دیتاشیت SMD LED مدل LTST-M670KGKT - AlInGaP سبز - 2.4V - 72mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTST-M670KGKT یک LED با روشنایی بالا و نصب سطحی است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده است. این قطعه از ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای تولید نور سبز استفاده می‌کند. دستگاه در یک پکیج استاندارد سازگار با EIA با لنز شفاف آب قرار دارد که به حداکثر رساندن استخراج نور و ارائه زاویه دید گسترده کمک می‌کند. این LED به طور خاص برای سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place و فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) مهندسی شده و آن را برای تولید انبوه مناسب می‌سازد. مزایای اصلی آن شامل عملکرد یکنواخت، انطباق با محیط زیست و سهولت ادغام در خطوط تولید اتوماتیک است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده است. تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی شود. حداکثر جریان مستقیم پیوسته (DC) 30 میلی‌آمپر است. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک 80 میلی‌آمپر تحت چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است. حداکثر اتلاف توان 72 میلی‌وات است. LED می‌تواند ولتاژ معکوس تا 5 ولت را تحمل کند. محدوده دمای کاری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است و محدوده دمای ذخیره‌سازی از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد گسترش می‌یابد.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند. ولتاژ مستقیم معمول (VF) 2.4 ولت است، با محدوده‌ای از 2.0 ولت تا 2.4 ولت. شدت نور (IV) مقدار معمول 180 میلی‌کاندلا (mcd) را دارد، با حداقل مقدار مشخص شده 56 mcd. زاویه دید (2θ1/2)، که به عنوان زاویه کامل تعریف می‌شود که در آن شدت به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد، 120 درجه است. طول موج اوج انتشار (λP) 574 نانومتر و طول موج غالب (λd) 571 نانومتر است. عرض نیمه خط طیفی (Δλ) 15 نانومتر است. جریان معکوس (IR) حداکثر 10 میکروآمپر است هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال می‌شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول بر اساس سه پارامتر کلیدی به دسته‌ها (بین) طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی در کاربرد تضمین شود. این به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با ویژگی‌های کاملاً گروه‌بندی شده را برای ظاهر و عملکرد یکنواخت در طراحی‌های خود انتخاب کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در گام‌های 0.2 ولت دسته‌بندی می‌شود. کدهای بین عبارتند از D2 (1.80V - 2.00V)، D3 (2.00V - 2.20V) و D4 (2.20V - 2.40V). تلرانس ±0.1 ولت برای هر بین اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در پنج دسته طبقه‌بندی می‌شود: P2 (56.0 - 71.0 mcd)، Q1 (71.0 - 90.0 mcd)، Q2 (90.0 - 112.0 mcd)، R1 (112.0 - 140.0 mcd) و R2 (140.0 - 180.0 mcd). هر بین تلرانس ±11% دارد.

3.3 دسته‌بندی طول موج غالب

طول موج غالب، که رنگ درک شده را تعریف می‌کند، به صورت زیر دسته‌بندی می‌شود: B (564.5 - 567.5 nm)، C (567.5 - 570.5 nm)، D (570.5 - 573.5 nm) و E (573.5 - 576.5 nm). تلرانس برای هر بین ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1 برای خروجی طیفی، شکل 5 برای الگوی زاویه دید)، داده‌های ارائه شده امکان تحلیل روابط کلیدی را فراهم می‌کنند. ولتاژ مستقیم یک رابطه لگاریتمی با جریان مستقیم نشان می‌دهد که رفتاری معمول از دیود است. شدت نور در محدوده عملیاتی مشخص شده مستقیماً با جریان مستقیم متناسب است. مشخصات طیفی، با اوج در 574 نانومتر و عرض نیمه باریک 15 نانومتر، نشان‌دهنده یک رنگ سبز خالص و اشباع شده است. زاویه دید گسترده 120 درجه نشان‌دهنده یک الگوی تابش لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است که دید خوبی خارج از محور فراهم می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد دستگاه

LED با طرح کلی پکیج نصب سطحی استاندارد EIA مطابقت دارد. تمام ابعاد حیاتی، شامل طول بدنه، عرض، ارتفاع و فاصله پایه‌ها، در نقشه‌های دیتاشیت با تلرانس کلی ±0.2 میلی‌متر ارائه شده‌اند. پکیج برای قرارگیری پایدار در طول مونتاژ طراحی شده است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری روی پکیج، مانند یک شکاف، یک نقطه یا یک علامت سبز، همانطور که در نقشه پکیج نشان داده شده است، شناسایی می‌شود. جهت‌دهی صحیح قطبیت برای عملکرد مدار حیاتی است.

