دیتاشیت SMD LED مدل LTST-C190KFKT-5A - نارنجی AlInGaP - 5mA تا 20mA - 50mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED SMD فشرده و پرنور را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده است، برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی ایده‌آل است.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با استانداردهای زیست‌محیطی RoHS.
• از تراشه نیمه‌هادی آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) فوق‌العاده پرنور برای تابش نور نارنجی کارآمد استفاده می‌کند.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی، مناسب برای تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place.
• فوت‌پرینت بسته‌بندی استاندارد EIA، سازگاری گسترده را تضمین می‌کند.
• نیازمندی‌های درایو سازگار با سطح منطقی.
• طراحی شده برای مقاومت در برابر پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری رفلوی مادون قرمز (IR) مورد استفاده در مونتاژ PCB.

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای عملکردهای مختلف نشانگر و نور پس‌زمینه مناسب است، از جمله اما نه محدود به: نشانگرهای وضعیت در تجهیزات مخابراتی و شبکه‌ای، نور پس‌زمینه صفحه کلید/کی‌پد، روشنایی نمادین روی پنل‌های کنترل و ادغام در میکرو-دیسپلی‌ها و لوازم خانگی.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

بخش‌های زیر تحلیل مفصلی از محدودیت‌ها و ویژگی‌های الکتریکی، نوری و محیطی دستگاه ارائه می‌دهند.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر نشان‌دهنده محدودیت‌های تنشی هستند که تحت هیچ شرایطی نباید از آن‌ها تجاوز کرد، زیرا ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. عملکرد باید در محدوده شرایط عملیاتی توصیه شده که بعداً توضیح داده می‌شود، حفظ شود.

• توان تلف شده (Pd):50 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):40 میلی‌آمپر (پالسی با چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):20 میلی‌آمپر DC
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• محدوده دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری:مقاوم در برابر 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه (فرآیند بدون سرب).

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اندازه‌گیری شده در دمای محیط (T_a) 25 درجه سلسیوس. مقادیر معمولی برای راهنمایی طراحی ارائه شده‌اند، در حالی که مقادیر حداقل و حداکثر پنجره عملکرد تضمین شده را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):18.0 - 71.0 میلی‌کاندلا (اندازه‌گیری شده در I_F= 5mA). شدت نور در بین‌های خاصی دسته‌بندی شده است (بخش 3 را ببینید).
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه. این زاویه دید گسترده به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری پیک خود می‌رسد و آن را برای کاربردهای نیازمند دید گسترده مناسب می‌سازد.
• طول موج پیک (λ_P):611 نانومتر (معمولی). این طول‌موجی است که در آن خروجی توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):605 نانومتر (معمولی در I_F=5mA). این طول‌موج منفردی است که چشم انسان به عنوان رنگ نور درک می‌کند، که در این مورد، نارنجی است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):17 نانومتر (معمولی). این خلوص رنگ را تعریف می‌کند؛ پهنای باند باریک‌تر نشان‌دهنده رنگ اشباع‌شده‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.0 ولت (حداقل)، 2.4 ولت (معمولی) در I_F= 5mA.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5V.

3. توضیح سیستم بینینگ

برای اطمینان از ثبات در تولید، LEDها در بین‌های عملکردی دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی خاص کاربردشان را برآورده می‌کنند.

3.1 بینینگ شدت نور

شدت نور بر اساس اندازه‌گیری در 5mA در سه بین اصلی (M, N, P) دسته‌بندی شده است. هر بین تلرانس ±15% دارد.

• کد بین M:18.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 28.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• کد بین N:28.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 45.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• کد بین P:45.0 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 71.0 میلی‌کاندلا (حداکثر)

انتخاب یک کد بین بالاتر (مثلاً P) یک LED پرنورتر را تضمین می‌کند، که ممکن است برای شرایط نور محیطی بالا یا فاصله دید بیشتر ضروری باشد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در سند منبع ارجاع داده شده‌اند، پیامدهای آن‌ها برای طراحی حیاتی است.

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

LED یک مشخصه غیرخطی I-V مشابه دیودها نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم (V_F) دارای ضریب دمایی مثبت است، به این معنی که با افزایش دمای اتصال کمی کاهش می‌یابد. طراحان باید از یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت استفاده کنند تا خروجی نور پایدار را تضمین کرده و از فرار حرارتی جلوگیری کنند، زیرا LED یک دستگاه جریان‌محور است.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم در محدوده عملیاتی مشخص شده است. با این حال، بازده در جریان‌های بسیار بالا ممکن است به دلیل افزایش اثرات حرارتی کاهش یابد. کار کردن در یا زیر جریان آزمایش معمولی 5mA برای کاربردهای نشانگر رایج است تا تعادل بین روشنایی و طول عمر برقرار شود.

