دیتاشیت LED SMD مدل LTST-010KGKT - ابعاد 3.0x1.5x1.1mm - حداکثر ولتاژ 2.4V - توان 72mW - رنگ سبز AlInGaP با لنز شفاف - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTST-010KGKT یک دیود نورافشان (LED) نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. اندازه مینیاتوری آن، آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی

• اندازه مینیاتوری:بسته‌بندی فشرده امکان چیدمان PCB با چگالی بالا را فراهم می‌کند.
• سازگاری با اتوماسیون:این قطعه در نوار 12 میلی‌متری روی قرقره 7 اینچی بسته‌بندی شده و کاملاً با تجهیزات استاندارد Pick-and-Place و مونتاژ خودکار سازگار است.
• سازگاری با فرآیند:برای مقاومت در برابر فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) طراحی شده و با استانداردهای مدرن تولید بدون سرب (Pb-free) هماهنگ است.
• انطباق مواد:این محصول با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
• زاویه دید گسترده:دارای زاویه دید معمولی 110 درجه (2θ1/2) است که توزیع نور گسترده‌ای را فراهم می‌کند.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED برای استفاده به عنوان نشانگر وضعیت، المان نور پس‌زمینه یا منبع نور سیگنال در تجهیزات الکترونیکی مختلف در نظر گرفته شده است. حوزه‌های کاربرد اصلی شامل موارد زیر است:

• دستگاه‌های مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم/سلولی)
• محاسبات قابل حمل (مانند لپ‌تاپ‌ها)
• سیستم‌های شبکه و لوازم خانگی
• پنل‌های کنترل صنعتی و تابلوهای نشانگر داخلی
• تجهیزات اتوماسیون اداری

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

تمامی مشخصات در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):72 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (IFP):80 میلی‌آمپر (تحت شرایط پالسی: چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (IF):30 میلی‌آمپر DC
• محدوده دمای کاری:40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای نگهداری:40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اینها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط آزمایش استاندارد (IF = 20mA) هستند.

• شدت نور (Iv):حداقل 56 میلی‌کاندلا، مقادیر معمول بسته به بسته‌بندی متفاوت است، حداکثر 180 میلی‌کاندلا. اندازه‌گیری با استفاده از سنسوری انجام می‌شود که با منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE فیلتر شده است.
• ولتاژ مستقیم (VF):از 1.8 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است. مقدار معمول به بسته ولتاژ مستقیم (D2, D3, D4) بستگی دارد.
• طول موج پیک (λP):تقریباً 570 نانومتر.
• طول موج غالب (λd):معمولاً 571 نانومتر، با بسته‌های مشخصی که از 564.5 نانومتر تا 576.5 نانومتر تعریف شده‌اند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):تقریباً 15 نانومتر (نیم‌عرض).
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) برابر 5 ولت.توجه:این LED برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است.

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی بسته‌ها

محصول بر اساس عملکرد به بسته‌هایی تقسیم‌بندی می‌شود تا یکنواختی در کاربردها تضمین شود. طراحان می‌توانند بسته‌های خاصی را برای تطابق با نیازهای خود در زمینه روشنایی، رنگ و افت ولتاژ مشخص کنند.

3.1 رتبه شدت نور (Iv)

بسته‌بندی حداقل روشنایی قابل پیش‌بینی را تضمین می‌کند. واحدها میلی‌کاندلا (mcd) در 20mA هستند.

• P2:56 – 71 میلی‌کاندلا
• Q1:71 – 90 میلی‌کاندلا
• Q2:90 – 112 میلی‌کاندلا
• R1:112 – 140 میلی‌کاندلا
• R2:140 – 180 میلی‌کاندلا

تلورانس درون هر بسته ±11% است.

3.2 رتبه ولتاژ مستقیم (VF)

بسته‌بندی ولتاژ به طراحی مدارهای محدودکننده جریان و پیش‌بینی مصرف توان کمک می‌کند. واحدها ولت (V) در 20mA هستند.

• D2:1.8 – 2.0 ولت
• D3:2.0 – 2.2 ولت
• D4:2.2 – 2.4 ولت

تلورانس درون هر بسته ±0.1V است.

3.3 رتبه فام / طول موج غالب (λd)

این بسته‌بندی رنگ درک‌شده نور سبز را کنترل می‌کند. واحدها نانومتر (nm) در 20mA هستند.

