دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C061VEKT - منبع قرمز AlInGaP - 70mA - حداکثر 2.9V - 203mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل LTST-C061VEKT را ارائه می‌دهد که یک دیود نورافشان (LED) نصب‌سطحی (SMD) است. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده و برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مناسب است.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی برای جابجایی خودکار.
• الگوی پایه استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• سطوح منطقی ورودی با خروجی‌های مدارهای مجتمع (IC) سازگار است.
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات خودکار Pick-and-Place.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلوی مادون‌قرمز (IR).
• پیش‌شرط‌گذاری شده برای رسیدن به سطح حساسیت رطوبت JEDEC (شورای مهندسی دستگاه‌های الکترونیکی مشترک) سطح 3.

1.2 کاربردها

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 در نظر گرفته شده است.

2. ابعاد بسته‌بندی و اطلاعات مکانیکی

این قطعه دارای لنز شفاف با منبع نور قرمز AlInGaP (آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید) است. تمام نقشه‌های ابعادی و تلرانس‌ها در دیتاشیت ارائه شده‌اند، با تلرانس استاندارد ±0.2 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. بسته‌بندی برای نصب سطحی قابل اطمینان طراحی شده است.

3. ریتینگ‌ها و مشخصات

3.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

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

• اتلاف توان (Pd): 203 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)): 100 میلی‌آمپر (پالسی، 50ms روشن، 950ms خاموش، چرخه کاری=0.05)
• جریان مستقیم DC (I_F): 70 میلی‌آمپر
• محدوده دمای کارکرد (T_opr): 40- درجه تا +85 درجه سلسیوس
• محدوده دمای انبارداری (T_stg): 40- درجه تا +100 درجه سلسیوس

3.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در Ta=25°C و I_F=70mA اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V): 1550 - 3600 میلی‌کاندلا. با استفاده از فیلتری که تقریباً پاسخ چشم فوتوپیک CIE را شبیه‌سازی می‌کند، اندازه‌گیری شده است.
• زاویه دید (2θ_1/2): 120 درجه (معمول). به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد.
• طول موج تابش پیک (λ_P): 631 نانومتر (معمول).
• طول موج غالب (λ_d): 617 - 630 نانومتر. تلرانس ±1 نانومتر است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ): 15 نانومتر (معمول).
• ولتاژ مستقیم (V_F): 1.9 - 2.9 ولت. تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (I_R): 10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

4. کد بین و سیستم دسته‌بندی

قطعات بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 70mA دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند. این امر ثبات در روشنایی را برای کاربردهای تولیدی تضمین می‌کند.

4.1 رتبه شدت نور (I_V)

• کد بین J1: 1550 - 2050 میلی‌کاندلا (شار نوری: 5.2 - 6.8 لومن)
• کد بین J2: 2050 - 2720 میلی‌کاندلا (شار نوری: 6.8 - 9.0 لومن)
• کد بین K1: 2720 - 3600 میلی‌کاندلا (شار نوری: 9.0 - 12.0 لومن)

تلرانس هر بین شدت نور ±10% است. مقادیر شار نوری بر حسب لومن (lm) برای مرجع ارائه شده‌اند.

5. منحنی‌های عملکرد معمول

دیتاشیت شامل نمایش‌های گرافیکی از روابط کلیدی است که برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی ضروری هستند.

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (ویژگی I_F-V_F)
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم (ویژگی I_V-I_F)
• شدت نور در مقابل دمای محیط (ویژگی I_V-T_a)
• توزیع توان طیفی نسبی (طول موج در مقابل شدت نسبی)
• ویژگی زاویه دید (توزیع شدت زاویه‌ای)

این منحنی‌ها به طراحان اجازه می‌دهد تا عملکرد را تحت شرایط کاری مختلف پیش‌بینی کنند، مانند کاهش خروجی نور در دماهای بالاتر یا محاسبه مقدار مقاومت محدودکننده جریان لازم.

6. دستورالعمل‌های مونتاژ و جابجایی

6.1 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. LED را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به مواد بسته‌بندی آسیب برسانند.

6.2 الگوی پایه PCB توصیه شده

یک طرح پایه اتصال برد مدار چاپی (PCB) برای لحیم‌کاری رفلوی مادون‌قرمز یا فاز بخار پیشنهاد شده است. حداکثر ضخامت استنسیل 0.10 میلی‌متر برای اعمال خمیر لحیم توصیه می‌شود تا اتصال لحیم مناسب تشکیل شده و از بریجینگ جلوگیری شود.

6.3 بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته‌دار روی قرقره‌های 7 اینچی (178 میلی‌متری) عرضه می‌شوند. عرض نوار 8 میلی‌متر است. نقشه‌های مکانیکی دقیق جیب‌های نوار، نوار پوششی و ابعاد قرقره مطابق با مشخصات EIA-481 گنجانده شده است. قرقره استاندارد حاوی 4000 قطعه است، با حداقل مقدار سفارش 500 قطعه برای باقی‌مانده‌ها.

7. احتیاط‌ها و نکات کاربردی مهم

7.1 کاربرد مورد نظر و قابلیت اطمینان

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی طراحی شده است. برای کاربردهایی که خرابی می‌تواند مستقیماً جان یا سلامتی را به خطر بیندازد، مانند هوانوردی، تجهیزات پزشکی حیاتی یا سیستم‌های ایمنی بحرانی در نظر گرفته نشده است. برای چنین کاربردهایی، مشورت با سازنده قبل از طراحی الزامی است.

