دیتاشیت LED SMD مدل LTST-T680VSWT - زرد پخش‌شونده AlInGaP - 50mA - 130mW - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل LED SMD مدل LTST-T680VSWT را ارائه می‌دهد. این قطعه متعلق به خانواده LEDهای مینیاتوری است که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) و کاربردهایی که محدودیت فضا یک عامل حیاتی است، طراحی شده‌اند. این LED از ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای تولید نور خروجی زرد استفاده می‌کند که توسط لنز آن پخش می‌شود تا الگوی روشنایی وسیع‌تر و یکنواخت‌تری ایجاد کند. عملکرد اصلی آن به عنوان نشانگر وضعیت، چراغ سیگنال یا نور پس‌زمینه پنل جلویی در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

LTST-T680VSWT چندین مزیت کلیدی برای تولید الکترونیک مدرن ارائه می‌دهد. این قطعه کاملاً با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد و آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سخت زیست‌محیطی مناسب می‌سازد. قطعه بر روی قرقره‌های 7 اینچی در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری عرضه می‌شود که مونتاژ خودکار پیک و پلیس با سرعت بالا را تسهیل می‌کند. طراحی آن با فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) سازگار است که استاندارد مونتاژ PCB بدون سرب (Pb-free) می‌باشد. این قطعه همچنین با مدارهای مجتمع (I.C.) سازگار است، به این معنی که مشخصات الکتریکی آن امکان اتصال مستقیم به پایه‌های خروجی مدارهای مجتمع معمولی را فراهم می‌کند. این ویژگی‌ها آن را به انتخابی ایده‌آل برای تجهیزات مخابراتی، دستگاه‌های اتوماسیون اداری، لوازم خانگی، سیستم‌های کنترل صنعتی، لپ‌تاپ‌ها و سخت‌افزار شبکه تبدیل می‌کند که در آن‌ها نشانگرهای بصری فشرده و قابل اطمینان مورد نیاز است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

درک کامل پارامترهای الکتریکی و نوری برای طراحی مدار قابل اطمینان و دستیابی به عملکرد یکنواخت ضروری است.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود. مقادیر حداکثر مطلق در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند.

• اتلاف توان (Pd):130 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که پکیج LED می‌تواند به صورت حرارت بدون تجاوز از محدودیت‌های حرارتی خود تلف کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم لحظه‌ای مجاز است که تنها تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است. نباید برای کارکرد DC پیوسته استفاده شود.
• جریان مستقیم DC (I_F):50 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای کارکرد بلندمدت قابل اطمینان است.
• محدوده دمای کارکرد:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این قطعه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط طراحی شده است.
• محدوده دمای انبارش:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. این قطعه می‌تواند بدون اعمال توان در این محدوده انبار شود.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها عملکرد معمول LED را تحت شرایط کارکرد عادی، اندازه‌گیری شده در Ta=25°C و جریان تست استاندارد (I_F) 20mA تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):710.0 - 1800.0 میلی‌کاندلا (mcd). این معیاری از توان درک‌شده نور مرئی ساطع شده در یک جهت خاص (روی محور) است. محدوده وسیع از طریق یک سیستم دسته‌بندی (بینینگ) مدیریت می‌شود (به بخش 3 مراجعه کنید). شدت نور با استفاده از یک سنسور فیلتر شده برای تطابق با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) اندازه‌گیری می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار روی محور خود کاهش می‌یابد. لنز پخش‌شونده این زاویه دید وسیع را ایجاد می‌کند و LED را برای کاربردهایی که دید از موقعیت‌های خارج از محور مهم است، مناسب می‌سازد.
• طول موج تابش پیک (λ_P):592 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور ساطع شده در حداکثر خود قرار دارد.
• طول موج غالب (λ_d):584.5 - 594.5 نانومتر. این طول موج واحدی است که به بهترین شکل رنگ درک‌شده نور را نمایندگی می‌کند و از نمودار رنگی CIE مشتق شده است. این پارامتر کلیدی برای مشخصات رنگ است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). این پهنای باند طیفی اندازه‌گیری شده در نصف حداکثر شدت (عرض کامل در نصف بیشینه - FWHM) است. مقدار 15nm نشان‌دهنده رنگ زرد نسبتاً خالص است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.1 ولت (معمول)، 2.6 ولت (حداکثر) در I_F=20mA. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگامی است که جریان را هدایت می‌کند. این یک پارامتر حیاتی برای طراحی مدار محدودکننده جریان است.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V. این پارامتر تنها برای اطمینان از کیفیت تست می‌شود. قطعه برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است و اعمال ولتاژ معکوس می‌تواند به آن آسیب برساند. ممکن است در مدارهایی که امکان وجود ولتاژ معکوس وجود دارد، محافظت خارجی (مثلاً یک دیود موازی) لازم باشد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در گروه‌های عملکردی یا "بین" دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات خاصی برای یکنواختی رنگ و روشنایی در کاربردشان را برآورده می‌کنند.

