دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C170KGKT - ابعاد 3.2x1.6x1.4 میلی‌متر - ولتاژ 2.0 ولت - رنگ سبز - توان 0.06 وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک لامپ LED نصب‌سطحی (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده و برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی ایده‌آل است.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• از یک چیپ نیمه‌هادی فوق‌روشن فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای انتشار نور سبز استفاده می‌کند.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی برای مونتاژ خودکار کارآمد Pick-and-Place.
• الگوی پایه استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) سازگاری با طراحی‌های صنعتی را تضمین می‌کند.
• ویژگی‌های ورودی/خروجی با سطوح منطقی استاندارد مدارهای مجتمع (IC) سازگار است.
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات قرارگیری خودکار فناوری نصب‌سطحی (SMT).
• مقاوم در برابر فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) مورد استفاده در تولید انبوه PCB.

1.2 کاربردها

This LED is suitable for a wide range of applications, including but not limited to:

• دستگاه‌های مخابراتی، تجهیزات اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی.
• نور پس‌زمینه کی‌پدها و صفحه‌کلیدها.
• شاخص‌های وضعیت و برق.
• نمایشگرهای ریز و نشانگرهای پنل.
• نورپردازی سیگنال و چراغ‌های نمادین.

2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

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

• اتلاف توان (Pd):75 میلی‌وات. این حداکثر توان کلی است که بسته‌بندی می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):80 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم لحظه‌ای مجاز است، که معمولاً تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms) برای جلوگیری از گرمای بیش از حد مشخص می‌شود.
• جریان مستقیم DC (I_F):30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت است.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست اتصال شود.
• محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:55- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند در این محدوده دمای محیطی عمل کرده و ذخیره شود.
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز:260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 10 ثانیه. این حداکثر دمای پیک و تحمل زمان برای فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در دمای محیط (T_a) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده و عملکرد معمولی دستگاه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):18.0 - 71.0 میلی‌کاندلا (معمولی: 35.0 میلی‌کاندلا) در I_F= 20 میلی‌آمپر. این روشنایی درک شده LED توسط چشم انسان را اندازه می‌گیرد. محدوده وسیع از طریق باینینگ مدیریت می‌شود (بخش 3 را ببینید).
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور نصف مقدار اندازه‌گیری شده در محور (0 درجه) است. یک زاویه دید وسیع مانند این، الگوی نوری پراکنده‌تری را فراهم می‌کند که برای کاربردهای نشانگر مناسب است.
• طول موج اوج انتشار (λ_P):574.0 نانومتر (معمولی). این طول موجی است که در آن خروجی توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):567.5 - 576.5 نانومتر (معمولی: 571.0 نانومتر) در I_F= 20 میلی‌آمپر. این طول موج منفرد درک شده توسط چشم انسان است که رنگ (سبز) را تعریف می‌کند. از نمودار رنگ‌سنجی CIE مشتق شده است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15.0 نانومتر. این خلوص طیفی را نشان می‌دهد و محدوده طول‌موج‌های اطراف پیک را که حاوی توان نوری قابل توجهی هستند، تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.90 - 2.40 ولت (معمولی) در I_F= 20 میلی‌آمپر. این افت ولتاژ در سراسر LED هنگام هدایت جریان مشخص شده است.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5 ولت. این جریان نشتی کوچکی است که هنگام بایاس معکوس دیود جریان می‌یابد.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از عملکرد یکنواخت در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (باین) مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد برای یکنواختی رنگ و روشنایی را برآورده می‌کنند.

3.1 رتبه ولتاژ مستقیم (V_F)

باین شده در I_F= 20 میلی‌آمپر. تلرانس هر باین ±0.1 ولت است.

• باین 4: 1.9 ولت - 2.0 ولت
• باین 5: 2.0 ولت - 2.1 ولت
• باین 6: 2.1 ولت - 2.2 ولت
• باین 7: 2.2 ولت - 2.3 ولت
• باین 8: 2.3 ولت - 2.4 ولت

3.2 رتبه شدت نور (I_V)

باین شده در I_F= 20 میلی‌آمپر. تلرانس هر باین ±15% است.

