دیتاشیت LED SMD مدل LTST-E682QETGWT - دو رنگ (قرمز/سبز) - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تشریح مشخصات فنی LED مدل LTST-E682QETGWT، که یک دیود نورافشان نصب‌سطحی (SMD) است، می‌پردازد. این قطعه دو چیپ LED مجزا را در یک پکیج واحد ادغام کرده است: یکی با فناوری AlInGaP نور قرمز و دیگری با فناوری InGaN نور سبز منتشر می‌کند. طراحی آن برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) مناسب است و آن را برای تولید انبوه ایده‌آل می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی برای تجهیزات Pick-and-Place خودکار.
• فوت‌پرینت استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• قابلیت کار با ولتاژ پایین سازگار با IC.
• کاملاً سازگار با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR).
• پیش‌شرط‌سازی شده مطابق با سطح حساسیت رطوبت JEDEC سطح 3.

1.2 کاربردهای هدف

این LED دو رنگ برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که نیازمند اندازه فشرده و نشانگر قابل اعتماد هستند، طراحی شده است. حوزه‌های کاربردی معمول شامل موارد زیر می‌شود:

• دستگاه‌های مخابراتی (مانند روتر، مودم، ایستگاه‌های پایه).
• تجهیزات اتوماسیون اداری (مانند پرینتر، اسکنر، دستگاه‌های چندکاره).
• لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی.
• پنل‌های کنترل و تجهیزات صنعتی.
• نشانگرهای وضعیت و برق.
• نور پس‌زمینه برای پنل‌های جلویی، نمادها یا تابلوهای کوچک.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این شرایط یا نزدیک به آن تضمین‌شده نیست و باید در طراحی مدار از آن اجتناب کرد.

• اتلاف توان (Pd):75 میلی‌وات (قرمز)، 76 میلی‌وات (سبز). این حداکثر توانی است که LED می‌تواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (قرمز)، 80 میلی‌آمپر (سبز). این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) است. این مقدار به طور قابل توجهی بالاتر از ریتینگ DC پیوسته است.
• جریان مستقیم DC (I_F):30 میلی‌آمپر (قرمز)، 20 میلی‌آمپر (سبز). این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه‌شده برای عملکرد مطمئن بلندمدت است.
• محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد (کارکرد)، 40- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد (ذخیره‌سازی). این قطعه برای محیط‌های دمایی صنعتی ریت شده است.

2.2 مشخصات الکترو-اپتیکال

این پارامترها در شرایط تست استاندارد Ta=25°C و I_F=20mA اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. آنها عملکرد معمول قطعه را تعریف می‌کنند.

• شدت نورانی (I_V):معیاری برای روشنایی درک‌شده. برای چیپ قرمز، محدوده معمول 450-1080 میلی‌کاندلا (mcd) است. برای چیپ سبز، محدوده 780-1875 mcd است. اندازه‌گیری از منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE پیروی می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):تقریباً 120 درجه (معمول). این زاویه دید گسترده، که به عنوان زاویه‌ای تعریف می‌شود که شدت نور به نصف مقدار محوری خود می‌رسد، مشخصه یک لنز پخش‌کننده است و روشنایی وسیع و یکنواختی را فراهم می‌کند، نه یک پرتو باریک.
• طول موج تابش پیک (λ_P):632 نانومتر (قرمز، معمول)، 520 نانومتر (سبز، معمول). این طول موجی است که در آن خروجی طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):616-628 نانومتر (قرمز)، 515-530 نانومتر (سبز). این طول موج واحدی است که به بهترین شکل رنگ درک‌شده LED را نشان می‌دهد و از نمودار رنگی CIE استخراج می‌شود. تلرانس برای رنگ سبز ±1 نانومتر است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):20 نانومتر (قرمز، معمول)، 30 نانومتر (سبز، معمول). این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ مقدار کوچکتر به معنای رنگ تک‌فام‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.7-2.5 ولت (قرمز)، 2.8-3.8 ولت (سبز) در 20mA. چیپ سبز InGaN معمولاً به ولتاژ راه‌اندازی بالاتری نسبت به چیپ قرمز AlInGaP نیاز دارد. تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر برای هر دو رنگ در V_R=5V. LEDها برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده‌اند؛ این پارامتر عمدتاً برای تست IR است.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در سطل‌های (بین) مختلف دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شدت نورانی (I_V)

LEDها بر اساس روشنایی اندازه‌گیری شده در 20mA دسته‌بندی می‌شوند.

قرمز (AlInGaP):

- R1: 450 - 600 mcd

- R2: 600 - 805 mcd

- R3: 805 - 1080 mcd

سبز (InGaN):

- G1: 780 - 1045 mcd

- G2: 1045 - 1400 mcd

- G3: 1400 - 1875 mcd

تلرانس درون هر سطل شدت نور ±11% است.

