دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C990TGKT - سبز فوق‌پرنور - 20mA - 76mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک LED با عملکرد بالا و نصب سطحی را ارائه می‌دهد. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده و برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی با محدودیت فضا که نیاز به روشنایی نشانگر قابل اعتماد و پرنور دارند، مناسب است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

این LED چندین مزیت کلیدی برای تولید الکترونیک مدرن ارائه می‌دهد:

• مطابقت با مقررات زیست‌محیطی (RoHS).
• از تراشه نیمه‌هادی فوق‌پرنور InGaN (ایندیوم گالیوم نیترید) استفاده می‌کند که به دلیل بازدهی و درخشندگی بالا در طیف سبز شناخته شده است.
• دارای طراحی لنز گنبدی شکل است که معمولاً زاویه دید وسیع‌تر و استخراج نور بهبودیافته‌ای نسبت به لنزهای تخت ارائه می‌دهد.
• روی نوار 8 میلی‌متری بسته‌بندی شده که روی قرقره استاندارد 7 اینچی نصب شده و با تجهیزات خودکار پیک‌اندپلیس سرعت بالا سازگار است.
• طراحی شده تا با سطوح درایو استاندارد مدارهای مجتمع (I.C.) سازگار باشد.
• فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) را تحمل می‌کند و آن را برای خطوط مونتاژ استاندارد فناوری نصب سطحی (SMT) در کنار سایر قطعات مناسب می‌سازد.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این LED برای تطبیق‌پذیری در چندین بخش مهندسی شده است:

• تجهیزات مخابراتی و اداری:نشانگرهای وضعیت در روترها، مودم‌ها، تلفن‌ها و پرینترها.
• الکترونیک مصرفی:نور پس‌زمینه برای صفحه کلیدها، کی‌پدها و نمایشگرهای کوچک در دستگاه‌های قابل حمل.
• لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی:نشانگرهای برق، حالت یا خطا.
• تابلوهای عمومی:روشنایی سیگنال و نمادهای داخلی در مقیاس کوچک.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

تمامی پارامترها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. درک این ریتینگ‌ها برای طراحی مدار قابل اعتماد حیاتی است.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

اینها محدودیت‌های تنشی هستند که تحت هیچ شرایطی، حتی به صورت لحظه‌ای، نباید از آنها تجاوز کرد. عملکرد فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• اتلاف توان (Pd):76 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که دستگاه می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر. فقط تحت شرایط پالسی (سیکل وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms) مجاز است. برای کارکرد DC پیوسته نیست.
• جریان مستقیم DC (I_F):20 میلی‌آمپر. جریان عملیاتی پیوسته توصیه شده برای درخشندگی و طول عمر استاندارد.
• محدوده دمای عملیاتی:20- درجه تا 80+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیطی که عملکرد دستگاه در آن تضمین می‌شود.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:30- درجه تا 100+ درجه سلسیوس.
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز:دمای پیک 260 درجه سلسیوس را به مدت 10 ثانیه تحمل می‌کند و با الزامات فرآیند بدون سرب (Pb-free) مطابقت دارد.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط عملیاتی نرمال (I_F= 20mA) هستند.

• شدت نورانی (I_V):2240 - 4500 میلی‌کاندلا (mcd). این درخشندگی درک شده توسط چشم انسان است که با فیلتری منطبق بر منحنی پاسخ فوتوپیک CIE اندازه‌گیری می‌شود. محدوده وسیع نشان‌دهنده استفاده از یک سیستم دسته‌بندی است (به بخش 3 مراجعه کنید).
• زاویه دید (2θ_1/2):75 درجه. به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نورانی به نصف مقدار روی محور (0 درجه) کاهش می‌یابد. لنز گنبدی شکل در ایجاد این زاویه دید نسبتاً وسیع نقش دارد.
• طول موج تابش پیک (λ_P):518 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن خروجی توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):515 - 535 نانومتر. این طول موج واحدی است که به بهترین شکل رنگ درک شده (سبز) LED را نشان می‌دهد و از نمودار رنگی CIE استخراج می‌شود.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):35 نانومتر (معمول). پهنای باند نور ساطع شده که در نصف شدت پیک اندازه‌گیری می‌شود و نشان‌دهنده خلوص طیفی است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.9 - 3.4 ولت. افت ولتاژ دو سر LED هنگامی که با 20mA راه‌اندازی می‌شود. این محدوده نیز تابع دسته‌بندی است.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5V. دستگاه برای کارکرد با بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است.