3.1 رتبه ولتاژ مستقیم (V_f)

LEDها بر اساس افت ولتاژ مستقیم آنها در 20mA دسته‌بندی می‌شوند. کد بین، مقادیر حداقل و حداکثر به شرح زیر است. تلرانس درون هر بین ±0.1V است.

• D2:1.8V (حداقل) - 2.0V (حداکثر)
• D3:2.0V (حداقل) - 2.2V (حداکثر)
• D4:2.2V (حداقل) - 2.4V (حداکثر)
• D5:2.4V (حداقل) - 2.6V (حداکثر)

3.2 رتبه شدت نور (I_V)

LEDها بر اساس شدت نور روی محور آنها در 20mA دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس درون هر بین ±11% است.

• V1:710.0 mcd (حداقل) - 900.0 mcd (حداکثر)
• V2:900.0 mcd (حداقل) - 1120.0 mcd (حداکثر)
• W1:1120.0 mcd (حداقل) - 1400.0 mcd (حداکثر)
• W2:1400.0 mcd (حداقل) - 1800.0 mcd (حداکثر)

3.3 رتبه طول موج غالب (W_d)

LEDها بر اساس طول موج غالب آنها در 20mA برای اطمینان از یکنواختی رنگ دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس درون هر بین ±1nm است.

• H:584.5 nm (حداقل) - 587.0 nm (حداکثر)
• J:587.0 nm (حداقل) - 589.5 nm (حداکثر)
• K:589.5 nm (حداقل) - 592.0 nm (حداکثر)
• L:592.0 nm (حداقل) - 594.5 nm (حداکثر)

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی بینشی در مورد چگونگی تغییر مشخصات LED با شرایط کارکرد ارائه می‌دهند. دیتاشیت شامل منحنی‌های معمول برای روابط زیر است (همه در 25°C مگر اینکه ذکر شده باشد).

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

این منحنی رابطه غیرخطی بین جریان عبوری از LED و ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. این برای انتخاب روش محدودکننده جریان مناسب (مقاومت یا درایور جریان ثابت) ضروری است. منحنی ولتاژ "روشن‌شدن" و چگونگی افزایش V_F با افزایش I_F.

را نشان خواهد داد.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور (بر حسب mcd) با جریان راه‌اندازی مقیاس می‌یابد. این رابطه معمولاً در یک محدوده خطی است اما در جریان‌های بالاتر اشباع می‌شود. این به طراحان کمک می‌کند تا الزامات روشنایی را در برابر مصرف توان و مدیریت حرارتی متعادل کنند.

4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط

این منحنی کاهش رتبه حرارتی خروجی نور را نشان می‌دهد. با افزایش دمای محیط، بازده نوری LED کاهش می‌یابد که منجر به شدت نور کمتر برای همان جریان راه‌اندازی می‌شود. این یک ملاحظه حیاتی برای کاربردهایی است که در محیط‌های با دمای بالا عمل می‌کنند.

4.4 توزیع نسبی توان طیفی_Pاین نمودار شدت نور ساطع شده را در سراسر طیف مرئی ترسیم می‌کند. طول موج پیک (λ

~592nm) و نیم‌عرض طیفی (Δλ~15nm) را نشان می‌دهد و مشخصه تابش زرد باند باریک فناوری AlInGaP را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج

این LED با طرح کلی پکیج SMD استاندارد EIA مطابقت دارد. تمام ابعاد حیاتی، شامل طول، عرض، ارتفاع و فاصله پایه‌ها، در نقشه‌های دیتاشیت با تلرانس کلی ±0.2mm ارائه شده است. لنز به عنوان "پخش‌شونده" توصیف شده است که نور را پراکنده می‌کند تا زاویه دید مشخص شده 120 درجه حاصل شود.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد PCB

این قطعه دارای آند و کاتد است. دیتاشیت شامل یک الگوی لند PCB (فوت‌پرینت) توصیه شده برای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز یا فاز بخار است. رعایت این طرح پد برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان، تراز مناسب و مدیریت اتلاف حرارت در طول فرآیند لحیم‌کاری حیاتی است. قطبیت معمولاً توسط یک علامت روی بدنه قطعه یا یک ویژگی نامتقارن در پکیج نشان داده می‌شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری، مونتاژ و نگهداری