3.2 باینینگ طول موج (WD) برای رنگ سبز

LEDهای سبز بر اساس طول موج غالبشان برای کنترل تغییرات رنگ‌مایه (هیو) بیشتر دسته‌بندی می‌شوند.

- AP: 515 - 520 نانومتر

- AQ: 520 - 525 نانومتر

- AK: 525 - 530 نانومتر

تلرانس برای هر سطل طول موج ±1 نانومتر است.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج و تخصیص پایه‌ها

این قطعه از یک فوت‌پرینت استاندارد SMD استفاده می‌کند. ابعاد حیاتی شامل اندازه بدنه و چیدمان پدها می‌شود. تمامی تلرانس‌های ابعادی ±0.2 میلی‌متر است مگر خلاف آن ذکر شود. تخصیص پایه‌ها به شرح زیر است: پایه‌های 1 و 2 برای آند/کاتد LED سبز، و پایه‌های 3 و 4 برای آند/کاتد LED قرمز هستند. تخصیص خاص آند/کاتد برای هر جفت باید از نقشه دقیق پکیج تأیید شود.

4.2 چیدمان پد اتصال PCB توصیه‌شده

یک طرح الگوی لند (Land Pattern) ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که اتصال لحیم به درستی در طول فرآیند لحیم‌کاری ریفلو شکل می‌گیرد. رعایت این هندسه پد توصیه‌شده برای دستیابی به اتصال مکانیکی خوب، اتصال الکتریکی و دفع حرارت مناسب بسیار حیاتی است.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو IR

این قطعه با فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) سازگار است. یک پروفیل ریفلو پیشنهادی مطابق با استاندارد J-STD-020B ارائه شده است که معمولاً شامل موارد زیر می‌شود:

• پیش‌گرم:150-200 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 120 ثانیه تا برد به تدریج گرم شده و فلاکس فعال شود.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد. زمان بالاتر از نقطه مایع (مثلاً 217 درجه سانتی‌گراد) باید کنترل شود.
• زمان لحیم‌کاری در پیک:حداکثر 10 ثانیه. عملیات ریفلو حداکثر دو بار باید انجام شود.

توجه:پروفیل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. پروفیل ارائه شده یک راهنمای کلی بر اساس استانداردهای JEDEC است.

5.2 لحیم‌کاری دستی (در صورت لزوم)

اگر نیاز به لحیم‌کاری دستی است، از هویه کنترل دمایی با حداکثر دمای 300 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید. زمان تماس با ترمینال LED نباید از 3 ثانیه تجاوز کند و این کار فقط باید یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به پکیج پلاستیکی و دی نیم‌هادی جلوگیری شود.

5.3 تمیزکاری

از تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص یا قوی استفاده نکنید. اگر تمیزکاری پس از لحیم‌کاری ضروری است، از حلال‌های الکلی مانند اتانول یا ایزوپروپیل الکل (IPA) استفاده کنید. LED را برای کمتر از یک دقیقه در دمای اتاق معمولی غوطه‌ور کنید. اطمینان حاصل کنید که عامل تمیزکننده قبل از اعمال برق کاملاً تبخیر شده است.

6. احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

6.1 شرایط نگهداری

• بسته مهر و موم شده (کیفه مانع رطوبت):در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% نگهداری شود. عمر قفسه یک سال از تاریخ مهر و موم کیسه است.
• بسته باز شده:محیط نباید از 30°C و 60% RH تجاوز کند. قطعاتی که در معرض هوای محیط قرار گرفته‌اند باید ظرف 168 ساعت (7 روز) ریفلو شوند.
• نگهداری طولانی‌مدت خارج از کیسه:برای دوره‌های طولانی‌تر از 168 ساعت، در یک ظرف دربسته همراه با جاذب رطوبت (دسیکانت) یا در یک دسیکاتور نیتروژن نگهداری کنید. اگر بیش از این حد در معرض محیط قرار گرفته‌اند، قبل از مونتاژ، یک عملیات پخت (بیک‌اوت) در حدود 60 درجه سانتی‌گراد برای حداقل 48 ساعت توصیه می‌شود تا رطوبت جذب شده خارج شده و از پدیده \"پاپ کورن\" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.2 احتیاط کاربردی

این LED برای تجهیزات الکترونیکی عمومی طراحی شده است. برای کاربردهایی که خرابی می‌تواند مستقیماً جان، سلامت یا ایمنی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، تجهیزات پشتیبان حیات پزشکی، کنترل‌های حیاتی حمل و نقل) طراحی یا تأیید صلاحیت نشده است. برای چنین کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا، برای قطعات دارای تأییدیه خاص با سازنده مشورت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