2.3 ملاحظات حرارتی

اگرچه به صراحت در داده‌های ارائه شده نمودار نشده است، اما مدیریت حرارتی به طور ضمنی در مشخصات گنجانده شده است. تجاوز از حداکثر دمای اتصال، که تحت تأثیر جریان مستقیم، دمای محیط و طراحی حرارتی PCB قرار دارد، خروجی نورانی و طول عمر را کاهش می‌دهد. ریتینگ اتلاف توان 76mW و حداکثر دمای عملیاتی 80°C محدودیت‌های کلیدی طراحی حرارتی هستند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی مرتب (دسته‌بندی) می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را از نظر رنگ، درخشندگی و ولتاژ مستقیم برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (V_F)

دسته‌ها اطمینان می‌دهند که LEDها در یک مدار افت ولتاژ مشابهی دارند و هنگامی که به صورت موازی متصل می‌شوند، تقسیم جریان یکنواخت را ترویج می‌دهند. تلرانس هر دسته ±0.1V است.

• G2:1.9V - 2.2V
• G3:2.2V - 2.5V
• G4:2.5V - 2.8V
• G5:2.8V - 3.1V
• G6:3.1V - 3.4V

3.2 دسته‌بندی شدت نورانی (I_V)

دسته‌ها LEDها را بر اساس خروجی درخشندگی گروه‌بندی می‌کنند. تلرانس هر دسته ±15% است.

• X2:2240 mcd - 2800 mcd
• Y1:2800 mcd - 3550 mcd
• Y2:3550 mcd - 4500 mcd

3.3 دسته‌بندی رنگ / طول موج غالب (λ_d)

این دسته‌بندی ثبات رنگ را تضمین می‌کند. تغییر فقط چند نانومتر می‌تواند محسوس باشد. تلرانس هر دسته ±1nm است.

• AN:515 nm - 520 nm
• AP:520 nm - 525 nm
• AQ:525 nm - 530 nm
• AR:530 nm - 535 nm

4. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که داده‌های گرافیکی خاصی ارجاع داده شده‌اند، منحنی‌های معمول برای چنین LEDهایی بینش‌های طراحی ضروری را ارائه می‌دهند.

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

مشخصه I-V نمایی است. افزایش کوچک در ولتاژ فراتر از V_Fاسمی باعث افزایش زیاد جریان می‌شود. بنابراین، راه‌اندازی یک LED با یک منبع جریان ثابت (یا یک منبع ولتاژ با مقاومت سری محدودکننده جریان) برای جلوگیری از فرار حرارتی و تخریب اجباری است.

4.2 شدت نورانی در مقابل جریان مستقیم

شدت نورانی تقریباً تا حدی با جریان مستقیم متناسب است. با این حال، بازدهی (لومن بر وات) اغلب در جریانی کمتر از حداکثر ریتینگ به اوج می‌رسد و جریان بیش از حد منجر به افزایش گرما و تسریع افت لومن می‌شود.

4.3 وابستگی دمایی

عملکرد LED به دما حساس است. با افزایش دمای اتصال:

• ولتاژ مستقیم (V_F):کمی کاهش می‌یابد (ضریب دمایی منفی).
• شدت نورانی (I_V):کاهش می‌یابد. خروجی می‌تواند به طور قابل توجهی با نزدیک شدن دما به حد عملیاتی حداکثر کاهش یابد.
• طول موج غالب (λ_d):ممکن است کمی جابجا شود و به طور بالقوه بر رنگ درک شده تأثیر بگذارد، به ویژه در کاربردهای با دسته‌بندی دقیق.

4.4 توزیع طیفی

نور ساطع شده تک‌رنگ نیست بلکه توزیعی شبیه گاوسی دارد که حول طول موج پیک (518 نانومتر) متمرکز شده است. نیم‌عرض طیفی (35 نانومتر) گستردگی این توزیع را تعریف می‌کند. نیم‌عرض باریک‌تر نشان‌دهنده رنگ اشباع‌شده‌تر و خالص‌تر است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد دستگاه و قطبیت

این LED با فوت‌پرینت استاندارد بسته‌بندی EIA مطابقت دارد. نکات ابعادی کلیدی:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است.
• تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شود.
• بسته‌بندی دارای لنز گنبدی شکل و شفاف است.
• قطبیت با علامت کاتد (معمولاً یک شکاف، نقطه سبز یا گوشه بریده شده روی بسته‌بندی) نشان داده می‌شود. جهت‌گیری صحیح برای عملکرد حیاتی است.

5.2 طرح پیشنهادی پد اتصال PCB

یک الگوی لند پیشنهادی (طرح پد مسی) ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که لحیم‌کاری صحیح، پایداری مکانیکی و به طور بالقوه کمک به دفع حرارت انجام می‌شود. پیروی از این توصیه به دستیابی به فیله‌های لحیم قابل اعتماد و جلوگیری از پدیده "تومب‌استونینگ" در حین ریفلو کمک می‌کند.

