دیتاشیت LED SMD مدل LTST-E143EGSW - بسته‌بندی SMD - قرمز/سبز/زرد - 20mA - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTST-E143EGSW یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژ خودکار بر روی برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. اندازه مینیاتوری آن، آن را برای کاربردهایی با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری و قرقره‌های 7 اینچی برای فرآیندهای اتوماتیک Pick-and-Place.
• پایه استاندارد مطابق با EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• سطح درایو سازگار با مدارهای مجتمع (IC).
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات نصب خودکار.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR).
• پیش‌شرط‌سازی شده برای رسیدن به سطح حساسیت رطوبت JEDEC (شورای مهندسی دستگاه‌های الکترونیکی مشترک) سطح 3.

1.2 کاربردها

این LED برای استفاده به عنوان نشانگر وضعیت، چراغ سیگنال، روشنایی نمادها و نور پس‌زمینه پنل جلویی در بخش‌های مختلف از جمله موارد زیر در نظر گرفته شده است:

• تجهیزات مخابراتی
• دستگاه‌های اتوماسیون اداری
• لوازم خانگی
• تجهیزات صنعتی

2. ابعاد و پیکربندی بسته‌بندی

این قطعه دارای بسته‌بندی استاندارد SMD است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر ارائه شده و تلرانس کلی ±0.2 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. LED از لنز پخش‌کننده استفاده می‌کند.

تخصیص پایه‌ها و رنگ‌های منبع نور متناظر به شرح زیر است:

• قرمز (AlInGaP):پایه‌های 2 (آند) و 1 (کاتد)
• سبز (InGaN):پایه‌های 2 (آند) و 4 (کاتد)
• زرد (AlInGaP):پایه‌های 2 (آند) و 3 (کاتد)

پایه 2 آند مشترک برای تمام انواع رنگی است.

3. ریتینگ‌ها و مشخصات

تمامی مشخصات در دمای محیط (Ta) برابر 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده‌اند.

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

تنش‌های فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شوند.

• توان اتلافی (Pd):قرمز: 75 میلی‌وات، سبز: 76 میلی‌وات، زرد: 72 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_F(پیک)):80 میلی‌آمپر (برای تمام رنگ‌ها، در چرخه کاری 1/10، پهنای پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم DC (I_F):قرمز: 30 میلی‌آمپر، سبز: 20 میلی‌آمپر، زرد: 30 میلی‌آمپر
• محدوده دمای کاری:40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای نگهداری:40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد

3.2 مشخصات حرارتی

• حداکثر دمای اتصال (T_j):125 درجه سانتی‌گراد
• مقاومت حرارتی معمولی، اتصال به محیط (R_θJA):100 درجه سانتی‌گراد بر وات (توجه: اندازه‌گیری شده روی زیرلایه FR4 به ضخامت 1.6 میلی‌متر، با پد مسی 16 میلی‌متر مربعی).
• مقاومت حرارتی معمولی، اتصال به پد لحیم (R_θJT):60 درجه سانتی‌گراد بر وات

3.3 پروفیل پیشنهادی بازجریانی IR

پروفیل لحیم‌کاری بدون سرب مطابق با J-STD-020B توصیه می‌شود. این پروفیل معمولاً شامل مراحل پیش‌گرم، خیس‌اندن، بازجریانی (با دمای پیک) و خنک‌سازی است تا اتصالات لحیم قابل اطمینان بدون آسیب به بسته‌بندی LED ایجاد شود.

3.4 مشخصات الکتریکی و نوری

اندازه‌گیری شده در I_F= 20mA و Ta=25°C.

