دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C19DTGKT-NB - بسته‌بندی 0603 - ولتاژ 2.5 تا 3.1 ولت - رنگ سبز - توان 38 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل یک لامپ LED از نوع دستگاه نصب‌شده روی سطح (SMD) مینیاتوری را ارائه می‌دهد. این قطعه که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است، برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی ایده‌آل است. فرم فاکتور فشرده و سازگاری آن با فرآیندهای تولید انبوه، آن را به انتخابی همه‌کاره برای طراحی الکترونیک مدرن تبدیل می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

این LED چندین مزیت متمایز برای طراحان و تولیدکنندگان ارائه می‌دهد. از یک چیپ نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) فوق‌روشن استفاده می‌کند که به دلیل بازدهی بالا و خلوص رنگ خوب در طیف سبز شناخته شده است. این قطعه کاملاً با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) مطابقت دارد. در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که جابجایی کارآمد توسط تجهیزات خودکار Pick-and-Place را تسهیل می‌کند. طراحی بسته‌بندی با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار است و با خطوط مونتاژ بدون سرب (Pb-free) رایج هماهنگی دارد.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این LED SMD برای کاربردهای متعددی که نیازمند نشانگر یا نور پس‌زمینه قابل اعتماد و فشرده است، مناسب می‌باشد. بازارهای اصلی شامل تجهیزات مخابراتی (مانند تلفن‌های همراه و بی‌سیم)، دستگاه‌های اتوماسیون اداری (مانند لپ‌تاپ‌ها، سیستم‌های شبکه) و لوازم خانگی مختلف است. کاربردهای خاص شامل نور پس‌زمینه صفحه کلید یا کی‌پد، نشانگرهای وضعیت برای دستگاه‌های الکترونیکی، ادغام در میکرودیسپلی‌ها و چراغ‌های سیگنال یا نمادین عمومی می‌شود.

2. ابعاد بسته‌بندی و مشخصات مکانیکی

LED در یک فوت‌پرینت استاندارد بسته‌بندی 0603 قرار دارد که نشان‌دهنده ابعاد تقریبی 1.6 میلی‌متر طول و 0.8 میلی‌متر عرض است. لنز خاص این مدل، شفاف با کلاهک سیاه است که با کاهش نور پراکنده هنگامی که LED خاموش است، به بهبود کنتراست کمک می‌کند. منبع نور خود، یک چیپ سبز مبتنی بر InGaN است. تمام ابعاد حیاتی بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند، با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه در نقشه مکانیکی دقیق موجود در دیتاشیت، طور دیگری مشخص شده باشد.

3. مشخصات و ویژگی‌های فنی

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر، محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. حداکثر جریان مستقیم پیوسته پیشروی (IF)، 10 میلی‌آمپر است. یک جریان پیک پیشروی بالاتر معادل 40 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است. حداکثر اتلاف توان 38 میلی‌وات است. دستگاه می‌تواند آستانه تخلیه الکترواستاتیک (ESD) معادل 2000 ولت را با استفاده از مدل بدن انسان (HBM) تحمل کند. محدوده دمای عملیاتی مجاز از 20- درجه سلسیوس تا 80+ درجه سلسیوس است، در حالی که محدوده دمای نگهداری وسیع‌تر و از 30- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس است. LED می‌تواند لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز را در دمای پیک 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه تحمل کند.

3.2 پروفایل پیشنهادی ریفلو IR برای فرآیند بدون سرب

یک پروفایل لحیم‌کاری ریفلو توصیه شده ارائه شده است تا اتصالات لحیم قابل اطمینان بدون آسیب رساندن به LED تضمین شود. پروفایل معمولاً شامل مرحله پیش‌گرمایش، مرحله خیساندن حرارتی، ناحیه ریفلو با دمای پیک و دوره خنک‌سازی است. رعایت محدودیت‌های زمانی و دمایی مشخص شده، به ویژه دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه، برای حفظ یکپارچگی دستگاه حیاتی است.