4.3 وابستگی دمایی

شدت نور LEDهای AlInGaP عموماً با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. برای کاربردهایی که در انتهای بالایی محدوده دما (85+ درجه سلسیوس) کار می‌کنند، ممکن است کاهش جریان درایو برای حفظ روشنایی هدف و قابلیت اطمینان دستگاه در طول عمر آن ضروری باشد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

دستگاه مطابق با فوت‌پرینت استاندارد SMD است. ابعاد حیاتی شامل طول، عرض و ارتفاع بدنه، و همچنین مکان و اندازه ترمینال‌های قابل لحیم‌کاری است. تمام تلرانس‌های ابعادی معمولاً ±0.1mm است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. لنز شفاف است و اجازه می‌دهد رنگ نارنجی ذاتی تراشه AlInGaP قابل مشاهده باشد.

5.2 شناسایی قطبیت و طرح پیشنهادی پد PCB

کاتد معمولاً روی بدنه دستگاه علامت‌گذاری شده است، اغلب با یک شکاف، نقطه سبز یا نشانگر بصری دیگر. یک طرح لند پترن (فوت‌پرینت) پیشنهادی برای برد مدار چاپی ارائه شده است تا تشکیل صحیح اتصال لحیم، اتصال الکتریکی قابل اطمینان و پایداری مکانیکی در حین رفلو تضمین شود. پایبندی به این طرح به جلوگیری از "تومب‌ستونینگ" (ایستادن قطعه به صورت عمودی) یا خیس‌شدن ضعیف لحیم کمک می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلوی IR

قطعه با فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب سازگار است. یک پروفیل رفلوی پیشنهادی ارائه شده است که معمولاً شامل موارد زیر است: ناحیه پیش‌گرم/خیس‌شدن (مثلاً 150-200 درجه سلسیوس تا 120 ثانیه)، شیب دمایی سریع، ناحیه دمای پیک که از 260 درجه سلسیوس تجاوز نمی‌کند و حداکثر 10 ثانیه، و فاز خنک‌کننده کنترل‌شده. پروفیل باید برای مونتاژ PCB خاص مشخص شود تا اطمینان حاصل شود که تمام قطعات به درستی و بدون آسیب لحیم شده‌اند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه کنترل دمایی تنظیم شده روی حداکثر 300 درجه سلسیوس استفاده کنید. زمان تماس با پد لحیم باید به 3 ثانیه یا کمتر برای هر اتصال محدود شود تا از انتقال حرارت بیش از حد به دی LED جلوگیری شود، که می‌تواند عملکرد را کاهش دهد یا باعث خرابی شود.

6.3 تمیزکاری

تمیزکاری پس از لحیم‌کاری باید با حلال‌های تایید شده انجام شود. الکل ایزوپروپیل (IPA) یا اتیل الکل توصیه می‌شود. LED باید در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. باید از مواد شیمیایی خشن یا نامشخص اجتناب کرد زیرا می‌توانند به بسته‌بندی پلاستیکی یا لنز آسیب برسانند.

6.4 نگهداری و جابجایی

تخلیه الکترواستاتیک (ESD):این دستگاه به ESD حساس است. روش‌های جابجایی مناسب اجباری است، از جمله استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده، زیراندازهای ضد استاتیک و بسته‌بندی ایمن ESD. تمام تجهیزات باید به درستی زمین شده باشند.

حساسیت رطوبتی:بسته‌بندی دارای رتبه سطح حساسیت رطوبتی (MSL) است. اگر کیسه مهر و موم شده اصلی مانع رطوبت باز شود، قطعات باید تحت شرایط رطوبت کنترل شده (<60% RH در <30°C) در عرض یک هفته (168 ساعت) تحت فرآیند لحیم‌کاری رفلوی IR قرار گیرند. برای نگهداری فراتر از این دوره، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در حدود 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت است تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" (ترک خوردن بسته‌بندی) در حین رفلو جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها روی نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند. مشخصات کلیدی شامل: عرض نوار 8mm، قطر قرقره 7 اینچ (178mm) و مقدار استاندارد 4000 قطعه در هر قرقره کامل است. بسته‌بندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است. ممکن است حداقل مقدار سفارش برای باقی‌مانده‌ها اعمال شود.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 طراحی مدار درایو

یک LED یک دستگاه جریان‌محور است. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و جلوگیری از "جریان‌دزدی" (جایی که یک LED در یک رشته موازی جریان بیشتری نسبت به بقیه می‌کشد)، به شدت توصیه می‌شود از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود، حتی زمانی که از منبع ولتاژ ثابت تغذیه می‌شود. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_supply- V_F) / I_F, که در آن V_Fولتاژ مستقیم LED در جریان مورد نظر I_F.