• شدت نور (I_v):
  • قرمز: 140-350 میلی‌کاندلا (حداقل-حداکثر)
  • سبز: 710-1540 میلی‌کاندلا (حداقل-حداکثر)
  • زرد: 140-390 میلی‌کاندلا (حداقل-حداکثر)
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمولی). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور نصف مقدار روی محور است.
• طول موج غالب (λ_d):
  • قرمز: 615-630 نانومتر
  • سبز: 518-528 نانومتر
  • زرد: 586-596 نانومتر
• ولتاژ مستقیم (V_F):
  • قرمز: 1.7-2.5 ولت
  • سبز: 2.8-3.8 ولت
  • زرد: 1.7-2.5 ولت
• پهنای نیمه خط طیفی (Δλ):قرمز/زرد: 15 نانومتر (معمولی)، سبز: 25 نانومتر (معمولی).
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5V.توجه:این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است.

4. سیستم دسته‌بندی

LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی مرتب (دسته‌بندی) می‌شوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود.

4.1 دسته‌بندی شدت نور (I_v)

شدت نور بر حسب میلی‌کاندلا (mcd) در 20mA اندازه‌گیری می‌شود. تلرانس درون هر دسته ±11% است.

• قرمز:R1 (140-190 mcd)، R2 (190-260 mcd)، R3 (260-350 mcd)
• سبز:G1 (710-910 mcd)، G2 (910-1185 mcd)، G3 (1185-1540 mcd)
• زرد:Y1 (140-180 mcd)، Y2 (180-230 mcd)، Y3 (230-300 mcd)، Y4 (300-390 mcd)

4.2 دسته‌بندی طول موج غالب (λ_d)

طول موج بر حسب نانومتر (nm) در 20mA اندازه‌گیری می‌شود. تلرانس درون هر دسته ±1 نانومتر است.

• قرمز:RA (615-630 نانومتر)
• سبز:GA (518-523 نانومتر)، GB (523-528 نانومتر)
• زرد:YA (586-591 نانومتر)، YB (591-596 نانومتر)

4.3 کد دسته ترکیبی روی برچسب محصول

یک کد الفبایی-عددی روی برچسب محصول، دسته‌های شدت نور و طول موج را ترکیب می‌کند. به عنوان مثال، کد "A1" مربوط به قرمز=R1، سبز=G1، زرد=Y1 است. کدهای D1-D4 به طور مستقل نشان‌دهنده دسته‌های طول موج (رده Wd) هستند. این سیستم امکان شناسایی دقیق عملکرد نوری LED را فراهم می‌کند.

5. منحنی‌های عملکرد معمولی

دیتاشیت شامل نمایش‌های گرافیکی از روابط کلیدی است (در 25 درجه سانتی‌گراد مگر خلاف آن ذکر شود):

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، معمولاً به صورت غیرخطی افزایش می‌یابد و اهمیت درایو جریان ثابت را برجسته می‌کند.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:ویژگی I-V دیود را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:اثر خاموشی حرارتی را نشان می‌دهد، جایی که خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. این موضوع برای مدیریت حرارتی در کاربردهای با توان بالا یا دمای محیط بالا بسیار مهم است.
• توزیع طیفی:توان نسبی منتشر شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد که خلوص رنگ را تعریف کرده و در کاربردهایی که نیاز به ویژگی‌های طیفی خاصی دارند کمک می‌کند.

6. راهنمای کاربر و اطلاعات مونتاژ

6.1 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری یا در حین تعمیر، LED را در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از استفاده از مواد شوینده شیمیایی نامشخص خودداری کنید زیرا ممکن است به لنز اپوکسی یا بسته‌بندی آسیب برسانند.

6.2 طرح پد PCB توصیه شده

یک طرح لند پترن (پایه) توصیه شده ارائه شده است تا لحیم‌کاری مناسب، پایداری مکانیکی و عملکرد حرارتی بهینه تضمین شود. رعایت این طرح به جلوگیری از پدیده "تومبستونینگ" و اطمینان از فیله‌های لحیم خوب کمک می‌کند.

6.3 بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته (عرض 8 میلی‌متر) پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی (178 میلی‌متری) عرضه می‌شوند. ابعاد جیب نوار و مشخصات قرقره (قطر هاب، قرقره فلنج و غیره) به تفصیل شرح داده شده است که مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است. این بسته‌بندی برای خطوط مونتاژ خودکار ضروری است.