3.3 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در Ta=25°C و جریان پیشروی (IF) 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv):از حداقل 45.0 میلی‌کاندلا (mcd) تا حداکثر 180.0 mcd متغیر است. مقدار معمول در این محدوده قرار می‌گیرد. اندازه‌گیری از منحنی پاسخ چشم CIE پیروی می‌کند.
• زاویه دید (2θ½):50 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور، نصف مقدار اندازه‌گیری شده روی محور مرکزی است.
• طول موج تابش پیک (λP):معمولاً 534.0 نانومتر (nm).
• طول موج غالب (λd):از 520.0 نانومتر تا 535.0 نانومتر متغیر است. این طول موج منفرد، بهترین نمایش‌دهنده رنگ درک‌شده LED است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ):معمولاً 35 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی نور ساطع شده است.
• ولتاژ پیشروی (VF):در IF=5mA از 2.50 ولت تا 3.10 ولت متغیر است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر (µA) هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال شود. توجه: دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

4. سیستم دسته‌بندی و طبقه‌بندی

برای اطمینان از ثبات در کاربرد، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات خاص مدار یا زیبایی‌شناسی را برآورده می‌کنند.

4.1 دسته‌بندی ولتاژ پیشروی (VF)

دسته‌ها برای افت ولتاژ پیشروی در IF=5mA تعریف شده‌اند. کد E2 محدوده 2.5V تا 2.7V، کد E3 محدوده 2.7V تا 2.9V و کد E4 محدوده 2.9V تا 3.1V را پوشش می‌دهد. در هر دسته، تلرانس ±0.1V اعمال می‌شود.

4.2 دسته‌بندی شدت نور (Iv)

دسته‌ها برای خروجی نور در IF=5mA تعریف شده‌اند. کد P محدوده 45.0 تا 71.0 mcd، کد Q محدوده 71.0 تا 112.0 mcd و کد R محدوده 112.0 تا 180.0 mcd را پوشش می‌دهد. در هر دسته، تلرانس ±15% اعمال می‌شود.

4.3 دسته‌بندی طول موج غالب (رنگ)

دسته‌ها برای نقطه رنگ (طول موج غالب) تعریف شده‌اند. کد AP محدوده 520.0 تا 525.0 نانومتر، کد AQ محدوده 525.0 تا 530.0 نانومتر و کد AR محدوده 530.0 تا 535.0 نانومتر را پوشش می‌دهد. در هر دسته، تلرانس ±1nm اعمال می‌شود.

5. منحنی‌های عملکرد معمول و داده‌های گرافیکی

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه ترسیم شده در دمای محیط 25 درجه سلسیوس است. این نمودارها بینش بصری از رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. منحنی‌های معمول شامل رابطه بین ولتاژ پیشروی و جریان پیشروی (منحنی V-I)، تغییر شدت نور با جریان پیشروی، تأثیر دمای محیط بر شدت نور و توزیع توان طیفی نسبی نشان‌دهنده طول موج پیک و عرض طیفی است. تجزیه و تحلیل این منحنی‌ها برای طراحی مدار، مانند انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب و درک عملکرد تحت شرایط حرارتی مختلف، ضروری است.

6. راهنمای کاربر و دستورالعمل‌های نگهداری

6.1 روش‌های تمیز کردن

باید از استفاده از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص خودداری کرد زیرا ممکن است به بسته‌بندی LED آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیز کردن پس از لحیم‌کاری یا به دلیل آلودگی، روش توصیه شده غوطه‌ور کردن LEDها در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه است. پس از آن باید قطعات به طور کامل خشک شوند.

6.2 الگوی پد PCB توصیه شده

یک نقشه دقیق از طرح پد لحیم پیشنهادی روی برد مدار چاپی ارائه شده است. پیروی از این الگو، تشکیل صحیح فیله لحیم، چسبندگی مکانیکی خوب و تراز صحیح در طول فرآیند ریفلو را تضمین می‌کند. این طراحی ابعاد قطعه را در نظر می‌گیرد و اتصال الکتریکی قابل اطمینان را ترویج می‌دهد.