5.3 مشخصات بسته‌بندی نوار و قرقره

دستگاه در نوار حامل برجسته استاندارد صنعتی عرضه می‌شود.

• عرض نوار:8 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره:3000 قطعه.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 قطعه برای مقادیر باقیمانده.
• بسته‌بندی شامل یک نوار پوشش رویی برای مهر و موم کردن جیب‌های قطعه است و از مشخصات ANSI/EIA-481 برای سازگاری با تجهیزات خودکار پیروی می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری، مونتاژ و جابجایی

6.1 فرآیند لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز

این دستگاه برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) واجد شرایط است. یک پروفایل ریفلو پیشنهادی حیاتی است:

• پیش‌گرم:150°C تا 200°C.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه برای اجازه گرمایش یکنواخت و تبخیر حلال.
• دمای پیک:حداکثر 260°C.
• زمان بالاتر از مایع (در پیک):حداکثر 10 ثانیه. دستگاه می‌تواند این پروفایل را حداکثر دو بار تحمل کند.

نکته مهم:پروفایل بهینه به مونتاژ خاص PCB (ضخامت برد، تراکم قطعات، خمیر لحیم) بستگی دارد. مقادیر ارائه شده راهنما هستند؛ توصیه می‌شود برای کاربرد خاص، مشخصه‌یابی فرآیند انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی (در صورت نیاز)

اگر تعمیر دستی ضروری است:

• دمای هویه:حداکثر 300°C.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پد.
• گرما را به پد PCB اعمال کنید، نه مستقیماً به بدنه LED، تا تنش حرارتی روی قطعه به حداقل برسد.

6.3 تمیزکاری

تمیز کردن باقیمانده فلاکس پس از لحیم‌کاری باید از حلال‌های سازگار استفاده کند:

• فقط از تمیزکننده‌های الکلی مانند اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل (IPA) استفاده کنید.
• زمان غوطه‌وری باید در دمای معمولی کمتر از یک دقیقه باشد.
• از تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص که ممکن است به لنز اپوکسی یا بسته‌بندی آسیب برسانند، خودداری کنید.

6.4 ذخیره‌سازی و حساسیت رطوبتی

ذخیره‌سازی مناسب برای جلوگیری از جذب رطوبت، که می‌تواند باعث "پاپ‌کورنینگ" (ترک خوردن بسته‌بندی) در حین ریفلو شود، ضروری است.

• بسته‌بندی مهر و موم شده (اصلی):در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% ذخیره کنید. ظرف یک سال استفاده کنید.
• بسته‌بندی باز شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره کنید. برای قطعات خارج شده از کیسه‌های ضد رطوبت، توصیه می‌شود ریفلو مادون قرمز ظرف یک هفته تکمیل شود (سطح حساسیت رطوبتی 3، MSL 3).
• ذخیره‌سازی طولانی‌مدت (خارج از کیسه):در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا در یک دسیکاتور نیتروژن ذخیره کنید.
• بازپخت:اگر بیش از یک هفته خارج از بسته‌بندی اصلی ذخیره شده‌اند، قبل از لحیم‌کاری تقریباً در 60°C به مدت حداقل 20 ساعت بازپخت کنید تا رطوبت جذب شده حذف شود.

6.5 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. همیشه:

• هنگام جابجایی از مچ‌بند زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام ایستگاه‌های کاری، تجهیزات و ابزارها به درستی زمین شده‌اند.
• از فوم یا سینی‌های رسانا برای ذخیره‌سازی و حمل دستگاه‌های شل استفاده کنید.

7. ملاحظات طراحی کاربرد

7.1 طراحی مدار درایو

درایو جریان ثابت:روش ترجیحی. از یک IC درایور LED اختصاصی یا یک مدار ساده محدودکننده جریان (منبع ولتاژ + مقاومت سری) استفاده کنید. مقدار مقاومت به صورت زیر محاسبه می‌شود: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دسته یا دیتاشیت استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان تحت بدترین شرایط هرگز از 20mA تجاوز نمی‌کند.

تاریک‌سازی PWM:برای کنترل درخشندگی، مدولاسیون عرض پالس (PWM) بسیار مؤثر است. این روش LED را با جریان کامل (مثلاً 20mA) در فرکانس بالا (معمولاً >100Hz) سوئیچ می‌کند و سیکل وظیفه را تغییر می‌دهد. این روش ثبات رنگ را بهتر از تاریک‌سازی آنالوگ (کاهش جریان) حفظ می‌کند.