• قرقره استاندارد حاوی 4000 قطعه است.
• حداقل مقدار سفارش برای باقی‌مانده‌ها 500 قطعه است.
• حداکثر دو قطعه مفقود شده متوالی (جیب خالی) در هر قرقره مجاز است.

7. احتیاط‌ها و ملاحظات طراحی در کاربرد

7.1 کاربرد مورد نظر و قابلیت اطمینان

این LEDها برای تجهیزات الکترونیکی عمومی طراحی شده‌اند. برای کاربردهایی که قابلیت اطمینان استثنایی در آن حیاتی است، یا خرابی می‌تواند ایمنی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی، کنترل حمل و نقل)، قویاً توصیه می‌شود قبل از طراحی، ارزیابی قابلیت اطمینان خاص و مشورت با سازنده انجام شود.

7.2 ملاحظات طراحی الکتریکی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم به حداکثر مقدار DC مشخص شده (20mA برای سبز، 30mA برای قرمز/زرد) استفاده کنید. تجاوز از این مقدار عمر مفید را کاهش داده و می‌تواند باعث خرابی فاجعه‌بار شود.
• محافظت در برابر ولتاژ معکوس:LED دارای ولتاژ شکست معکوس بسیار پایینی است (شرایط آزمایش 5V). مدارها باید طوری طراحی شوند که از اعمال هرگونه بایاس معکوس جلوگیری کنند، در صورت اتصال LED به یک سیگنال دو قطبی، احتمالاً با استفاده از یک دیود محافظ موازی.
• مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، دمای اتصال باید زیر 125 درجه سانتی‌گراد نگه داشته شود. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس روی PCB (مطابق با پد توصیه شده) به عنوان هیت سینک عمل کند، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام درایو در جریان‌های بالاتر.

7.3 ملاحظات طراحی نوری

• زاویه دید:زاویه دید 120 درجه، یک الگوی روشنایی پخش شده و گسترده مناسب برای نشانگرهای وضعیت فراهم می‌کند. برای نور متمرکزتر، اپتیک ثانویه (لنزها) مورد نیاز خواهد بود.
• دسته‌بندی برای یکنواختی رنگ:برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر رنگی یکنواخت در بین چندین LED دارند (مانند نور پس‌زمینه یک آرایه)، مشخص کردن دسته‌های طول موج تنگ (مانند GA یا GB برای سبز) ضروری است.
• همسان‌سازی شدت نور:به طور مشابه، مشخص کردن یک دسته شدت نور باریک، تضمین می‌کند که درخشندگی در تمام نشانگرهای یک محصول یکنواخت باشد.

8. مقایسه فنی و راهنمای انتخاب

LTST-E143EGSW ترکیبی از ویژگی‌های رایج در LEDهای SMD مدرن را ارائه می‌دهد: مطابقت با RoHS، سازگاری با بازجریانی IR و بسته‌بندی نوار و قرقره. تمایزهای کلیدی آن در ساختار دسته‌بندی خاص آن برای سبز و زرد نهفته است که در مقایسه با برخی قطعات عمومی، دانه‌بندی ریزتری در انتخاب طول موج و شدت نور ارائه می‌دهد. پایه‌های کاتد جداگانه برای هر رنگ در یک بسته 4 پایه، امکان کنترل جداگانه در یک ماژول چندرنگ را فراهم می‌کند، برخلاف برخی بسته‌های RGB با آند مشترک. هنگام انتخاب یک LED، مهندسان باید ولتاژ مستقیم (به ویژه V_Fبالاتر تراشه سبز InGaN)، زاویه دید و شدت نور را با بودجه توان، طرح نوری و روشنایی مورد نیاز کاربرد مقایسه کنند.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال: آیا می‌توانم LED سبز را مانند قرمز و زرد با 30mA درایو کنم؟

پاسخ: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم DC در نوع سبز 20mA است. تجاوز از این ریتینگ ممکن است باعث آسیب دائمی شده و گارانتی را باطل کند.