• باین M: 18.0 میلی‌کاندلا - 28.0 میلی‌کاندلا
• باین N: 28.0 میلی‌کاندلا - 45.0 میلی‌کاندلا
• باین P: 45.0 میلی‌کاندلا - 71.0 میلی‌کاندلا

3.3 رتبه رنگ (طول موج غالب، λ_d)

باین شده در I_F= 20 میلی‌آمپر. تلرانس هر باین ±1 نانومتر است.

• باین C: 567.5 نانومتر - 570.5 نانومتر
• باین D: 570.5 نانومتر - 573.5 نانومتر
• باین E: 573.5 نانومتر - 576.5 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های عملکرد معمولی رابطه بین پارامترهای کلیدی تحت شرایط مختلف را نشان می‌دهند. اینها برای طراحی مدار قوی ضروری هستند.

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

منحنی I-V رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. برای این LED سبز AlInGaP، ولتاژ مستقیم (V_F) یک مقدار معمولی حدود 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر دارد. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مقاومت محدودکننده جریان یا مدار درایور ولتاژ صحیح را برای دستیابی به جریان مطلوب فراهم می‌کند، زیرا تغییرات کوچک در ولتاژ می‌تواند باعث تغییرات بزرگ در جریان شود.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این منحنی به طور کلی در محدوده جریان کارکرد توصیه شده (تا 30 میلی‌آمپر DC) خطی است. افزایش جریان مستقیم، خروجی نور را به تناسب افزایش می‌دهد. با این حال، کارکرد بالاتر از حداکثر مقادیر مطلق منجر به افت بازده، افزایش گرما و کاهش عمر مفید خواهد شد.

4.3 توزیع طیفی

منحنی خروجی طیفی حول طول موج پیک 574 نانومتر (سبز) با نیم‌عرض معمولی 15 نانومتر متمرکز است. طول موج غالب (λ_d)، که رنگ درک شده را تعریف می‌کند، بسته به باین در محدوده 571 نانومتر ± 5 نانومتر قرار می‌گیرد. این طیف باریک مشخصه فناوری AlInGaP است که خلوص رنگ اشباع شده‌ای ارائه می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد SMD قرار دارد. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) عبارتند از: طول: 3.2 میلی‌متر، عرض: 1.6 میلی‌متر، ارتفاع: 1.4 میلی‌متر. تلرانس‌ها معمولاً ±0.1 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. لنز شفاف است.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد PCB

قطعه دارای کاتد علامت‌گذاری شده است (معمولاً با یک نقطه سبز، یک شکاف یا یک پایه کوتاه‌تر روی نوار نشان داده می‌شود). یک الگوی لند PCB توصیه شده (پایه) ارائه شده است تا تشکیل صحیح اتصال لحیم، اتصال الکتریکی قابل اعتماد و تراز صحیح در حین بازجریان تضمین شود. پیروی از این دستورالعمل از بروز عیوب لحیم‌کاری مانند "تومب‌ستونینگ" جلوگیری می‌کند.

5.3 بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها روی نوار حامل برجسته با عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند که روی قرقره‌های 7 اینچی (178 میلی‌متر) پیچیده شده‌اند. تعداد استاندارد قرقره 3000 قطعه است. بسته‌بندی شامل یک نوار پوشش بالایی برای محافظت از قطعات است. جهت‌گیری و فاصله جیب‌ها با استاندارد ANSI/EIA-481 برای جابجایی خودکار مطابقت دارد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری بازجریانی IR (فرآیند بدون سرب)

یک پروفیل بازجریانی توصیه شده برای مونتاژ لحیم بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه برای فعال‌سازی فلاکس و تثبیت دما.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (در پیک):حداکثر 10 ثانیه. دستگاه می‌تواند حداکثر دو چرخه بازجریانی تحت این شرایط را تحمل کند.

پروفیل‌ها باید بر اساس استانداردهای JEDEC توسعه یافته و با طراحی PCB خاص، خمیر لحیم و فر مورد استفاده در تولید اعتبارسنجی شوند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، از هویه کنترل دمایی استفاده کنید. دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید حداکثر 3 ثانیه برای هر پد محدود شود. لحیم‌کاری دستی باید فقط یک بار انجام شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های الکلی تایید شده مانند اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق استفاده کنید. زمان غوطه‌وری باید کمتر از یک دقیقه باشد. از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص که ممکن است به بسته‌بندی یا لنز LED آسیب برسانند، خودداری کنید.