5.3 طرح پیشنهادی پد PCB

یک طرح لند پترن برای برد مدار چاپی پیشنهاد می‌شود تا تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در طول لحیم‌کاری رفلو تضمین شود. این پترن تشکیل صحیح فیله لحیم و تخلیه حرارتی را در نظر می‌گیرد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو IR

دستگاه با لحیم‌کاری رفلو IR بدون سرب سازگار است. یک پروفیل توصیه شده ارائه شده است که با استاندارد J-STD-020B هم‌راستا است. پارامترهای کلیدی شامل دمای پیش‌گرم 150-200 درجه سانتی‌گراد، زمان پیش‌گرم تا 120 ثانیه و حداکثر دمای پیک که از 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 10 ثانیه تجاوز نکند. پروفیل باید برای مونتاژ PCB خاص مشخص شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

اگر لحیم‌کاری دستی ضروری است، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید برای یک عملیات واحد به حداکثر 3 ثانیه محدود شود.

6.3 تمیزکاری

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

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته با عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند، که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده‌اند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. نوار با یک نوار پوشش رویی مهر و موم شده است. حداقل مقدار سفارش برای باقی‌مانده‌ها 500 قطعه موجود است.

7.2 استانداردهای بسته‌بندی

بسته‌بندی با مشخصات EIA-481-1-B مطابقت دارد. حداکثر تعداد قطعات گم‌شده متوالی در نوار دو عدد است.

8. ذخیره‌سازی و جابجایی

برای کیسه‌های ضد رطوبت بازنشده حاوی خشک‌کن، LEDها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% ذخیره شده و در عرض یک سال استفاده شوند. هنگامی که بسته‌بندی اصلی باز شد، محیط ذخیره‌سازی نباید از 30°C و 60% RH تجاوز کند. قطعات خارج شده از بسته‌بندی اصلی باید در عرض 168 ساعت (7 روز) تحت رفلو IR قرار گیرند. برای ذخیره‌سازی فراتر از این دوره، باید در یک ظرف دربسته با خشک‌کن یا در یک خشک‌کن نیتروژن نگهداری شوند. LEDهایی که بیش از 168 ساعت خارج از بسته‌بندی ذخیره شده‌اند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در حدود 60°C برای حداقل 48 ساعت دارند تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در طول رفلو جلوگیری شود.

9. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

9.1 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و جلوگیری از جریان‌کشی بیش از حد، باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED یا هر شاخه موازی از LEDها هنگام اتصال موازی استفاده شود. درایو کردن LED با یک منبع جریان ثابت موثرترین روش برای حفظ خروجی نوری پایدار است. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ مستقیم LED (از حداکثر مقدار برای حاشیه طراحی استفاده کنید) و IF جریان مستقیم مورد نظر (مثلاً 20 میلی‌آمپر) است.

9.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان نسبتاً کم است (حداکثر 72 میلی‌وات)، طراحی حرارتی مناسب روی PCB برای قابلیت اطمینان بلندمدت مهم است، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا در جریان‌های بالا. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای LED به دفع گرما کمک می‌کند.

9.3 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه برای آیکون‌ها یا نمادها، روشنایی پنل، الکترونیک مصرفی و سیگنالینگ عمومی مناسب است. سازگاری آن با فرآیندهای اتوماتیک، آن را برای محصولات با حجم بالا ایده‌آل می‌سازد.