سوال: "پیش‌شرط‌سازی JEDEC سطح 3" به چه معناست؟

پاسخ: به این معنی است که قطعات تحت شرایط کنترل شده پخته و/یا ذخیره شده‌اند تا جذب رطوبت در بسته کاهش یابد و آن‌ها را برای عمر مفید 168 ساعته (7 روزه) در شرایط کارخانه (<30°C/60%RH) قبل از نیاز به پخت مجدد برای لحیم‌کاری بازجریانی مناسب سازد.

سوال: چرا محدوده ولتاژ مستقیم برای LED سبز (2.8-3.8V) بالاتر از قرمز/زرد (1.7-2.5V) است؟

پاسخ: این به دلیل ماده نیمه‌هادی اساسی است. LEDهای سبز معمولاً از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) استفاده می‌کنند که دارای گاف انرژی وسیع‌تری نسبت به آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید (AlInGaP) مورد استفاده برای LEDهای قرمز و زرد است. یک گاف انرژی وسیع‌تر نیاز به ولتاژ بالاتری برای انرژی‌دهی به الکترون‌ها در سراسر آن دارد.

سوال: چگونه کد دسته "B5" را از روی برچسب تفسیر کنم؟

پاسخ: مطابق جدول متقاطع، "B5" نشان‌دهنده: دسته شدت نور قرمز = R2 (190-260 mcd)، دسته شدت نور سبز = G2 (910-1185 mcd) و دسته شدت نور زرد = Y1 (140-180 mcd) است. دسته طول موج توسط یک کد "D" جداگانه نشان داده می‌شود (مانند D1، D2 و غیره).

10. مثال طراحی: پنل نشانگر وضعیت

سناریو:طراحی یک پنل کنترل با سه LED وضعیت: قرمز (خطا)، سبز (آماده)، زرد (آماده به کار). روشنایی یکنواخت بالا مورد نیاز است.

مراحل طراحی:

1. انتخاب:LTST-E143EGSW را به دلیل بسته‌بندی مشترک و موجودی در هر سه رنگ انتخاب کنید.
2. دسته‌بندی:دسته شدت نور R3 برای قرمز، G3 برای سبز و Y4 برای زرد را برای دستیابی به بیشترین روشنایی از هر یک مشخص کنید. دسته طول موج RA برای قرمز، GB برای سبز و YB برای زرد را برای رنگ‌های یکنواخت و اشباع شده مشخص کنید.
3. طراحی مدار:
   • ولتاژ تغذیه (V_cc): 5V.
   • محاسبه مقاومت‌های سری برای I_F= 20mA (برای سبز از 20mA استفاده کنید، برای قرمز/زرد می‌توانید بر اساس روشنایی مورد نظر از 20-30mA استفاده کنید).
     • مقاومت قرمز (با استفاده از V_Fمعمولی=2.1V): R = (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 Ω. از مقدار استاندارد 150 Ω استفاده کنید.
     • مقاومت سبز (با استفاده از V_Fمعمولی=3.3V): R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ω. از مقدار استاندارد 82 Ω یا 91 Ω استفاده کنید.
     • مقاومت زرد (با استفاده از V_Fمعمولی=2.1V): همانند قرمز، 150 Ω.
   • توان هر LED: P = V_F* I_F. برای سبز: ~66mW، که در محدوده حداکثر 76mW است.
4. طرح PCB:از طرح پد توصیه شده استفاده کنید. پایه 2 (آند مشترک) را از طریق مقاومت‌ها به V_ccمتصل کنید. پایه‌های 1، 4 و 3 (کاتدهای قرمز، سبز و زرد به ترتیب) را برای کنترل جداگانه به زمین از طریق پایه‌های میکروکنترلر یا سوئیچ‌ها متصل کنید.
5. بررسی حرارتی:با اتلاف توان کمتر از 75mW برای هر LED و یک پد 16mm²، افزایش دمای اتصال در یک محیط داخلی معمولی حداقل خواهد بود که قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین می‌کند.