دیتاشیت LED SMD مدل LTST-T180KGKT - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ 1.7 تا 2.5 ولت - جریان 30 میلی‌آمپر - رنگ سبز AlInGaP - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED فشرده و مونتاژ سطحی را که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده است، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه از فناوری AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور سبز استفاده می‌کند و تعادلی از عملکرد و بازدهی مناسب برای کاربردهای الکترونیکی مدرن ارائه می‌دهد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این LED برای قابلیت اطمینان و سهولت ادغام طراحی شده است. ویژگی‌های کلیدی شامل مطابقت با استانداردهای محیطی RoHS، بسته‌بندی روی نوار 8 میلی‌متری داخل قرقره‌های 7 اینچی برای سیستم‌های Pick-and-Place خودکار، و سازگاری با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز است. طراحی آن با مدارهای مجتمع (I.C.) سازگار است و ابعاد بسته استاندارد EIA را رعایت می‌کند که کاربرد گسترده آن را تضمین می‌نماید.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این قطعه برای مونتاژهای الکترونیکی با محدودیت فضا و حجم بالا هدف‌گذاری شده است. حوزه‌های کاربرد اصلی شامل تجهیزات مخابراتی، دستگاه‌های اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی می‌شود. معمولاً برای نشانگر وضعیت، روشنایی سیگنال و نمادها و نور پس‌زمینه پنل جلویی استفاده می‌شود.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملکردی در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس تعریف شده‌اند. حداکثر اتلاف توان 75 میلی‌وات است. این قطعه می‌تواند در شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) جریان مستقیم پیک 80 میلی‌آمپر را تحمل کند، در حالی که جریان مستقیم پیوسته DC آن 30 میلی‌آمپر است. محدوده دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس مشخص شده است.

2.2 مشخصات حرارتی

حداکثر دمای مجاز اتصال (Tj) 115 درجه سلسیوس است. مقاومت حرارتی معمولی از اتصال به محیط (Rθj-a) 140 درجه سلسیوس بر وات است. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی بسیار مهم است و نشان می‌دهد که حرارت چقدر مؤثر از اتصال نیمه‌هادی دور می‌شود.

2.3 مشخصات الکتریکی و نوری

در دمای Ta=25 درجه سلسیوس و جریان آزمایش (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده است، شدت نور (Iv) از حداقل 56.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 180.0 میلی‌کاندلا متغیر است. زاویه دید (2θ1/2) که به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود می‌رسد، 120 درجه وسیع است. طول موج غالب (λd) از 566 نانومتر تا 578 نانومتر گسترده است که رنگ سبز را تعریف می‌کند. ولتاژ مستقیم (VF) معمولاً در جریان راه‌اندازی 20 میلی‌آمپر بین 1.7 ولت تا 2.5 ولت قرار دارد. جریان معکوس (IR) در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت به حداکثر 10 میکروآمپر محدود شده است، با توجه به اینکه این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی (بینینگ)

محصول بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد به دسته‌های مختلف (بین) طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی برای کاربر نهایی تضمین شود.

3.1 رتبه‌بندی شدت نور (IV)

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر در دسته‌های خاصی طبقه‌بندی می‌شوند. کدهای بین (P2, Q1, Q2, R1, R2) محدوده‌های حداقل و حداکثر شدت نور را تعریف می‌کنند، از 56.0-71.0 میلی‌کاندلا (P2) تا 140.0-180.0 میلی‌کاندلا (R2). در هر دسته شدت نور، تلرانس +/-11% اعمال می‌شود.

3.2 رتبه‌بندی طول موج غالب (WD)

به طور مشابه، طول موج غالب برای کنترل یکنواختی رنگ دسته‌بندی می‌شود. کدهای بین C، D، E و F مربوط به محدوده‌های طول موج هستند: C (566-569 نانومتر)، D (569-572 نانومتر)، E (572-575 نانومتر) و F (575-578 نانومتر). تلرانس برای هر دسته طول موج +/- 1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های عملکرد معمولی، بینشی از رفتار قطعه در شرایط مختلف ارائه می‌دهند. این موارد شامل رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور (منحنی I-V)، تأثیر دمای محیط بر خروجی نور، و توزیع توان طیفی که تمرکز نور ساطع شده حول طول موج پیک را نشان می‌دهد، می‌شود. تحلیل این منحنی‌ها به طراحان کمک می‌کند تا شرایط راه‌اندازی را بهینه کرده و مبادلات عملکردی را درک کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

این قطعه مطابق با فوت‌پرینت استاندارد SMD است. تمام ابعاد حیاتی، شامل طول، عرض، ارتفاع و فاصله پدها، بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.2 میلی‌متر ارائه شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. لنز شفاف است.

5.2 طرح پد اتصال PCB توصیه شده

یک طرح الگوی لند (Land Pattern) برای لحیم‌کاری قابل اطمینان، به ویژه برای فرآیندهای ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار توصیه می‌شود. این طرح، تشکیل صحیح فیله لحیم و پایداری مکانیکی را تضمین می‌کند.

5.3 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً با یک علامت روی بدنه بسته یا یک هندسه پد خاص (مانند یک شکاف یا گوشه پخ‌خورده روی فوت‌پرینت) نشان داده می‌شود. جهت‌دهی صحیح قطبیت برای عملکرد مدار ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو IR

یک پروفیل ریفلو پیشنهادی مطابق با استاندارد J-STD-020B برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل ناحیه پیش‌گرم، زمان تعریف شده بالاتر از نقطه مایع، و حداکثر دمای مجاز که نباید از 260 درجه سلسیوس تجاوز کند، می‌باشد. کل زمان در محدوده 5 درجه سلسیوس از حداکثر دما باید محدود شود. رعایت مشخصات سازنده خمیر لحیم نیز بسیار مهم است.

