دیتاشیت LED SMD مدل LTST-108KRKT - ابعاد 3.2x2.8x1.9 میلی‌متر - ولتاژ 1.8-2.4 ولت - توان 72 میلی‌وات - رنگ قرمز AlInGaP با لنز شفاف - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED نصب سطحی فشرده را که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی طراحی شده است، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای کاربردهای دارای محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مهندسی شده است. ابعاد مینیاتوری و سازگاری آن با فرآیندهای استاندارد مونتاژ، آن را به یک جزء همه‌کاره برای تولید الکترونیک مدرن تبدیل می‌کند.

1.1 مزایای اصلی

• مطابق با استانداردهای زیست‌محیطی RoHS.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی، مناسب برای تجهیزات پیک و پلیس خودکار پرسرعت.
• دارای طرح بسته‌بندی استاندارد EIA برای یکنواختی طراحی.
• سطوح منطقی سازگار با IC برای ادغام آسان با مدارهای کنترل.
• طراحی شده برای مقاومت در برابر فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز رایج در خطوط مونتاژ SMT.
• پیش‌شرط‌سازی شده مطابق با استانداردهای حساسیت رطوبت JEDEC سطح 3، که قابلیت اطمینان پس از لحیم‌کاری را افزایش می‌دهد.

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای استفاده به عنوان نشانگر وضعیت، چراغ سیگنال یا نور پس‌زمینه پنل جلویی در بخش‌های مختلف از جمله مخابرات، اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی مناسب است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در زیر یا در این محدودیت‌ها تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):72 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته می‌تواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما تلف کند. تجاوز از این حد خطر گرمای بیش از حد و کاهش عمر را به همراه دارد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):80 میلی‌آمپر. این فقط تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است. این امکان فلاش‌های کوتاه و پر شدت را فراهم می‌کند.
• جریان مستقیم DC (I_F):30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پیوسته توصیه شده برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت است.
• محدوده دمای کاری:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط رتبه‌بندی شده است.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند بدون اعمال توان در این محدودیت‌ها ذخیره شود.

2.2 ویژگی‌های الکترو-اپتیکی

این پارامترها در Ta=25 درجه سانتی‌گراد و I_F برابر 20mA اندازه‌گیری شده‌اند که نمایانگر شرایط کاری معمول است.

• شدت نور (I_V):112 - 280 میلی‌کاندلا (mcd). خروجی واقعی بسته‌بندی شده است (به بخش 4 مراجعه کنید). با استفاده از فیلتری اندازه‌گیری شده که تقریباً پاسخ چشم فوتوپیک (CIE) را شبیه‌سازی می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه (معمول). این زاویه گسترده نشان‌دهنده الگوی انتشار پراکنده و غیرمتمرکز است که برای روشنایی منطقه یا نشانگرهای دید وسیع مناسب است.
• طول موج تابش پیک (λ_p):639 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λ_d):631 نانومتر (معمول). طول موج واحدی که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ (قرمز) را تعریف می‌کند. تلرانس ±1 نانومتر است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). پهنای باند نور ساطع شده، که نشان‌دهنده خلوص رنگ است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.8 ولت (حداقل)، 2.4 ولت (حداکثر) در 20mA. افت ولتاژ در دو سر LED هنگام هدایت. تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V. دستگاه برای کار با بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است.

3. توضیح سیستم باینینگ

3.1 باینینگ شدت نور (I_V)

برای اطمینان از یکنواختی روشنایی در بین دسته‌های تولید، LEDها بر اساس شدت نور دسته‌بندی می‌شوند. کد باین برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر یکنواخت دارند حیاتی است.

تلرانس هر باین شدت ±11% است.

4. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است که برای تحلیل طراحی ضروری هستند.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:رابطه غیرخطی بین جریان درایو و خروجی نور را نشان می‌دهد. خروجی با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در سطوح بالاتر اشباع شود.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:ضریب دمایی منفی خروجی نور را نشان می‌دهد. شدت نور معمولاً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد که عاملی حیاتی برای مدیریت حرارتی است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه نمایی I-V دیود را نشان می‌دهد. این منحنی در انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب و درک نیازهای منبع تغذیه کمک می‌کند.
• توزیع طیفی:نموداری که توان تابشی نسبی را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد، حول طول موج پیک 639 نانومتر با نیم‌عرض معمول 20 نانومتر متمرکز شده است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

این LED مطابق با طرح استاندارد بسته SMD است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.2mm مگر خلاف آن ذکر شده) شامل اندازه بدنه تقریباً 3.2mm x 2.8mm با ارتفاع 1.9mm است. کاتد معمولاً توسط یک علامت یا گوشه پخ‌خورده روی بسته شناسایی می‌شود.

5.2 طرح پد اتصال PCB توصیه شده

یک نمودار الگوی لند ارائه شده است تا از تشکیل صحیح اتصال لحیم در حین ریفلو اطمینان حاصل شود. رعایت این فوت‌پرینت توصیه شده برای پایداری مکانیکی، اتلاف حرارت و جلوگیری از پدیده "قبرستونی" (tombstoning) حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (بدون سرب)

یک پروفیل دمایی پیشنهادی مطابق با J-STD-020B برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان بالاتر از نقطه مایع:مطابق با منحنی پروفیل، معمولاً 60-90 ثانیه.
• نرخ افزایش دما:کنترل شده تا شوک حرارتی به حداقل برسد.

توجه:پروفیل واقعی باید برای مونتاژ PCB خاص، با در نظر گرفتن ضخامت برد، تراکم قطعات و مشخصات خمیر لحیم، مشخص شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم، لحیم‌کاری دستی با هویه مجاز است با محدودیت‌های سخت: دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان لحیم‌کاری به حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال، فقط یک بار، محدود شود.