بسته‌بندی استاندارد، نوار حامل برجسته (عرض 8mm) پیچیده شده روی قرقره‌ای به قطر 7 اینچ (178mm) است. مشخصات کلیدی شامل موارد زیر است:

• 2000 عدد در هر قرقره کامل.
• حداقل مقدار سفارش برای باقیمانده‌ها 500 عدد است.
• حفره‌های خالی در نوار با یک نوار پوششی (کاور تیپ) مهر و موم شده‌اند.
• بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان

همیشه LED را با یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک درایور جریان ثابت راه‌اندازی کنید. هرگز آن را مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت استفاده کنید تا در همه شرایط جریان کافی تضمین شود. برای LED قرمز در 20mA با منبع 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.02A = 125Ω. یک مقاومت استاندارد 120Ω یا 150Ω مناسب خواهد بود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه LEDهای SMD کارآمد هستند، اما همچنان گرما تولید می‌کنند. تجاوز از حداکثر دمای اتصال، خروجی نور و طول عمر را کاهش می‌دهد. اطمینان حاصل کنید که PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است، به خصوص اگر نزدیک به حداکثر جریان DC یا در دمای محیط بالا کار می‌کند. از قرار دادن قطعات تولیدکننده گرما در نزدیکی آن اجتناب کنید.

8.3 احتیاط‌های ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. آنها را در یک محیط محافظت‌شده در برابر ESD با استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده و سطوح کار رسانا جابجا کنید.

9. تحلیل منحنی‌های عملکرد معمول

دیتاشیت شامل نمایش‌های گرافیکی از روابط کلیدی است که برای طراحی ضروری هستند.

• شدت نورانی نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که روشنایی چگونه با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً به صورت زیرخطی. کارکرد بالاتر از جریان توصیه‌شده بازدهی کاهش‌یافته و گرمای بیشتری تولید می‌کند.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:ویژگی نمایی I-V دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ با افزایش جریان افزایش و با افزایش دما کاهش می‌یابد (ضریب دمایی منفی).
• شدت نورانی نسبی در مقابل دمای محیط:اثر خاموش‌شدگی حرارتی را نشان می‌دهد. خروجی نور با افزایش دمای محیط (و در نتیجه اتصال) کاهش می‌یابد. این اثر در LEDهای AlInGaP (قرمز) بیشتر از LEDهای InGaN (سبز/آبی) مشهود است.
• توزیع طیفی:توان خروجی نسبی را در طول‌موج‌های مختلف به تصویر می‌کشد و پیک و نیم‌عرض را نشان می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم LEDهای قرمز و سبز را همزمان در حداکثر جریان DC خود راه‌اندازی کنم؟

پاسخ 1: خیر. ریتینگ‌های حداکثر مطلق برای هر چیپ است. راه‌اندازی همزمان هر دو در 20mA (قرمز) و 20mA (سبز) به این معنی است که اتلاف توان کل در پکیج قابل توجه خواهد بود. شما باید بار حرارتی ترکیبی را در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که دمای محلی از مشخصات فراتر نرود. اغلب توصیه می‌شود که آنها را در جریان‌های پایین‌تر راه‌اندازی کنید یا از مالتی‌پلکسینگ استفاده کنید.

سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پاسخ 2: طول موج پیک (λ_P) طول موج فیزیکی است که در آن خروجی طیفی بیشترین است. طول موج غالب (λ_d) یک مقدار محاسبه‌شده است که با رنگ درک‌شده روی نمودار CIE مطابقت دارد. برای یک منبع تک‌فام، آنها مشابه هستند. برای LEDهایی که دارای مقداری پهنای طیفی هستند، λ_dپارامتر مرتبط‌تری برای تطبیق رنگ است.

سوال 3: چرا نیازمندی رطوبت ذخیره‌سازی پس از باز شدن کیفه سخت‌گیرانه‌تر است؟

پاسخ 3: کیفه مانع رطوبت (MBB) و جاذب رطوبت، قطعات را از رطوبت محیط محافظت می‌کنند. پس از باز شدن، پکیج پلاستیکی LED می‌تواند رطوبت جذب کند. در طول فرآیند ریفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی (\"پاپ کورن\") شود که منجر به خرابی می‌شود.

11. معرفی اصل عملکرد

یک LED یک دیود پیوند p-n نیم‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه پیوند تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی آزاد می‌کنند. در دیودهای سیلیکونی استاندارد، این انرژی به صورت گرما آزاد می‌شود. در LEDهای ساخته شده از مواد نیم‌هادی با گاف نواری مستقیم مانند AlInGaP (برای قرمز/کهربایی) و InGaN (برای سبز/آبی/سفید)، بخش قابل توجهی از این انرژی به صورت فوتون (نور) آزاد می‌شود. طول موج خاص (رنگ) نور منتشر شده توسط انرژی گاف نواری ماده نیم‌هادی مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین می‌شود.