6.2 شرایط نگهداری

برای بسته‌بندی حساس به رطوبت بازنشده (با ماده خشک‌کننده)، نگهداری باید در دمای ≤ 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ≤ 70% باشد و دوره توصیه شده استفاده ظرف یک سال است. پس از باز شدن، قطعات باید در دمای ≤ 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ≤ 60% نگهداری شوند. اگر بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گیرند، قبل از لحیم‌کاری، پخت در دمای تقریبی 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 48 ساعت توصیه می‌شود تا از آسیب ناشی از رطوبت (پاپ کورنینگ) جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده مانند الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل استفاده شود. LEDها باید در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شوند. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به بسته آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها روی نوار حامل برجسته به عرض 8 میلی‌متر که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده‌اند، عرضه می‌شوند. تعداد استاندارد قرقره 5000 عدد است. حداقل مقدار بسته‌بندی برای دسته‌های باقی‌مانده 500 عدد اعمال می‌شود. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481 است.

7.2 قانون شماره‌گذاری مدل

شماره قطعه LTST-T180KGKT ویژگی‌های خاصی را کدگذاری می‌کند: احتمالاً نشان‌دهنده سری، نوع بسته، رنگ (G برای سبز) و دسته عملکردی (بین) است. رمزگشایی دقیق ممکن است از یک طرح داخلی پیروی کند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

به عنوان یک قطعه جریان‌محور، LED باید با استفاده از یک منبع جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت محدودکننده جریان سری راه‌اندازی شود. 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 (برای اطمینان از مقدار حداکثر استفاده کنید) و IF جریان مستقیم مورد نظر (≤ 30mA DC) است.

8.2 ملاحظات طراحی

به دلیل مقاومت حرارتی 140 درجه سلسیوس بر وات، مدیریت حرارت روی PCB را، به ویژه هنگام کار در جریان‌های بالا یا دمای محیط بالا، در نظر بگیرید. اطمینان حاصل کنید که طراحی پد PCB با طرح توصیه شده برای لحیم‌کاری قابل اطمینان مطابقت دارد. هنگام طراحی راهنماهای نور یا روزنه‌های نشانگر، زاویه دید وسیع 120 درجه را در نظر بگیرید.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای سبز GaP (گالیم فسفید)، AlInGaP بازدهی بالاتر و خروجی روشن‌تری ارائه می‌دهد. زاویه دید 120 درجه وسیع‌تر از بسیاری از LEDهای "کم‌پروفایل" است و الگوی انتشار گسترده‌تری را فراهم می‌کند که برای نشانگرهای وضعیتی که نیاز به دید از زوایای مختلف دارند مناسب است. سازگاری آن با فرآیندهای استاندارد ریفلو IR، آن را از LEDهایی که نیاز به لحیم‌کاری دستی یا موجی دارند متمایز می‌کند.

10. سوالات متداول بر اساس پارامترهای فنی

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

ج: طول موج پیک (λP) طول موج واحدی است که در آن طیف انتشار حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λd) طول موج واحد نور تک‌رنگی است که با رنگ درک شده LED در مقایسه با یک نور سفید مرجع مطابقت دارد. λd برای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3 ولت و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. بدون مقاومت محدودکننده جریان، LED سعی می‌کند جریان بیش از حدی بکشد که احتمالاً از حداکثر رتبه مطلق آن فراتر رفته و باعث خرابی فوری می‌شود. همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید.

س: منظور از "شرایط اولیه: شتاب‌دهی به سطح 3 JEDEC" چیست؟

ج: نشان‌دهنده سطح حساسیت به رطوبت (MSL) بسته است. MSL 3 به این معنی است که قطعه می‌تواند تا 168 ساعت (7 روز) در شرایط محیط کارخانه (≤ 30°C/60% RH) قرار گیرد قبل از اینکه باید لحیم یا مجدداً پخت شود.

11. نمونه‌های موردی عملی

مورد 1: پنل وضعیت روتر شبکه:چندین LED مدل LTST-T180KGKT می‌توانند برای نشان دادن وضعیت برق، اتصال اینترنت، فعالیت Wi-Fi و وضعیت پورت استفاده شوند. زاویه دید وسیع آنها دید از سراسر اتاق را تضمین می‌کند و سازگاری آنها با لحیم‌کاری ریفلو، امکان مونتاژ خودکار و مقرون‌به‌صرفه PCB اصلی را فراهم می‌کند.

مورد 2: رابط انسان-ماشین (HMI) کنترل صنعتی:این LED که در یک کلید غشایی یا پشت یک پنجره پلی‌کربنات یکپارچه شده است، نشانگر واضح و سبز رنگ "سیستم آماده" یا "دستگاه روشن" را ارائه می‌دهد. رتبه‌بندی طول موج تعریف شده، یکنواختی رنگ را در تمامی واحدهای خط تولید تضمین می‌کند.

12. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

انتشار نور در این LED از نوع AlInGaP بر اساس الکترولومینسانس است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به دو سر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. بازترکیب آنها انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص لایه‌های آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید در کریستال نیمه‌هادی، انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، سبز.

13. روندهای فناوری

روند کلی در LEDهای SMD به سمت بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر بر وات الکتریکی)، بهبود یکنواختی رنگ از طریق رتبه‌بندی دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان تحت پروفیل‌های لحیم‌کاری با دمای بالاتر است. اندازه بسته‌ها برای انعطاف‌پذیری طراحی بیشتر همچنان در حال کوچک‌شدن است، در حالی که عملکرد نوری حفظ یا بهبود می‌یابد. همچنین تمرکز قوی‌ای بر توسعه مواد و فرآیندهایی وجود دارد که فراتر از RoHS با مقررات محیطی در حال تحول مطابقت دارند.