10. مقایسه و تمایز فنی

استفاده از فناوری AlInGaP برای نور سبز مزایایی نسبت به LEDهای سبز مبتنی بر فسفید گالیم (GaP) سنتی ارائه می‌دهد، که معمولاً بازدهی بالاتر و خروجی روشن‌تری دارند. زاویه دید 120 درجه گسترده‌تر از بسیاری از LEDهای "جهت‌دار بالا" تخصصی است و آن را برای کاربردهای نیازمند دید زاویه باز همه‌کاره می‌سازد. سازگاری صریح با پروفیل‌های رفلو IR استاندارد JEDEC آن را از LEDهایی که ممکن است فقط برای لحیم‌کاری دستی یا موجی مناسب باشند متمایز می‌کند و آن را با خطوط مونتاژ SMT مدرن هم‌راستا می‌سازد.

11. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

ج: خیر. راه‌اندازی یک LED مستقیماً از یک منبع ولتاژ توصیه نمی‌شود و به احتمال زیاد به دلیل جریان بیش از حد دستگاه را از بین می‌برد. همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید.

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

ج: طول موج اوج (λP) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λd) از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج منفرد طیف است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λd برای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

س: چگونه کد بین در شماره قطعه را تفسیر کنم؟

ج: کدهای بین خاص برای VF، IV و λd در شماره قطعه پایه LTST-M670KGKT جاسازی نشده‌اند. آنها در طول تولید اختصاص داده می‌شوند و باید در زمان سفارش بر اساس جداول بین ارائه شده در دیتاشیت مشخص شوند تا اطمینان حاصل شود که LEDهایی با ویژگی‌های مورد نظر دریافت می‌کنید.

س: آیا همیشه قبل از لحیم‌کاری پخت ضروری است؟

ج: پخت فقط در صورتی لازم است که قطعات برای بیش از 168 ساعت در معرض شرایط محیطی خارج از کیسه ضد رطوبت اصلی خود قرار گرفته باشند. این برای جلوگیری از ترک خوردن پکیج ناشی از رطوبت در طول فرآیند رفلو با دمای بالا است.

12. مطالعه موردی طراحی و استفاده

یک طراحی برای پنل وضعیت چند نشانگر روی یک کنترلر صنعتی را در نظر بگیرید. ده LED وضعیت سبز مورد نیاز است. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، باید LEDهایی از یک بین شدت نور یکسان (مثلاً R1: 112-140 mcd) انتخاب شوند. برای ساده‌سازی مدار درایو، تمام LEDها می‌توانند به صورت موازی متصل شوند، هر کدام با مقاومت محدودکننده جریان خود که برای منبع تغذیه 5V محاسبه شده است: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 اهم (می‌توان از مقاومت استاندارد 130 یا 150 اهم استفاده کرد). چیدمان PCB باید شامل هندسه پد توصیه شده باشد و برخی ردهای کوچک تخلیه حرارتی را فراهم کند. مونتاژ از پروفیل رفلو IR مشخص شده استفاده خواهد کرد. این رویکرد عملکرد بصری یکنواخت و ساخت قابل اطمینان را تضمین می‌کند.

13. معرفی اصل فناوری

LTST-M670KGKT بر اساس ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. بازترکیب آنها انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند، که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را دیکته می‌کند - در این مورد، سبز. لنز اپوکسی شفاف آب رنگی نیست؛ عملکرد آن محافظت از دی نیمه‌هادی، شکل‌دهی الگوی تابش به یک زاویه دید گسترده و افزایش استخراج نور از تراشه است.

14. روندها و تحولات صنعت

روند در LEDهای SMD برای کاربردهای نشانگر به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در واحد توان الکتریکی)، اندازه پکیج کوچکتر برای بردهای با چگالی بالاتر و بهبود یکنواختی رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر ادامه دارد. همچنین تلاش قوی‌ای برای افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط سخت و سازگاری با فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب و با دمای بالا وجود دارد. حرکت به سمت اتوماسیون در تمام بخش‌های تولیدی اهمیت قطعاتی مانند این را که برای بسته‌بندی نوار و قرقره و لحیم‌کاری رفلو طراحی شده‌اند، برجسته می‌کند و نیروی کار دستی را کاهش داده و توان تولید و یکنواختی را افزایش می‌دهد.