است.

8.2 مدیریت حرارتی

در حالی که توان تلف شده کم است (حداکثر 50mW)، مدیریت حرارتی موثر روی PCB هنوز برای قابلیت اطمینان بلندمدت مهم است، به ویژه در دمای محیطی بالا یا زمانی که با جریان‌های بالاتر درایو می‌شود. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای لحیم به دفع حرارت از اتصال LED کمک می‌کند.

8.3 محدودیت‌های کاربرد

این محصول برای تجهیزات الکترونیکی عمومی طراحی شده است. برای کاربردهای حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند منجر به خطر مستقیم برای جان یا سلامت شود، مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی یا سیستم‌های کنترل حمل و نقل، به طور خاص رتبه‌بندی یا آزمایش نشده است. برای چنین کاربردهایی، باید قطعاتی با گواهی‌های ایمنی مناسب انتخاب شوند.

9. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده کلیدی این LED استفاده از تراشه AlInGaP برای تابش نارنجی است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتر و پایداری دمایی بهتری ارائه می‌دهد که منجر به خروجی نور پرنورتر و یکنواخت‌تر در محدوده عملیاتی گسترده می‌شود. زاویه دید گسترده 130 درجه ویژگی مفید دیگری برای کاربردهای نیازمند دید خارج از محور است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Pطول موج پیک (λ):
طول موج خاصی که در آن LED بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند. این یک اندازه‌گیری فیزیکی از طیف است._dطول موج غالب (λ):_dطول موج منفردی که چشم انسان به عنوان رنگ نور درک می‌کند، که از نمودار رنگی CIE محاسبه می‌شود. برای LEDهای تک‌رنگ مانند این LED نارنجی، آن‌ها اغلب نزدیک هستند، اما λ

پارامتر مرتبط‌تری برای مشخصات رنگ است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان درایو کنم اگر از منبع تغذیه جریان ثابت استفاده کنم؟

بله، یک درایور جریان ثابت روشی عالی برای درایو کردن LEDها است زیرا متغیر اصلی (جریان) که خروجی نور را تعیین می‌کند، مستقیماً تنظیم می‌کند. در این حالت، یک مقاومت سری خارجی برای تنظیم جریان لازم نیست، اما گاهی اوقات ممکن است برای اهداف دیگر مانند شکل‌دهی پالس یا افزونگی استفاده شود.

10.3 چرا یک سیستم بینینگ برای شدت نور وجود دارد؟

تغییرات ساخت باعث تفاوت‌های جزئی در خروجی نور حتی درون یک دسته تولیدی یکسان می‌شود. بینینگ این قطعات را به گروه‌هایی با سطوح روشنایی حداقل و حداکثر تضمین شده دسته‌بندی می‌کند. این به طراحان اجازه می‌دهد بینی را انتخاب کنند که دقیقاً نیازهای روشنایی کاربردشان را برآورده می‌کند و ثبات در ظاهر محصول نهایی را تضمین می‌کند.

11. مثال مطالعه موردی طراحیسناریو:
طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه که باید در یک محیط اداری با نور خوب و از زوایای مختلف به وضوح قابل مشاهده باشد.منطق انتخاب:
زاویه دید گسترده 130 درجه این LED حتی زمانی که مستقیماً روبرو دیده نمی‌شود، دید را تضمین می‌کند. فناوری پرنور AlInGaP (انتخاب بین P، 45-71 میلی‌کاندلا) شدت نور کافی برای غلبه بر نور محیط فراهم می‌کند. فرمت SMD آن اجازه مونتاژ فشرده و خودکار روی PCB اصلی روتر را می‌دهد.طراحی مدار:_Fپنل دارای 5 LED نشانگر است. آن‌ها از منبع تغذیه منطقی 3.3 ولتی روتر درایو می‌شوند. با استفاده از V

معمولی 2.4 ولت در 5mA، یک مقاومت سری تقریباً (3.3V - 2.4V) / 0.005A = 180 اهم برای هر LED استفاده می‌شود. این طراحی ساده و قابل اطمینان، روشنایی یکنواخت در تمام نشانگرها را تضمین می‌کند.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. انرژی گاف نواری خاص آلیاژ AlInGaP طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند، که در این مورد در طیف نارنجی (~605-611 نانومتر) است. بسته‌بندی اپوکسی شفاف به عنوان یک لنز عمل می‌کند و خروجی نور را شکل می‌دهد تا زاویه دید مشخص شده را به دست آورد.

13. روندهای صنعت