دیتاشیت LED SMD مدل LTSA-S020ZGWTA - ابعاد 2.0x1.25x0.8mm - ولتاژ 2.9V - توان 90mW - نور سبز پخش‌شونده - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED از نوع دستگاه نصب سطحی (SMD) را تشریح می‌کند که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی و کاربردهای با محدودیت فضا طراحی شده است. این قطعه دارای لنز پخش‌کننده نور بوده و نور سبز ساطع می‌کند و آن را برای طیف وسیعی از تجهیزات الکترونیکی که نیاز به عملکرد نشانگر یا نورپردازی دارند، مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌های کلیدی

• مطابق با استانداردهای زیست‌محیطی RoHS.
• بسته‌بندی شده روی نوار 12 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی برای مونتاژ خودکار.
• شرایط‌دهی شده مطابق با سطح حساسیت رطوبت JEDEC سطح 2a.
• ارجاع صلاحیت‌دهی مطابق با AEC-Q101 Rev D، مناسب برای کاربردهای خودرویی.
• طرح کلی بسته‌بندی استاندارد EIA برای سازگاری.
• جریان راه‌اندازی سازگار با IC.
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز.

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای استفاده در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی از جمله، اما نه محدود به، تلفن‌های بی‌سیم و همراه، لپ‌تاپ‌ها و سیستم‌های شبکه در نظر گرفته شده است. به طور خاص برای کاربردهای لوازم جانبی در ماشین‌آلات مهندسی نیز ذکر شده است.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

تمامی مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان تلف شده (Pd):90 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_F(پیک)):50 میلی‌آمپر (در چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):20 میلی‌آمپر DC
• محدوده دمای کاری:40- درجه تا +100 درجه سلسیوس
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه تا +100 درجه سلسیوس

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

عملکرد معمول در Ta=25 درجه سلسیوس تحت شرایط تست مشخص شده اندازه‌گیری می‌شود.

• شدت نور (I_V):250 - 640 میلی‌کاندلا (مقدار معمول در I_F= 2 میلی‌آمپر). با حسگر/فیلتری اندازه‌گیری شده که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب می‌زند.
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه. به عنوان زاویه خارج از محور تعریف می‌شود که در آن شدت نور نصف مقدار محوری است.
• طول موج تابش پیک (λ_p):518 نانومتر (از اندازه‌گیری طیفی).
• طول موج غالب (λ_d):523 - 538 نانومتر (در I_F= 2 میلی‌آمپر). نمایانگر رنگ درک شده است. تلرانس ±1 نانومتر است.
• عرض نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):35 نانومتر.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.0 - 2.9 ولت (در I_F= 2 میلی‌آمپر). تلرانس ±0.1 ولت است.
• ولتاژ معکوس (V_z):6 - 8 ولت (در I_z= 10 میکروآمپر). توجه: این دستگاه برای کار معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای تست IR است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر (در V_R= 5 ولت).
• ولتاژ تحمل ESD:2000 ولت (مدل بدن انسان).

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی، قطعات بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. برچسب دسته نشان‌دهنده کدهای بین برای V_f, I_Vو رنگ (W_d) است.

3.1 رتبه‌بندی ولتاژ مستقیم (V_f)

اندازه‌گیری شده در I_F= 2 میلی‌آمپر. تلرانس درون هر بین ±0.1 ولت است.

• H3:2.0 ولت (حداقل) تا 2.3 ولت (حداکثر)
• H4:2.3 ولت (حداقل) تا 2.6 ولت (حداکثر)
• H5:2.6 ولت (حداقل) تا 2.9 ولت (حداکثر)

3.2 رتبه‌بندی شدت نور (I_V)

اندازه‌گیری شده در I_F= 2 میلی‌آمپر. تلرانس درون هر بین ±11٪ است.

• T1:250 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 400 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• T2:400 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 640 میلی‌کاندلا (حداکثر)

3.3 رتبه‌بندی طول موج غالب (W_d)

اندازه‌گیری شده در I_F= 2 میلی‌آمپر. تلرانس درون هر بین ±1 نانومتر است.