6.4 ذخیره‌سازی و جابجایی

• احتیاط‌های ESD:این دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. با استفاده از کنترل‌های ESD مناسب مانند مچ‌بندهای زمین شده، زیراندازهای ضد استاتیک و ظروف، آن را جابجا کنید.
• حساسیت به رطوبت:بسته‌بندی به رطوبت حساس است. هنگامی که در کیسه مهر و موم شده اصلی مانع رطوبت با ماده خشک‌کننده ذخیره می‌شود، عمر قفسه یک سال در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤90% است. پس از باز شدن کیسه، قطعات باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره شده و ظرف 672 ساعت (28 روز، MSL 2a) تحت بازجریانی IR قرار گیرند. برای ذخیره‌سازی فراتر از این دوره یا در محیط‌های غیرکنترل شده، یک عملیات پخت در حدود 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 20 ساعت قبل از لحیم‌کاری توصیه می‌شود.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 محدود کردن جریان

LED یک دستگاه جریان‌محور است. یک مقاومت سری محدودکننده جریان هنگام راه‌اندازی از منبع ولتاژ اجباری است. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.4 ولت) برای یک طراحی محافظه‌کارانه استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان از مقدار مطلوب تجاوز نمی‌کند. به عنوان مثال، راه‌اندازی از منبع تغذیه 5 ولت در 20 میلی‌آمپر: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. یک مقاومت استاندارد 130 Ω یا 150 Ω مناسب خواهد بود.

7.2 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان کم است (حداکثر 75 میلی‌وات)، طراحی حرارتی مناسب عمر مفید را افزایش داده و خروجی نوری پایدار را حفظ می‌کند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پدهای PCB به عنوان هیت‌سینک وجود دارد. از کارکرد پیوسته در حداکثر جریان و محدودیت‌های دمایی مطلق خودداری کنید.

7.3 طراحی نوری

زاویه دید 130 درجه یک پرتو وسیع و پراکنده ایجاد می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، اپتیک ثانویه (لنزها یا راهنماهای نور) ضروری خواهد بود. لنز شفاف برای انتشار رنگ واقعی بدون رنگ‌آمیزی بهینه است.

8. مقایسه و تمایز فنی

این LED سبز AlInGaP مزایای خاصی ارائه می‌دهد:

• در مقابل LEDهای سبز سنتی GaP:فناوری AlInGaP بازده نوری و روشنایی (شدت نور) به مراتب بالاتری برای همان جریان راه‌اندازی، همراه با اشباع رنگ و پایداری بهتر در دما ارائه می‌دهد.
• در مقابل LEDهای آبی/سبز InGaN:در حالی که LEDهای InGaN می‌توانند به روشنایی بسیار بالایی دست یابند، این LED سبز AlInGaP در این قالب بسته‌بندی، یک راه‌حل اثبات شده و مقرون به صرفه برای کاربردهای نشانگر با روشنایی استاندارد با مشخصه ولتاژ مستقیم پایدار ارائه می‌دهد.
• متمایزکننده‌های کلیدی:ترکیب زاویه دید وسیع 130 درجه، مطابقت با RoHS، سازگاری با بازجریانی IR و باینینگ دقیق برای یکنواختی رنگ و روشنایی، این قطعه را به انتخابی قابل اعتماد برای تولید خودکار انبوه تبدیل می‌کند.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

طول موج پیک (λ_P)طول موج فیزیکی است که در آن LED بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند و توسط طیف‌سنج اندازه‌گیری می‌شود.طول موج غالب (λ_d)طول موج منفرد ادراکی است که با رنگی که چشم انسان می‌بیند مطابقت دارد و از مختصات رنگ‌سنجی CIE محاسبه می‌شود. برای LEDهای تک‌رنگ مانند این LED سبز، آنها معمولاً از نظر مقدار نزدیک هستند.

