دیتاشیت SMD LED مدل LTST-M140KRKT - قرمز AlInGaP - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ معمولی 2.0V - جریان حداکثر 30mA - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی کامل برای LTST-M140KRKT، یک دیود نورافشان (LED) نصب‌سطحی (SMD) ارائه می‌دهد. این قطعه متعلق به خانواده‌ای از LEDهاست که در ابعاد مینیاتوری و پیکربندی‌های خاص طراحی شده‌اند تا مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) را تسهیل کنند. فرم‌فاکتور فشرده آن، این قطعه را به‌ویژه برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده روی نوار 12 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی برای جابجایی خودکار.
• طرح کلی بسته‌بندی استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• ویژگی‌های ورودی/خروجی با سطوح منطقی مدارهای مجتمع (IC) سازگار است.
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات استاندارد مونتاژ خودکار Pick-and-Place.
• مقاوم در برابر فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) که معمولاً در فناوری نصب سطحی (SMT) استفاده می‌شود.
• پیش‌شرط‌گذاری شده برای شتاب‌دهی به سطح حساسیت رطوبت JEDEC (شورای مهندسی دستگاه‌های الکترونیکی مشترک) سطح 3.

1.2 کاربردها

این قطعه برای استفاده در انواع گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که نیاز به یک نشانگر یا منبع نور قابل اعتماد و فشرده دارند، در نظر گرفته شده است. زمینه‌های کاربردی معمول شامل موارد زیر است:

• تجهیزات مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم، تلفن‌های همراه).
• دستگاه‌های اتوماسیون اداری (مانند لپ‌تاپ‌ها، سیستم‌های شبکه).
• لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی.
• تجهیزات کنترل صنعتی و ابزار دقیق.
• نشانگرهای وضعیت و برق.
• روشنایی سیگنال و نماد.
• روشنایی پس‌زمینه پنل جلویی و نمایشگر.

2. ابعاد بسته‌بندی و اطلاعات مکانیکی

LED در یک بسته‌بندی نصب‌سطحی ارائه می‌شود. رنگ لنز شفاف است و جنس منبع نور فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است که نور قرمز ساطع می‌کند. تمام مشخصات ابعادی بر حسب میلی‌متر (mm) ارائه شده است. تلرانس عمومی ابعاد ±0.2 میلی‌متر است مگر اینکه یادداشت خاصی خلاف آن را نشان دهد. نقشه‌های ابعادی دقیق برای خود قطعه و همچنین طرح پد اتصال PCB توصیه شده در دیتاشیت گنجانده شده است تا طراحی صحیح Footprint برای لحیم‌کاری قابل اطمینان تضمین شود.

3. ریتینگ‌ها و مشخصات

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

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

• توان تلف شده (Pd):72 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (IFP):80 میلی‌آمپر (در شرایط پالسی: چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (IF):30 میلی‌آمپر (DC)
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت
• محدوده دمای کاری:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس

3.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای زیر در Ta=25°C و با جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شار نوری (Φv):مقدار معمولی ارائه شده است؛ مقادیر حداقل و حداکثر توسط رتبه بین (بین رنک) تعریف می‌شوند (بخش 4 را ببینید). با فیلتری اندازه‌گیری شده که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب می‌زند.
• شدت نور (Iv):مقدار معمولی ارائه شده است؛ مقادیر حداقل و حداکثر توسط رتبه بین تعریف می‌شوند. این یک مقدار استخراج شده برای مرجع است.
• زاویه دید (2θ1/2):120 درجه (معمولی). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور نصف مقداری است که روی محور مرکزی اندازه‌گیری شده است.
• طول موج تابش پیک (λP):639 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن شدت تابش طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λd):631 نانومتر (معمولی). طول موج واحدی که رنگ درک شده را در نمودار رنگ‌سنجی CIE تعریف می‌کند. تلرانس ±1 نانومتر است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمولی). عرض طیفی اندازه‌گیری شده در نصف حداکثر شدت.
• ولتاژ مستقیم (VF):2.0 ولت (معمولی)، 2.4 ولت (حداکثر) در IF=20mA. تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V.

3.3 پروفیل لحیم‌کاری

یک پروفیل پیشنهادی لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) برای فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است که با استاندارد J-STD-020B مطابقت دارد. این پروفیل شامل مراحل پیش‌گرم، خیساندن، رفلو و خنک‌سازی با محدودیت‌های زمانی و دمایی خاص است، با حداکثر دمای بدنه بسته‌بندی که از 260 درجه سلسیوس تجاوز نمی‌کند. رعایت چنین پروفیل‌هایی برای جلوگیری از آسیب حرارتی به بسته‌بندی LED در حین مونتاژ حیاتی است.