• AQ:523 نانومتر (حداقل) تا 528 نانومتر (حداکثر)
• AR:528 نانومتر (حداقل) تا 533 نانومتر (حداکثر)
• AS:533 نانومتر (حداقل) تا 538 نانومتر (حداکثر)

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول برای کمک به طراحی است. این منحنی‌ها رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور و همچنین توزیع فضایی نور (الگوی تابش) را نشان می‌دهند. نمودار توزیع فضایی برای درک پروفایل روشنایی ایجاد شده توسط لنز پخش‌کننده بسیار مهم است و نشان می‌دهد نور چگونه در زاویه دید 110 درجه‌ای پخش می‌شود. طراحان می‌توانند از منحنی I_Vدر مقابل I_Fبرای تخمین روشنایی در جریان‌های راه‌اندازی مختلف استفاده کنند و اطمینان حاصل کنند که LED بدون تجاوز از حداکثر مقادیر مجاز، نیازهای کاربرد را برآورده می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این LED مطابق با طرح کلی بسته‌بندی استاندارد SMD است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) شامل اندازه بدنه تقریباً 2.0 در 1.25 میلی‌متر با ارتفاع 0.8 میلی‌متر است. تلرانس‌ها معمولاً ±0.2 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. برای طراحی دقیق الگوی لند، باید به نقشه ابعادی دقیق مراجعه کرد.

5.2 طراحی پیشنهادی پد PCB

یک الگوی لند پیشنهادی برای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار ارائه شده است. رعایت این الگو برای دستیابی به تشکیل صحیح اتصال لحیم، اطمینان از پایداری مکانیکی و تسهیل اتلاف حرارت در حین کار بسیار مهم است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو IR

برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free)، پروفایل توصیه شده از J-STD-020 پیروی می‌کند. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:

• دمای پیش‌گرم:150 تا 200 درجه سلسیوس.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سلسیوس.
• زمان بالاتر از نقطه مایع:حداکثر 10 ثانیه (برای حداکثر دو چرخه ریفلو توصیه می‌شود).

توجه: پروفایل بهینه به طراحی خاص PCB، قطعات، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. توصیه می‌شود برای مونتاژ خاص، مشخصه‌یابی انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی:

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سلسیوس.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، از حلال‌های الکلی مانند اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق استفاده کنید. زمان غوطه‌وری نباید بیش از یک دقیقه باشد. از تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص خودداری کنید.

7. احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

7.1 شرایط نگهداری

• بسته‌بندی مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود. در صورت نگهداری در کیسه‌های ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت، ظرف یک سال از تاریخ بسته‌بندی استفاده شود.
• بسته‌بندی باز شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. قطعات باید ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از در معرض قرار گرفتن، ریفلو شوند.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):در ظرف دربسته همراه با جاذب رطوبت یا در دسیکاتور نیتروژن نگهداری شود.
• پخت (بیکینگ):اگر بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گرفته‌اند، قبل از لحیم‌کاری به مدت حداقل 48 ساعت در دمای تقریبی 60 درجه سلسیوس پخت شوند تا رطوبت زدوده شده و از "پاپ کورن شدن" در حین ریفلو جلوگیری شود.

7.2 احتیاط کاربردی

این LED برای تجهیزات الکترونیکی معمولی طراحی شده است. بدون مشاوره قبلی و صلاحیت‌دهی خاص، برای کاربردهای حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی) توصیه نمی‌شود.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 مشخصات نوار و قرقره

• عرض نوار:12 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره:2000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش:500 عدد برای دسته‌های باقی‌مانده.
• استاندارد بسته‌بندی:مطابق با EIA-481-1-B. جیب‌های خالی با نوار پوششی مهر و موم می‌شوند. حداکثر دو قطعه مفقود شده متوالی مجاز است.

9. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

هنگام ادغام این LED در یک طراحی، موارد زیر را در نظر بگیرید:

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم به یک مقدار ایمن، معمولاً در یا زیر حداکثر 20 میلی‌آمپر DC استفاده کنید. برای محاسبه دقیق مقاومت، باید بین V_Fدر نظر گرفته شود.
• مدیریت حرارتی:اگرچه توان تلف شده کم است (90 میلی‌وات)، اطمینان حاصل کنید که PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر در دمای محیط بالا یا نزدیک به جریان حداکثر کار می‌کند.
• طراحی نوری:لنز پخش‌کننده یک زاویه دید وسیع و یکنواخت مناسب برای نشانگرهای پنل فراهم می‌کند. برای نور متمرکز، ممکن است به اپتیک ثانویه نیاز باشد.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه برای 2 کیلوولت HBM درجه‌بندی شده است، در محیط‌های حساس، پیاده‌سازی جابجایی استاندارد ESD و در صورت لزوم، محافظت مدار (مانند دیودهای TVS) را انجام دهید.