• B:564.5 – 567.5 نانومتر
• C:567.5 – 570.5 نانومتر
• D:570.5 – 573.5 نانومتر
• E:573.5 – 576.5 نانومتر

تلورانس درون هر بسته ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمولی، بینشی از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. این منحنی‌ها برای طراحی مدار مقاوم ضروری هستند.

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

منحنی I-V رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم (VF) با افزایش جریان (IF) افزایش می‌یابد و همچنین وابسته به دما است. طراحان باید از این منحنی برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب استفاده کنند تا اطمینان حاصل شود LED در محدوده جریان مشخص‌شده خود کار می‌کند، به ویژه با در نظر گرفتن تغییرات در بسته‌های ولتاژ (D2-D4).

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که شدت نور در محدوده کاری معمول (تا 30mA DC) تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، بازده در جریان‌های بسیار بالا ممکن است به دلیل افزایش اثرات حرارتی کاهش یابد. کار در شرایط آزمایش توصیه‌شده 20mA یا کمتر، عملکرد پایدار و طول عمر را تضمین می‌کند.

4.3 توزیع طیفی

منحنی خروجی طیفی حول طول موج پیک 570 نانومتر با نیم‌عرض معمولی 15 نانومتر متمرکز است. این پهنای باند نسبتاً باریک، مشخصه فناوری AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) است که در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای تبدیل‌شده با فسفر، رنگ سبز اشباع‌شده‌ای تولید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LTST-010KGKT مطابق با طرح استاندارد صنعتی بسته‌بندی SMD است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) شامل اندازه معمولی بدنه تقریباً 3.0 میلی‌متر طول، 1.5 میلی‌متر عرض و 1.1 میلی‌متر ارتفاع می‌باشد. تلورانس‌ها معمولاً ±0.1mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این بسته دارای لنز شفاف بر روی منبع نور سبز AlInGaP است.

5.2 الگوی پد PCB توصیه‌شده

یک طرح پیشنهادی برای پد لحیم ارائه شده است تا تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در طول فرآیند لحیم‌کاری رفلو تضمین شود. این الگو برای تسهیل ترشوندگی مناسب لحیم و پایداری مکانیکی طراحی شده است و در عین حال خطر برخاستن قطعه (ایستادن قطعه روی یک سر) را به حداقل می‌رساند. طراحی پد برای فرآیندهای رفلو مادون قرمز و فاز بخار بهینه شده است.

5.3 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری روی بسته LED، مانند یک شکاف، یک نقطه سبز یا یک گوشه برش‌خورده روی لنز نشان داده می‌شود. برای تأیید علامت‌گذاری دقیق قطبیت این قطعه خاص، باید به نمودار دیتاشیت مراجعه کرد. قطبیت صحیح در طول مونتاژ برای اطمینان از عملکرد قطعه حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو IR

برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free)، پروفیل منطبق با J-STD-020B توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:

• پیش‌گرم:150-200 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی برد و قطعات.
• دمای پیک:نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.
• زمان بالاتر از نقطه ذوب (TAL):مدت زمانی که لحیم مذاب است باید مطابق با مشخصات سازنده خمیر لحیم کنترل شود، معمولاً در محدوده‌های نشان‌داده‌شده در نمودار پروفایل ارائه‌شده.

این پروفیل برای جلوگیری از شوک حرارتی که می‌تواند به ساختار داخلی LED یا لنز اپوکسی آسیب برساند، حیاتی است.

6.2 لحیم‌کاری دستی (در صورت لزوم)

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، احتیاط شدید لازم است:

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال لحیم.
• محدودیت:لحیم‌کاری باید فقط یک بار انجام شود. از گرم‌کردن مجدد اتصالات موجود خودداری کنید.

6.3 تمیزکاری

اگر تمیزکاری پس از لحیم‌کاری ضروری است، فقط باید از حلال‌های مشخص‌شده استفاده شود. عوامل توصیه‌شده شامل اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل است. LED باید در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا نشانه‌های روی بسته آسیب برسانند.