6.1 پروفایل بازجریانی IR توصیه شده (بدون سرب)

• این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب مطابق با استاندارد J-STD-020B واجد شرایط است. یک نمونه پروفایل دمای بازجریانی ارائه شده است که شامل پارامترهای کلیدی زیر است:دمای پیش‌گرم:
• 150-200 درجه سانتی‌گرادزمان پیش‌گرم:
• حداکثر 120 ثانیه.دمای پیک بدنه:
• حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.زمان بالاتر از نقطه مایع (TAL):
• توصیه می‌شود از دستورالعمل‌های JEDEC پیروی شود، معمولاً 60-150 ثانیه.حداکثر تعداد عبورها:

از آنجایی که طراحی برد، خمیر لحیم و مشخصات کوره متفاوت است، این پروفایل باید به عنوان یک هدف استفاده شده و برای خط مونتاژ خاص تنظیم دقیق شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

• در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت به کار گرفته شود:دمای هویه:
• حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.زمان لحیم‌کاری:
• حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.تعداد دفعات:

فقط یک بار. گرمایش مکرر می‌تواند به پکیج و نیمه‌هادی آسیب برساند.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، تنها باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود تا از آسیب به پکیج پلاستیکی جلوگیری شود. روش‌های قابل قبول شامل غوطه‌وری در اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه است. باید از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص اجتناب شود.

6.4 انبارش و حساسیت به رطوبت

LEDها در یک کیسه ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند. در حالی که مهر و موم شده‌اند، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% انبار شده و در عرض یک سال استفاده شوند. هنگامی که کیسه باز می‌شود، قطعات در معرض رطوبت محیط قرار می‌گیرند. این قطعات در سطح حساسیت به رطوبت (MSL) 3 رتبه‌بندی شده‌اند، به این معنی که باید در عرض 168 ساعت (7 روز) پس از قرار گرفتن در معرض شرایط محیط کارخانه (≤30°C/60% RH) بازجریان IR شوند. اگر این زمان تجاوز شود، قطعات قبل از لحیم‌کاری نیاز به یک فرآیند پخت (تقریباً 60 درجه سانتی‌گراد برای حداقل 48 ساعت) برای حذف رطوبت جذب شده دارند تا از "پف کردن" یا ترک خوردن پکیج در طول بازجریان جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LTST-T680VSWT در نوار حامل برجسته استاندارد به عرض 8 میلی‌متر بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178mm) عرضه می‌شود. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. جیب‌های نوار با یک نوار پوشش رویی مهر و موم شده‌اند. بسته‌بندی با مشخصات ANSI/EIA-481 مطابقت دارد. حداکثر تعداد مجاز قطعات مفقود شده متوالی در نوار دو عدد است.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 روش راه‌اندازی_Fیک LED یک قطعه جریان‌محور است. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل شده‌اند، هر LED باید توسط مقاومت محدودکننده جریان خود یا ترجیحاً توسط یک منبع جریان ثابت راه‌اندازی شود. راه‌اندازی LEDها به صورت موازی مستقیماً از یک منبع ولتاژ به دلیل تغییرات در ولتاژ مستقیم (V

) از قطعه‌ای به قطعه دیگر، که می‌تواند باعث تفاوت‌های قابل توجه در جریان و در نتیجه روشنایی شود، توصیه نمی‌شود.

8.2 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان نسبتاً کم است (حداکثر 130mW)، طراحی حرارتی مناسب عمر LED را افزایش داده و خروجی نور پایدار را حفظ می‌کند. اطمینان حاصل کنید که طراحی پد PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند و از کارکرد پیوسته LED در جریان حداکثر مطلق آن (50mA) در دمای محیطی بالا بدون ارزیابی اجتناب کنید.

8.3 دامنه کاربرد و قابلیت اطمینان

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی تجاری و صنعتی استاندارد طراحی شده است. این قطعه به طور خاص برای کاربردهایی که خرابی می‌تواند مستقیماً جان یا سلامتی را به خطر بیندازد، مانند سیستم‌های پزشکی حیاتی، هوانوردی، حمل و نقل یا سیستم‌های ایمنی، طراحی یا تست نشده است. برای چنین کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا، مشورت با سازنده قطعه برای داده‌های صلاحیت‌دهی خاص اجباری است.