7.2 شرایط نگهداری

بسته‌بندی مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% نگهداری شود. ماندگاری قفسه یک سال است در حالی که کیسه ضد رطوبت حاوی جاذب رطوبت دست‌نخورده باشد.
بسته‌بندی باز شده:محیط نگهداری نباید از 30°C و 60% RH تجاوز کند. قطعات خارج شده از بسته‌بندی اصلی باید در عرض 168 ساعت (7 روز) تحت عملیات لحیم‌کاری رفلوی IR قرار گیرند. برای نگهداری بیش از این مدت، باید در یک ظرف دربسته با جاذب رطوبت یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند. LEDهایی که بیش از 168 ساعت خارج از بسته‌بندی نگهداری شده‌اند، قبل از مونتاژ نیاز به پخت در حدود 60°C به مدت حداقل 48 ساعت دارند تا رطوبت جذب شده خارج شده و از پدیده \"پاپ کورن\" در حین رفلو جلوگیری شود.

7.3 فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری رفلوی:پروفیل لحیم‌کاری بدون سرب مطابق با J-STD-020B توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل ناحیه پیش‌گرم (150-200°C، حداکثر 120 ثانیه)، دمای پیک حداکثر 260°C و زمان بالای مایع (TAL) حداکثر 10 ثانیه است. رفلو حداکثر باید دو بار انجام شود.
لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، از هویه با دمای نوک حداکثر 300°C به مدت حداکثر 3 ثانیه و فقط یک بار استفاده کنید. پروفیل دمای ارائه شده یک راهنما است؛ پروفیل نهایی باید برای طراحی PCB خاص، قطعات و خمیر لحیم مورد استفاده، مشخص‌سازی شود.

8. بررسی عمیق فنی و ملاحظات طراحی

8.1 تحلیل فتومتری و رنگ‌سنجی

استفاده از فناوری AlInGaP منجر به یک LED قرمز با بازده بالا با طول موج غالب در محدوده 617-630 نانومتر می‌شود که رنگ قرمز اشباع شده‌ای تولید می‌کند. زاویه دید 120 درجه، الگوی تابش گسترده‌ای را فراهم می‌کند که برای نشانگرهای وضعیت مناسب است. طراحان باید ساختار بینینگ را در نظر بگیرند تا روشنایی یکنواختی در بین چندین قطعه در یک آرایه یا خط تولید تضمین شود.

8.2 طراحی الکتریکی و مدیریت حرارتی

با حداکثر ولتاژ مستقیم 2.9 ولت در 70 میلی‌آمپر، استفاده از یک مقاومت سری محدودکننده جریان اجباری است. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_supply- V_F) / I_F. اتلاف توان خود LED (P_d= V_F* I_F) نباید از ریتینگ حداکثر مطلق 203 میلی‌وات تجاوز کند، با در نظر گرفتن کاهش ریتینگ در دماهای محیطی بالاتر، همانطور که در منحنی I_V-T_aنشان داده شده است. در محیط‌های با جریان بالا یا دمای بالا، ممکن است مساحت کافی مس PCB برای هیت‌سینک مورد نیاز باشد.

8.3 سازگاری با فرآیند مونتاژ

حساسیت رطوبتی JEDEC سطح 3 و سازگاری با رفلوی IR برای تولید انبوه مدرن حیاتی است. طراحان باید دستورالعمل‌های نگهداری و پخت را به دقت رعایت کنند تا از ترک خوردن بسته‌بندی ناشی از رطوبت در طی فرآیند رفلوی با دمای بالا جلوگیری شود. الگوی پایه و مشخصات استنسیل توصیه شده برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان در حالی که خطر Tombstoning یا بریجینگ لحیم به حداقل می‌رسد، بهینه شده‌اند.

9. پیشنهادات کاربردی و موارد استفاده معمول

فراتر از نشانگرهای وضعیت ساده، روشنایی و زاویه دید این LED آن را برای نور پس‌زمینه نمادهای کوچک روی پنل‌های جلویی یا تأمین روشنایی در شرایط کم‌نور برای سنسورها مناسب می‌سازد. اندازه کوچک آن برای دستگاه‌های قابل حمل مانند تجهیزات ارتباطی و لوازم جانبی رایانه ایده‌آل است. هنگام استفاده در آرایه‌ها، باید به توزیع جریان و کوپلینگ حرارتی بین LEDهای مجاور توجه کرد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
ج: طول موج پیک (λ_P) طول موجی است که در آن توان نوری تابشی حداکثر است. طول موج غالب (λ_d) طول موج تک‌رنگ نور است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λ_dبرای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. اتصال مستقیم آن به 5 ولت جریانی بسیار فراتر از ریتینگ حداکثر آن را تحمیل می‌کند و باعث خرابی فوری و فاجعه‌بار می‌شود. همیشه به یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت نیاز است.

س: چرا شرایط نگهداری پس از باز کردن کیسه اینقدر سختگیرانه است؟
ج: بسته‌بندی‌های LED SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری رفلوی با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده به سرعت به بخار تبدیل می‌شود و فشار داخلی ایجاد می‌کند که می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن بسته‌بندی یا ترک خوردن دای شود. عمر مفید 168 ساعته و روش‌های پخت، روش‌های استاندارد شده برای جلوگیری از این حالت خرابی هستند.