6.4 نگهداری و حساسیت به رطوبت

LEDها به رطوبت حساس هستند. هنگامی که کیسه ضد رطوبت مهر و موم شده (با ماده خشک‌کن) باز نشده است، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری و ظرف یک سال استفاده شوند. پس از باز کردن کیسه اصلی:

• شرایط نگهداری نباید از 30°C و 60% رطوبت نسبی تجاوز کند.
• توصیه می‌شود فرآیند رفلو IR ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از قرارگیری در معرض هوا تکمیل شود.
• برای نگهداری بیش از 168 ساعت، LEDها باید قبل از لحیم‌کاری تقریباً در دمای 60°C حداقل به مدت 48 ساعت مجدداً پخت شوند تا رطوبت جذب‌شده حذف و از پدیده \"پاپ کورن\" (ترک خوردن بسته در حین رفلو) جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

محصول در نوار حامل برجسته برای جابجایی خودکار عرضه می‌شود.

• عرض نوار:12 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر قرقره:4000 عدد (قرقره کامل).
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 عدد برای باقیمانده قرقره/جزئی.
• بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است. نوار با یک نوار پوششی برای محافظت از قطعات مهر و موم شده است.

8. ملاحظات طراحی کاربرد

8.1 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و طول عمر، باید از یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کرد. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ مستقیم از بسته انتخاب‌شده است (برای محاسبه جریان در بدترین حالت از مقدار حداکثر استفاده کنید) و IF جریان مستقیم مورد نظر است (مثلاً 20mA). راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی بدون محدودکننده جریان جداگانه به دلیل تغییرات VF توصیه نمی‌شود، زیرا می‌تواند منجر به عدم تطابق قابل توجه در روشنایی شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان کم است (حداکثر 72mW)، مدیریت حرارتی مؤثر روی PCB همچنان مهم است، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز. دمای اتصال بیش از حد، خروجی نوری را کاهش داده و تخریب را تسریع می‌کند. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای لحیم می‌تواند به دفع گرما کمک کند.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 110 درجه‌ای، این LED را برای روشنایی منطقه گسترده مناسب می‌سازد. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، اپتیک ثانویه (مانند لنزها، راهنماهای نور) ضروری خواهد بود. لنز شفاف، رنگ واقعی تراشه AlInGaP را که سبز اشباع است، ارائه می‌دهد.

9. معرفی و مقایسه فناوری

9.1 فناوری AlInGaP

LTST-010KGKT از ماده نیمه‌هادی آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) برای ناحیه نورافشان خود استفاده می‌کند. این فناوری به دلیل تولید نور با بازده بالا در بخش‌های کهربایی، نارنجی، قرمز و سبز-زرد طیف شناخته شده است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند گالیم فسفید (GaP)، LEDهای AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتر و خلوص رنگ اشباع‌شده‌تری ارائه می‌دهند. انتشار سبز حاصل‌شده در اینجا در ناحیه 570nm است که برای چشم انسان بسیار قابل مشاهده است.

9.2 تمایز از سایر LEDهای سبز

LEDهای سبز همچنین می‌توانند با استفاده از فناوری ایندیم گالیم نیترید (InGaN) ساخته شوند که معمولاً رنگ سبز مایل به آبی یا سبز خالص در طول موج‌های کوتاه‌تر (حدود 520-530nm) تولید می‌کند. سبز مبتنی بر AlInGaP (حدود 570nm) اغلب به رنگ سبز مایل به زرد یا سبز \"لیمویی\" به نظر می‌رسد. انتخاب به مختصات رنگ خاص مورد نیاز کاربرد بستگی دارد. سبزهای AlInGaP در این محدوده طول موجی عموماً در مقایسه با برخی سبزهای InGaN، رنگ بسیار پایدارتری در برابر جریان درایو و دما دارند.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λP)طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.طول موج غالب (λd)طول موج تک‌رنگ نور تک‌رنگی است که با رنگ درک‌شده LED در مقایسه با نور سفید مرجع مطابقت دارد. برای LEDهایی با طیف نسبتاً متقارن، این دو اغلب نزدیک هستند. طول موج غالب مستقیماً با درک رنگ توسط انسان مرتبط است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3V و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

خیر، این کار توصیه نمی‌شود و به احتمال زیاد LED را از بین می‌برد.با VF معمولی 2.0-2.4V، اتصال مستقیم آن به 3.3V باعث جریان بیش از حد می‌شود که به مراتب از حداکثر مقدار مجاز 30mA DC فراتر می‌رود. هنگام استفاده از منبع ولتاژ، همیشه به یک مقاومت سری محدودکننده جریان نیاز است.