9. معرفی فناوری و اصول عملکرد

LTST-T680VSWT بر پایه فناوری نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. این سیستم ماده برای تولید نور در مناطق قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد طیف بسیار کارآمد است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlInGaP انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند. از فسفر زرد استفاده نمی‌شود؛ رنگ ذاتی ماده نیمه‌هادی است که منجر به خلوص رنگ بالا و پایداری می‌شود. لنز اپوکسی پخش‌شونده تراشه نیمه‌هادی را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند، پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد و زاویه دید را بهبود می‌بخشد.

10. مثال‌های عملی طراحی و استفاده

10.1 مثال: نشانگر وضعیت برای سوئیچ شبکه

1. در یک سوئیچ شبکه 24 پورتی، هر پورت ممکن است چندین LED (مانند لینک، فعالیت، سرعت) داشته باشد. LTST-T680VSWT با زاویه دید وسیع 120 درجه‌ای خود، انتخابی عالی برای نشانگرهای وضعیت پنل جلویی است. یک طراح باید:_Vشدت نور مورد نیاز را بر اساس فاصله دید و نور محیط تعیین کند. یک بین I
2. مناسب را انتخاب کند (مثلاً V2 برای روشنایی متوسط).
3. یک جریان راه‌اندازی، معمولاً 10-20mA، برای متعادل کردن روشنایی و توان انتخاب کند. استفاده از یک درایور IC جریان ثابت برای همه LEDها یکنواختی کامل را تضمین می‌کند.
4. فوت‌پرینت PCB را دقیقاً مطابق با توصیه دیتاشیت طراحی کند تا لحیم‌کاری مناسب تضمین شود.

دستورالعمل‌های نگهداری MSL-3 را دنبال کند: قرقره‌های باز شده را در یک کابینت خشک نگه دارد و اطمینان حاصل کند که بردها در عرض 168 ساعت پس از باز کردن قرقره مونتاژ شوند.

10.2 مثال: نور پس‌زمینه برای پنل کلید ممبران

1. برای روشن کردن نمادها روی یک پنل کنترل، دید یکنواخت خارج از محور کلیدی است. لنز پخش‌شونده این LED در این زمینه مزیت دارد.
2. LED پشت یک آیکون نیمه‌شفاف یا حکاکی شده با لیزر روی پنل نصب می‌شود.
3. زاویه دید وسیع اطمینان می‌دهد که آیکون به طور یکنواخت روشن شود حتی اگر LED دقیقاً در مرکز پشت آن قرار نگرفته باشد.
4. برای دستیابی به یک سایه زرد خاص، طراح یک بین طول موج غالب تنگ را مشخص می‌کند (مثلاً K: 589.5-592.0nm) تا با سایر نشانگرها یا رنگ‌های برند مطابقت داشته باشد.

یک مقاومت سری ساده می‌تواند برای محدود کردن جریان استفاده شود اگر تنها یک یا دو LED از یک ریل ولتاژ تنظیم شده تغذیه شوند.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س1: آیا می‌توانم این LED را با منطق 3.3V و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟No.پاسخ:_FV

معمول 2.1V است، اما می‌تواند تا 2.6V بالا برود. اتصال مستقیم آن به 3.3V جریانی را تحمیل می‌کند که تنها توسط مقاومت دینامیک LED و منبع محدود می‌شود، که به احتمال زیاد از جریان DC حداکثر مطلق 50mA تجاوز کرده و قطعه را از بین می‌برد. همیشه یک مقاومت محدودکننده جریان یا رگولاتور مورد نیاز است.

س2: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟پاسخ:_P)طول موج پیک (λ) طول موج واحدی است که در آن LED بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند._d)طول موج غالب (λ_d) طول موج واحدی از نور تک‌رنگ است که به نظر چشم انسان همان رنگ نور LED را دارد. λ

پارامتری است که برای مشخصات رنگ و دسته‌بندی استفاده می‌شود.

س3: چرا پس از باز کردن کیسه یک عمر مفید 168 ساعته وجود دارد؟

پاسخ: پکیج پلاستیکی LED می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طول فرآیند لحیم‌کاری بازجریانی با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار بخار داخل پکیج ایجاد کند که می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن یا ترک خوردن ("پف کردن") شود. محدودیت 168 ساعته و فرآیند پخت محافظ‌هایی در برابر این حالت خرابی هستند.

س4: هنگام سفارش چگونه کدهای بین را تفسیر کنم؟_fپاسخ: شما شماره قطعه LTST-T680VSWT را به دنبال کدهای بین V_V, I_d و W