دهنده طول موج تک نور تک‌رنگی است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λd برای مشخصه‌یابی رنگ مرتبط‌تر است.

س: چرا شرایط نگهداری پس از باز کردن کیسه اینقدر سختگیرانه است (168 ساعت)؟

ج: بسته‌بندی‌های SMD می‌توانند رطوبت را از جو جذب کنند. در طول فرآیند لحیم‌کاری ری‌فلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که ممکن است باعث ترک خوردن بسته یا لایه‌لایه شدن اتصالات داخلی (پدیده \"پاپ کورن\") شود. عمر مفید 168 ساعته و فرآیند پخت این خطر را کاهش می‌دهد.

11. مورد کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک دستگاه قابل حمل

یک طراح در حال ساخت یک بلندگوی بلوتوث فشرده است. یک LED LTST-N682TWQEET روی پنل جلویی قرار می‌گیرد. میکروکنترلر LED قرمز (پایه‌های 1-2) را برای نشان دادن \"روشن بودن/در حال شارژ\" و LED سفید (پایه‌های 3-4) را برای نشان دادن \"حالت جفت‌سازی بلوتوث/شارژ کامل\" راه‌اندازی می‌کند. با استفاده از یک مقدار مقاومت محدودکننده جریان مشترک که برای ~20mA محاسبه شده است (مثلاً بر اساس VF=3.0V برای سفید و منبع تغذیه 5V)، هر دو LED روشنایی خوبی را به دست می‌آورند. زاویه دید 120 درجه‌ای اطمینان می‌دهد که وضعیت از محدوده وسیعی قابل مشاهده است. قطعه با استفاده از مونتاژ خودکار از نوار و قرقره قرار داده می‌شود.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای نورافشان (LED) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که وقتی جریان الکتریکی از آنها عبور می‌کند، نور ساطع می‌کنند. این پدیده، که الکترولومینسانس نامیده می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که الکترون‌ها با حفره‌های الکترونی در داخل دستگاه بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ نور ساطع شده توسط شکاف انرژی ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. LED سفید در این بسته‌بندی احتمالاً از یک تراشه LED آبی یا فرابنفش پوشیده شده با یک ماده فسفر استفاده می‌کند که بخشی از نور ساطع شده را به طول‌موج‌های بلندتر تبدیل می‌کند و در نتیجه طیف گسترده‌ای ایجاد می‌کند که به عنوان سفید درک می‌شود. LED قرمز از ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که برای تولید نور قرمز، نارنجی و زرد کارآمد است.

13. روندهای توسعه

روند کلی در LEDهای SMD برای کاربردهای نشانگر به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات) ادامه دارد که امکان دستیابی به همان روشنایی در جریان‌های پایین‌تر را فراهم می‌کند و مصرف برق و بار حرارتی را کاهش می‌دهد. اندازه بسته‌بندی‌ها نیز در حال کوچک‌تر شدن بیشتر است. تأکید فزاینده‌ای بر دسته‌بندی دقیق‌تر رنگ و شدت نور برای پاسخگویی به نیازهای کاربردهایی که نیاز به ثبات بصری بالا دارند، مانند دیوارهای ویدیویی و فضای داخلی خودرو، وجود دارد. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی الکترونیک کنترل (مانند درایورهای جریان ثابت) در داخل بسته‌بندی LED برای طراحی ساده‌تر و بهبود ثبات عملکرد، رایج‌تر می‌شود.