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

No.ولتاژ مستقیم LED دارای ضریب دمایی منفی است و از قطعه‌ای به قطعه دیگر متفاوت است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ باعث افزایش کنترل‌نشده جریان می‌شود که احتمالاً از حداکثر مقدار مطلق تجاوز کرده و دستگاه را فوراً از بین می‌برد. همیشه از یک مقاومت سری یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید.

9.3 چرا محدوده وسیعی در شدت نور (71-18 میلی‌کاندلا) وجود دارد؟

این محدوده نشان‌دهنده تغییرات طبیعی در تولید نیمه‌هادی است. سیستمباینینگ(رتبه‌های M، N، P) LEDها را در گروه‌هایی با محدوده‌های شدت بسیار تنگ‌تر مرتب می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت دارند، LEDها را از یک باین شدت یکسان مشخص و استفاده کنید.

9.4 چگونه "زاویه دید" 130 درجه را تفسیر کنم؟

اینزاویه کاملای است که در آن شدت نور به 50% شدت روی محور (مرکز) کاهش می‌یابد. بنابراین، در 65 درجه خارج از محور به چپ و 65 درجه خارج از محور به راست (مجموع 130 درجه)، روشنایی نصف زمانی است که مستقیماً به LED نگاه می‌کنید. این گسترش پرتو را تعریف می‌کند.

10. مثال‌های کاربردی عملی

10.1 پنل نشانگر وضعیت

در یک روتر شبکه یا پنل کنترل صنعتی، می‌توان از چندین LED از این نوع برای نشان دادن برق، فعالیت شبکه، خطاهای سیستم یا حالت‌های عملیاتی استفاده کرد. زاویه دید وسیع دید از زوایای مختلف را تضمین می‌کند. با انتخاب LEDها از یک باین V_Fو I_Vیکسان، می‌توان به روشنایی و رنگ یکنواخت در سراسر پنل دست یافت. یک مدار ساده با منبع تغذیه 5 ولت، یک پین GPIO میکروکنترلر، یک مقاومت محدودکننده جریان 150Ω و LED به صورت سری معمول است.

10.2 نور پس‌زمینه صفحه کلید

برای روشنایی کلیدها روی یک صفحه کلید غشایی یا مکانیکی، این LEDهای SMD را می‌توان روی PCB زیر کلیدهای نیمه‌شفاف قرار داد. اندازه کوچک آنها (1.6x3.2 میلی‌متر) امکان قرارگیری بین پایه‌های سوئیچ را فراهم می‌کند. چیپ سبز AlInGaP رنگ واضح و متمایزی ارائه می‌دهد. ملاحظات طراحی شامل مدیریت جریان برای چندین LED موازی (ترجیحاً با مقاومت‌های جداگانه یا یک درایور آرایه جریان ثابت) و اطمینان از انتشار یکنواخت نور از طریق مواد کلید است.

11. معرفی فناوری

این LED بر اساس فناوری نیمه‌هادیفسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP)است. این سیستم ماده به صورت اپیتاکسیال روی یک زیرلایه رشد می‌کند و به ویژه در مناطق قرمز، نارنجی، کهربایی و سبز طیف مرئی کارآمد است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال اتصال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlInGaP انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند. لنز اپوکسی شفاف چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و الگوی خروجی نور را شکل می‌دهد.

12. روندهای صنعت

روند کلی در LEDهای نشانگر SMD به سمتافزایش بازده(خروجی نور بیشتر در واحد توان الکتریکی)،اندازه بسته‌بندی کوچکتربرای بردهای با چگالی بالاتر وقابلیت اطمینان بهبود یافتهادامه دارد. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر تنظیم دقیق رنگ و باینینگ تنگ‌تر برای برآوردن نیازهای کاربردهایی که نیاز به ثبات رنگ بالا دارند، مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ و نورپردازی داخلی خودرو وجود دارد. علاوه بر این، ادغام با درایورهای هوشمند برای تنظیم نور و کنترل رنگ رایج‌تر می‌شود. قطعه توصیف شده در این دیتاشیت نشان‌دهنده یک فناوری بالغ و قابل اعتماد است که به خوبی برای کاربردهای هدف خود در الکترونیک مصرفی و صنعتی مناسب است.