10. مقایسه و تمایز فنی

این LED از طریق ترکیب ویژگی‌های خود متمایز می‌شود: ارجاع صلاحیت AEC-Q101 آن را به یک کاندید برای کاربردهای لوازم جانبی خودرو تبدیل می‌کند. شرایط‌دهی به MSL 2a قابلیت اطمینان را برای فرآیندهای ریفلو استاندارد افزایش می‌دهد. سیستم رتبه‌بندی دقیق امکان تطابق دقیق‌تر رنگ و روشنایی در خطوط تولید را در مقایسه با قطعات غیر رتبه‌بندی شده فراهم می‌کند. زاویه دید وسیع 110 درجه‌ای با لنز پخش‌کننده برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده و بدون خیرگی دارند ایده‌آل است.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پ: طول موج پیک (518 نانومتر) نقطه حداکثر خروجی توان در منحنی طیفی است. طول موج غالب (538-523 نانومتر) از نمودار رنگ CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج واحدی است که بهترین تطابق را با رنگ درک شده نور دارد و برای بینایی انسان مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این LED را با 20 میلی‌آمپر به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟
پ: بله، 20 میلی‌آمپر حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته مجاز در 25 درجه سلسیوس است. برای عملکرد مطمئن، به ویژه در دمای محیط بالاتر، کاهش درجه جریان توصیه می‌شود. همیشه به حد توان تلف شده (90 میلی‌وات) مراجعه کنید.

س: چرا اگر دستگاه برای کار معکوس نیست، رتبه ولتاژ معکوس وجود دارد؟
پ: رتبه V_z(8-6 ولت) عمدتاً یک پارامتر تست برای تضمین کیفیت داخلی (تست IR) است. این نشان‌دهنده ولتاژ شکست است. در طراحی مدار، باید اطمینان حاصل کنید که LED هرگز تحت بایاس معکوس قرار نگیرد، زیرا حتی جریان‌های معکوس کوچک نیز می‌توانند عملکرد را کاهش دهند.

س: چگونه کد بین "H4/T2/AR" روی برچسب را تفسیر کنم؟
پ: این نشان‌دهنده یک دسته خاص است که در آن LEDها دارای ولتاژ مستقیم بین 2.3 تا 2.6 ولت (H4)، شدت نور بین 400 تا 640 میلی‌کاندلا (T2) و طول موج غالب بین 528 تا 533 نانومتر (AR) هستند.

12. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک روتر مصرفی.LED باید سبز، از زوایای مختلف قابل مشاهده و برای کار مداوم قابل اطمینان باشد. این قطعه مناسب است. یک جریان راه‌اندازی 10-5 میلی‌آمپر روشنایی کافی را فراهم می‌کند در حالی که به خوبی در محدوده مجاز باقی می‌ماند و قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین می‌کند. طراح بر اساس V_Fمعمول (مثلاً 2.5 ولت برای بین H4) و ولتاژ تغذیه (مثلاً 3.3 ولت) یک مقاومت محدودکننده جریان را انتخاب می‌کند. زاویه دید وسیع اطمینان می‌دهد که وضعیت صرف نظر از جهت روتر قابل مشاهده است. بسته‌بندی نوار و قرقره امکان مونتاژ خودکار و کارآمد روی PCB اصلی روتر را فراهم می‌کند.

13. اصل عملکرد

این یک دیود ساطع‌کننده نور نیمه‌هادی (LED) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال (متشکل از InGaN برای تابش سبز) بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب مواد خاص، طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند. لنز اپوکسی پخش‌کننده، تراشه نیمه‌هادی را محصور می‌کند و حفاظت محیطی، پشتیبانی مکانیکی و شکل‌دهی خروجی نور به یک پرتو وسیع و یکنواخت را فراهم می‌کند.

14. روندهای فناوری

صنعت الکترونیک نوری در چندین حوزه کلیدی مرتبط با چنین قطعاتی به پیشرفت خود ادامه می‌دهد: افزایش بازده نوری (خروجی نور بیشتر در هر وات)، بهبود ثبات رنگ و تلرانس‌های رتبه‌بندی دقیق‌تر، افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد دمای بالاتر برای بازارهای خودرو و صنعتی، و کوچک‌سازی بیشتر بسته‌بندی‌ها. حرکت به سمت کارایی بالاتر و پذیرش گسترده‌تر LEDها در نورپردازی عمومی و کاربردهای خودرویی، بهبود مستمر در مواد نیمه‌هادی و فناوری‌های بسته‌بندی را پیش می‌برد.