6.3 مشخصات بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند که روی قرقره‌های به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده‌اند. مقدار استاندارد قرقره 4000 قطعه است. ابعاد دقیق جیب نوار، گام و هاب قرقره مشخص شده‌اند تا سازگاری با تجهیزات مونتاژ خودکار تضمین شود. بسته‌بندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است.

7. احتیاط‌ها و نکات کاربردی مهم

7.1 کاربرد مورد نظر و قابلیت اطمینان

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی استاندارد طراحی شده است. برای کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان استثنایی هستند یا در صورت خرابی می‌توانند جان یا سلامتی را به خطر بیندازند (مانند هوانوردی، دستگاه‌های پزشکی، سیستم‌های ایمنی)، مشاوره فنی اختصاصی قبل از طراحی الزامی است تا مناسب بودن و نیاز بالقوه به غربالگری یا صلاحیت‌های اضافی ارزیابی شود.

7.2 شرایط نگهداری و حساسیت به رطوبت

نگهداری مناسب برای جلوگیری از جذب رطوبت که می‌تواند باعث \"پاپ کورن شدن\" یا لایه‌لایه شدن در طول لحیم‌کاری ریفلو شود، حیاتی است. کیسه‌های مهر و موم شده رطوبت‌گیر باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شوند و قطعات ظرف یک سال استفاده شوند. پس از باز شدن کیسه اصلی، LEDها در سطح حساسیت رطوبت (MSL) 3 رتبه‌بندی می‌شوند. این بدان معناست که آن‌ها باید ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از قرار گرفتن در معرض محیطی با دمای ≤30°C و رطوبت نسبی 60%، تحت لحیم‌کاری ریفلو IR قرار گیرند. برای نگهداری بیش از این دوره خارج از کیسه اصلی، باید در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن نگهداری شوند. قطعاتی که از عمر مفید 168 ساعته فراتر رفته‌اند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به فرآیند پخت (تقریباً 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت) برای حذف رطوبت دارند.

7.3 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری

دو روش لحیم‌کاری مورد بحث قرار گرفته است. برای لحیم‌کاری ریفلو، پروفایل باید پیش‌گرمایش را به 150-200 درجه سلسیوس محدود کند، با حداکثر زمان پیش‌گرمایش 120 ثانیه. دمای پیک نباید از 260 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان بالاتر از این دما باید به حداکثر 10 ثانیه محدود شود. ریفلو باید حداکثر دو بار انجام شود. برای لحیم‌کاری دستی با هویه، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر اتصال لحیم محدود شود، ترجیحاً در یک عملیات واحد. تأکید شده است که پروفایل ریفلو بهینه به طراحی خاص PCB، قطعات و خمیر لحیم استفاده شده بستگی دارد و باید بر این اساس مشخصه‌یابی شود.

8. احتیاط‌های تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک و موج‌های ولتاژ حساس هستند. برای جلوگیری از آسیب پنهان یا فاجعه‌بار، باید اقدامات کنترل سختگیرانه ESD در طول جابجایی و مونتاژ اجرا شود. این شامل استفاده از بند مچ زمین‌شده، دستکش‌های ضد استاتیک و اطمینان از زمین‌شدن صحیح تمام ایستگاه‌های کاری، ابزارها و ماشین‌آلات است. رتبه 2000 ولت HBM نشان‌دهنده سطح پایه‌ای از حفاظت است، اما پیشگیری از قرار گرفتن در معرض منابع ESD همیشه استراتژی اولیه است.