10.3 هنگام سفارش چگونه کدهای بسته را تفسیر کنم؟

می‌توانید ترکیبی از بسته‌ها را برای دریافت LEDهایی با ویژگی‌های کاملاً گروه‌بندی‌شده مشخص کنید. به عنوان مثال، درخواست \"Iv=R1, VF=D3, λd=C\" به شما LEDهایی با شدت نور بین 112-140 mcd، ولتاژ مستقیم بین 2.0-2.2V و طول موج غالب بین 567.5-570.5 nm می‌دهد. اگر هیچ بسته‌ای مشخص نشده باشد، محصول از ترکیب تولید استاندارد دریافت خواهید کرد.

10.4 آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟

دیتاشیت محدوده دمای کاری 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد را مشخص می‌کند که بسیاری از شرایط فضای باز را پوشش می‌دهد. با این حال، قرارگیری طولانی‌مدت در معرض نور مستقیم خورشید، تابش UV و رطوبت می‌تواند به مرور زمان به لنز اپوکسی آسیب برساند. برای محیط‌های خشن فضای باز، باید LEDهایی که به طور خاص برای چنین شرایطی درجه‌بندی و بسته‌بندی شده‌اند (مانند LEDهای با پوشش سیلیکونی) در نظر گرفته شوند.

11. مثال مطالعه موردی طراحی

11.1 نشانگر وضعیت پنل جلویی برای یک سوئیچ شبکه

نیازمندی:ارائه یک نشانگر وضعیت لینک/فعالیت سبز واضح که از زوایای مختلف روی یک واحد نصب‌شده در رک قابل مشاهده باشد.

انتخاب طراحی:LTST-010KGKT به دلیل زاویه دید 110 درجه‌ای آن انتخاب شده است که حتی در هنگام مشاهده خارج از محور نیز دید را تضمین می‌کند. سبز AlInGaP رنگ متمایز و جلب‌کننده‌ای ارائه می‌دهد.

پیاده‌سازی:یک مجموعه 8 تایی از LEDها استفاده شده است، یکی برای هر پورت. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، تمام LEDها از یک بسته شدت نور یکسان (مثلاً R1) مشخص شده‌اند. آنها از طریق یک ریل 5V و مقاومت‌های محدودکننده جریان جداگانه 150Ω راه‌اندازی می‌شوند (محاسبه‌شده برای VF معمولی 2.2V و IF=20mA: R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140Ω؛ 150Ω نزدیک‌ترین مقدار استاندارد است). طرح PCB از الگوی پد توصیه‌شده با یک اتصال تسکین حرارتی کوچک به یک صفحه زمین برای دفع گرما استفاده می‌کند.

12. روندهای فناوری

12.1 بازده و مینیاتوری‌سازی

روند کلی در LEDهای SMD به سمت بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی) و مینیاتوری‌سازی بیشتر ادامه دارد. در حالی که این قطعه نمایانگر یک اندازه بسته‌بندی بالغ است، بسته‌های جدیدتر مانند LEDهای مقیاس تراشه (CSLED) در حال ظهور هستند که حتی اندازه کوچک‌تری ارائه می‌دهند. تلاش برای بهره‌وری انرژی در تمام الکترونیک، LEDهایی را می‌طلبد که روشنایی مورد نیاز را در جریان‌های پایین‌تر ارائه دهند.

12.2 پایداری و یکنواختی رنگ

پیشرفت‌ها در رشد اپیتاکسیال و مواد بسته‌بندی با هدف بهبود یکنواختی رنگ (کاهش پراکندگی درون یک بسته) و پایداری در طول عمر قطعه و در تغییرات دما انجام می‌شود. این امر به ویژه برای کاربردهایی که چندین LED در کنار هم استفاده می‌شوند، مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ یا آرایه‌های نور پس‌زمینه، مهم است.

12.3 یکپارچه‌سازی

روند فزاینده‌ای به سمت یکپارچه‌سازی مدار درایور LED (منبع جریان ثابت، کنترل دیمر PWM) مستقیماً در ماژول‌ها یا حتی روی خود بسته LED وجود دارد که طراحی را برای کاربران نهایی ساده کرده و قابلیت اطمینان کلی سیستم را بهبود می‌بخشد.