7.2 مدیریت حرارتی روی PCB

برای حفظ عملکرد و طول عمر:

• از طرح پد PCB توصیه شده استفاده کنید که ممکن است شامل اتصالات تخلیه حرارتی باشد.
• مساحت کافی مس در اطراف پدهای LED برای عمل به عنوان هیت‌سینک در نظر بگیرید.
• از قرار دادن LED در نزدیکی سایر منابع گرمایی قابل توجه روی برد خودداری کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تهویه کافی در محفظه محصول نهایی وجود دارد.

7.3 یکپارچه‌سازی نوری

زاویه دید 75 درجه‌ای آن را برای مشاهده مستقیم مناسب می‌سازد. برای کاربردهای لوله‌نوری یا پخش نور، زاویه وسیع به کوپل کردن نور به راهنما کمک می‌کند. لنز شفاف برای خروجی بدون رنگ بهینه است؛ برای ظاهر رنگی، معمولاً از یک پخش‌کننده یا فیلتر رنگی خارجی استفاده می‌شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده‌های کلیدی این قطعه در کلاس خود شامل موارد زیر است:

• تراشه فوق‌پرنور InGaN:بازده نورانی بالاتری نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر مانند AlGaInP برای رنگ سبز ارائه می‌دهد که منجر به درخشندگی بیشتر در جریان درایو یکسان می‌شود.
• زاویه دید وسیع (75°):قابلیت مشاهده خارج از محور خوبی ارائه می‌دهد که برای نشانگرهای وضعیتی که ممکن است از زوایای مختلف مشاهده شوند مفید است.
• دسته‌بندی جامع:دسته‌بندی سه پارامتری (V_F, I_V, λ_d) امکان انتخاب دقیق برای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی در درخشندگی، رنگ و رفتار الکتریکی دارند را فراهم می‌کند.
• سازگاری قوی ریفلو:دمای پیک 260°C را تحمل می‌کند و آن را کاملاً با فرآیندهای مونتاژ SMT مدرن، بدون سرب و با دمای بالا سازگار می‌سازد.

9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را با 30mA برای درخشندگی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: خیر. حداکثر مقدار مطلق مجاز برای جریان مستقیم DC 20mA است. تجاوز از این ریتینگ دمای اتصال را افزایش می‌دهد و منجر به افت سریع لومن، جابجایی رنگ و خرابی احتمالی فاجعه‌بار می‌شود. همیشه در جریان DC توصیه شده یا کمتر از آن عمل کنید.

سوال 2: چرا LED من وقتی 2.5V اعمال می‌کنم کم‌نورتر از حد انتظار است؟

پاسخ: LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند، نه ولتاژ‌محور. ولتاژ مستقیم (V_F) یک محدوده (1.9V-3.4V) دارد. اعمال ولتاژ ثابت 2.5V ممکن است یک LED با دسته V_Fبالا (مثلاً G5/G6) را کمتر از حد لازم راه‌اندازی کند یا یک LED با دسته V_Fپایین (مثلاً G2) را بیش از حد راه‌اندازی کند. همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای تنظیم جریان روی 20mA صرف نظر از V_F variation.

استفاده کنید.

سوال 3: آیا می‌توانم از این LED برای کاربردهای فضای باز استفاده کنم؟

پاسخ: محدوده دمای عملیاتی مشخص شده 20- درجه تا 80+ درجه سلسیوس است. اگرچه ممکن است در برخی محیط‌های فضای باز عملکرد داشته باشد، اما قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض تابش UV، رطوبت و دمای شدید فراتر از ریتینگ بدون اقدامات محافظتی اضافی (پوشش محافظ، محفظه‌های مهر و موم شده) توصیه نمی‌شود. دیتاشیت کاربردها را برای تجهیزات الکترونیکی معمولی مشخص می‌کند؛ برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا با سازنده مشورت کنید.

سوال 4: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Pپاسخ: طول موج پیک (λ_d) طول موج فیزیکی است که در آن خروجی توان طیفی بالاترین است. طول موج غالب (λ_d) یک مقدار محاسبه شده است که رنگ درک شده توسط چشم انسان را در نمودار CIE نشان می‌دهد. λ

برای مشخصات رنگ در کاربردهای بصری مرتبط‌تر است.

10. اصول عملیاتی و روندهای فناوری

10.1 اصل عملیاتی پایه

این LED یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم که از انرژی گاف نواری آن فراتر می‌رود اعمال شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه InGaN بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص ماده نیمه‌هادی ایندیوم گالیوم نیترید (InGaN) انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند، در این مورد، سبز.

10.2 روندهای صنعت