9. ملاحظات طراحی و ادغام در مدار

هنگام ادغام این LED در یک مدار، چندین عامل باید محاسبه شود. تقریباً همیشه هنگام راه‌اندازی از یک منبع ولتاژ، یک مقاومت محدودکننده جریان مورد نیاز است. مقدار آن را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_supply - VF_LED) / IF، که در آن VF_LED ولتاژ پیشروی دسته انتخاب شده و IF جریان راه‌اندازی مورد نظر است (نباید از 10mA DC تجاوز کند). به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت و VF معمولی 2.8 ولت در 5mA، مقاومت (5 - 2.8) / 0.005 = 440 اهم خواهد بود. یک مقاومت استاندارد 470 اهمی انتخاب مناسبی خواهد بود. طراحان همچنین باید محیط حرارتی را در نظر بگیرند، زیرا دمای محیط بالا، خروجی نور را کاهش داده و بر قابلیت اطمینان بلندمدت تأثیر می‌گذارد. فاصله کافی روی PCB می‌تواند به اتلاف حرارت کمک کند.

10. تحلیل عملکرد و زمینه مقایسه

استفاده از چیپ InGaN برای تابش سبز، نمایانگر فناوری مدرن استاندارد است که در مقایسه با فناوری‌های قدیمی، بازدهی و پایداری رنگ خوبی ارائه می‌دهد. بسته‌بندی 0603 در میان کوچک‌ترین فوت‌پرینت‌های رایج LED SMD قرار دارد که امکان چیدمان با چگالی بالا را فراهم می‌کند. محدوده شدت نور و زاویه دید مشخص شده، این قطعه را برای نشانگرهای وضعیت دید مستقیم و نور پس‌زمینه سطح پایین به خوبی مناسب می‌سازد. ساختار دسته‌بندی دقیق، امکان انتخاب دقیق در کاربردهایی که ثبات رنگ یا تطابق ولتاژ پیشروی در بین چندین LED مهم است، مانند آرایه‌ها یا نمایشگرهای چند LEDی، را فراهم می‌کند.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

ج: طول موج پیک (λP) طول موج منفردی است که در آن طیف تابش حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λd) از مختصات رنگ روی نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج منفرد یک نور تک‌رنگ خالص است که برای چشم انسان همان رنگ LED را خواهد داشت. λd اغلب برای مشخصه‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. LED یک دستگاه جریان‌محور است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ باعث جریان بیش از حد شده و به سرعت از حداکثر مقادیر مجاز فراتر رفته و قطعه را از بین می‌برد. یک مقاومت سری یا مدار درایور جریان ثابت ضروری است.

س: چرا حساسیت رطوبت در نگهداری و جابجایی (MSL) مهم است؟

ج: بسته‌بندی‌های پلاستیکی SMD می‌توانند رطوبت را از هوا 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 می‌تواند بسته‌بندی را ترک دهد یا آن را از چیپ جدا کند (\"پاپ کورن شدن\"). رعایت رتبه‌های MSL و روش‌های پخت از این حالت خرابی جلوگیری می‌کند.

س: هنگام سفارش چگونه کدهای دسته‌بندی را تفسیر کنم؟

ج: مشخصات کامل محصول توسط ترکیبی از دسته‌های VF، Iv و Hue تعریف می‌شود (مثلاً E3-Q-AP). برای نتایج ثابت در یک خط تولید، توصیه می‌شود هنگام ثبت سفارش، کدهای دسته مورد نیاز یا یک محدوده مجاز را مشخص کنید.

12. مرور فناوری و روندها

این LED از ماده نیمه‌هادی InGaN استفاده می‌کند که استاندارد تولید LEDهای آبی، سبز و سفید با روشنایی بالا است. روند در LEDهای SMD به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی)، اندازه بسته‌بندی کوچک‌تر برای افزایش انعطاف‌پذیری طراحی و بهبود رندر رنگ و ثبات ادامه دارد. فرآیندهای تولید بر روی تلرانس‌های دسته‌بندی دقیق‌تر و قابلیت اطمینان بهبودیافته برای پاسخگویی به نیازهای کاربردهای خودرویی، صنعتی و مصرفی متمرکز هستند. حرکت به سمت لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) که در این دیتاشیت به آن پرداخته شده است، اکنون یک استاندارد جهانی صنعتی است که توسط مقررات زیست‌محیطی هدایت می‌شود.