6.3 شرایط نگهداری

• بسته مهر و موم شده:در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 70% نگهداری شود. ظرف یک سال پس از باز کردن کیسه محافظ رطوبت استفاده شود.
• بسته باز شده:برای قطعات خارج شده از کیسه مهر و موم شده، محیط نباید از 30°C / 60% RH تجاوز کند. توصیه می‌شود ریفلو مادون قرمز ظرف 168 ساعت (1 هفته) تکمیل شود.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):در یک ظرف دربسته با ماده جاذب رطوبت یا در یک دسیکاتور نیتروژن نگهداری شود. اگر بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گرفته باشد، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 48 ساعت است تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پف کردن" (popcorning) در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل یا اتیل الکل استفاده کنید. در دمای معمولی کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. از تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص که ممکن است به لنز اپوکسی آسیب برسانند، خودداری کنید.

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و جلوگیری از جریان‌کشی، باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان برای هر LED استفاده کرد، حتی زمانی که چندین LED به صورت موازی به یک ریل ولتاژ متصل شده‌اند. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F, که در آن V_Fولتاژ مستقیم LED در جریان مورد نظر I_F.

7.2 ملاحظات حرارتی

اگرچه اتلاف توان کم است (حداکثر 72mW)، حفظ دمای اتصال در محدوده مجاز برای طول عمر و خروجی نور پایدار حیاتی است. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس PCB یا وایاهای حرارتی زیر پد حرارتی دستگاه (در صورت وجود) برای هدایت گرما وجود دارد، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام کار نزدیک به حداکثر جریان.

7.3 طراحی نوری

زاویه دید 110 درجه نور گسترده و پراکنده ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد. لنز شفاف با چیپ قرمز AlInGaP اشباع رنگ خوبی ارائه می‌دهد.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP، این LED از جنس AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به خروجی روشن‌تر در جریان درایو یکسان می‌شود. زاویه دید گسترده مشخصه طراحی بسته و لنز است که با LEDهای زاویه باریک "کلاه کاهی" متفاوت است. سازگاری آن با ریفلو مادون قرمز و بسته‌بندی نوار و قرقره، آن را از LEDهای نصب‌سوراخی متمایز می‌کند و به طور خاص برای تولید SMT خودکار و انبوه طراحی شده است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 آیا می‌توانم این LED را با جریان 30mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم DC توصیه شده است. برای عمر بهینه و قابلیت اطمینان، اگر نیازهای روشنایی کاربرد اجازه دهد، کار در جریان پایین‌تر، مانند 20mA (شرط آزمایش)، توصیه می‌شود.

9.2 چرا رتبه جریان پیک 80mA وجود دارد در حالی که حداکثر DC فقط 30mA است؟

رتبه 80mA برای پالس‌های بسیار کوتاه (عرض 0.1ms) در چرخه وظیفه کم (10%) است. این اجازه می‌دهد تا اتصال LED بین پالس‌ها خنک شود و از اضافه بار حرارتی جلوگیری کند. برای طرح‌های مالتی‌پلکسینگ یا ایجاد افکت‌های استروب بسیار روشن مفید است، اما برای روشنایی ثابت مناسب نیست.

9.3 پیش‌شرط‌سازی "JEDEC Level 3" به چه معناست؟

به این معنی است که قطعه طبقه‌بندی شده است که پس از باز کردن کیسه محافظ رطوبت، در شرایط کارخانه (<30°C/60%RH) "عمر کف" 168 ساعت (7 روز) دارد، قبل از اینکه نیاز به پخت قبل از لحیم‌کاری ریفلو داشته باشد. این اطلاعات برای برنامه‌ریزی تولید برای جلوگیری از عیوب ناشی از رطوبت حیاتی است.

10. مورد استفاده عملی

سناریو: طراحی پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.چندین LED مدل LTST-108KRKT (مثلاً برای وضعیت Power, LAN, WAN, Wi-Fi) استفاده خواهد شد. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، در هنگام خرید LEDهایی از یک باین شدت یکسان مشخص کنید (مثلاً همه R2 یا S1). PCB را با طرح پد توصیه شده طراحی کنید. از ریل تغذیه 5V استفاده کنید. مقاومت سری برای هر LED را محاسبه کنید: با فرض V_Fمعمول 2.1V و I_Fهدف 20mA، R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 اهم. یک مقاومت استاندارد 150 اهم مناسب خواهد بود. در حین مونتاژ از دستورالعمل‌های پروفیل ریفلو پیروی کنید. این رویکرد نشانگرهای بصری یکنواخت و قابل اطمینان را تضمین می‌کند.

11. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LED) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در منطقه فعال (در این مورد متشکل از AlInGaP) بازترکیب می‌شوند. انرژی آزاد شده در طول این بازترکیب به صورت فوتون (نور) ساطع می‌شود. ترکیب مواد خاص (AlInGaP) انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند، در این مورد، قرمز. لنز اپوکسی چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و الگوی خروجی نور را شکل می‌دهد.

12. روندهای فناوری

روند کلی در فناوری LED به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود بازآفرینی رنگ و قابلیت اطمینان بالاتر ادامه دارد. برای LEDهای SMD نوع نشانگر، تمرکز شامل کوچک‌سازی بیشتر (بسته‌های کوچکتر مانند 0201 یا 01005)، ولتاژهای کاری پایین‌تر برای همسویی با ولتاژهای IC مدرن و سازگاری پیشرفته با فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب و دمای بالا است. ادغام با مدارهای کنترل روی‌برد (مانند تنظیم‌کننده‌های جریان داخلی یا درایورها) در بسته‌های چند چیپی نیز زمینه‌ای برای توسعه کاربردهای پیشرفته‌تر است.