4. سیستم رتبه‌بندی بین (Bin Rank)

برای اطمینان از یکنواختی در خروجی نوری، LEDها بر اساس شار نوری اندازه‌گیری شده‌شان در بین‌ها (بسته‌ها) دسته‌بندی می‌شوند. کد بین یک محدوده خاص را تعریف می‌کند. برای LTST-M140KRKT (رنگ قرمز، تست شده در 20mA)، بین‌های تعریف شده عبارتند از:

• B2:شار نوری 0.27 - 0.34 لومن (شدت نور 90 - 112 میلی‌کاندلا)
• C1:شار نوری 0.34 - 0.42 لومن (شدت نور 112 - 140 میلی‌کاندلا)
• C2:شار نوری 0.42 - 0.54 لومن (شدت نور 140 - 180 میلی‌کاندلا)
• D1:شار نوری 0.54 - 0.67 لومن (شدت نور 180 - 224 میلی‌کاندلا)
• D2:شار نوری 0.67 - 0.84 لومن (شدت نور 224 - 280 میلی‌کاندلا)

تلرانس روی هر بین شدت ±11% است. مقدار شدت نور (mcd) برای اهداف مرجع ارائه شده است. طراحان باید هنگام سفارش، کد بین مورد نیاز را مشخص کنند تا سطح روشنایی لازم برای کاربرد خود را تضمین کنند.

5. منحنی‌های عملکرد معمولی

دیتاشیت شامل نمایش‌های گرافیکی از مشخصات کلیدی برای کمک به تحلیل طراحی است. این منحنی‌ها که معمولاً بر حسب جریان مستقیم یا دمای محیط ترسیم می‌شوند، بینشی از رفتار قطعه در شرایط غیراستاندارد ارائه می‌دهند. منحنی‌های رایج شامل موارد زیر است:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، تا حداکثر ریتینگ.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه IV دیود را نشان می‌دهد.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش ریتینگ حرارتی خروجی نور را نشان می‌دهد که برای کاربردهای با دمای بالا حیاتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک در حدود 639nm و عرض طیفی را نشان می‌دهد.
• الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع زاویه‌ای شدت نور را نشان می‌دهد.

6. راهنمای کاربر و دستورالعمل‌های نگهداری

6.1 تمیزکاری

در صورت لزوم تمیز کردن پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. غوطه‌ور کردن LED در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. استفاده از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص یا خشن می‌تواند به بسته‌بندی پلاستیکی و لنز آسیب برساند.

6.2 ذخیره‌سازی و حساسیت رطوبتی

این قطعه به رطوبت حساس است. هنگامی که کیسه ضد رطوبت مهر و موم شده (با ماده خشک‌کن) باز نشده است، LEDها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره شده و در عرض یک سال استفاده شوند. پس از باز شدن بسته‌بندی اصلی، محیط ذخیره‌سازی نباید از 30°C و 60% رطوبت نسبی تجاوز کند. قطعاتی که در معرض هوای محیط قرار گرفته‌اند باید در عرض 168 ساعت (سطح 3 JEDEC) تحت عملیات لحیم‌کاری رفلو IR قرار گیرند. برای ذخیره‌سازی فراتر از این مدت، باید در یک ظرف مهر و موم شده با ماده خشک‌کن یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند. LEDهایی که بیش از 168 ساعت خارج از بسته‌بندی نگهداری شده‌اند، قبل از مونتاژ لحیم‌کاری نیاز به پخت در حدود 60°C به مدت حداقل 48 ساعت دارند تا رطوبت جذب شده حذف شده و از پدیده \"پاپ کورن\" در حین رفلو جلوگیری شود.

6.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

دو روش اصلی لحیم‌کاری پشتیبانی می‌شود:

لحیم‌کاری رفلو (توصیه شده):

- دمای پیش‌گرم: 150-200 درجه سلسیوس

- زمان پیش‌گرم: حداکثر 120 ثانیه

- دمای پیک: حداکثر 260 درجه سلسیوس (بدنه بسته‌بندی)

- زمان بالاتر از نقطه مایع: حداکثر 10 ثانیه

- تعداد چرخه‌های رفلو: حداکثر دو بار

لحیم‌کاری دستی (هویه):

- دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سلسیوس

- زمان لحیم‌کاری برای هر پایه: حداکثر 3 ثانیه

- تعداد چرخه‌های لحیم‌کاری: فقط یک بار

توجه به این نکته حیاتی است که پروفیل رفلو بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر مورد استفاده بستگی دارد. پروفیل ارائه شده به عنوان یک راهنما بر اساس استانداردهای JEDEC عمل می‌کند.

6.4 طراحی مدار درایو

LED یک قطعه جریان‌محور است. خروجی نور آن عمدتاً تابعی از جریان مستقیم است، نه ولتاژ. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و جلوگیری از آسیب، مدار درایو باید شامل یک مکانیسم محدودکننده جریان باشد. هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود که از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود. این عمل، تغییرات جزئی در ولتاژ مستقیم (VF) دستگاه‌های منفرد را جبران می‌کند و توزیع جریان یکنواخت و در نتیجه شدت نور یکنواخت در بین تمام LEDهای آرایه را تضمین می‌کند. راه‌اندازی مستقیم LEDها از یک منبع ولتاژ بدون تنظیم جریان توصیه نمی‌شود، زیرا می‌تواند منجر به فرار حرارتی و خرابی قطعه شود.

7. مشخصات بسته‌بندی و نوار و قرقره

LEDها در قالب نوار و قرقره ارائه می‌شوند که با تجهیزات مونتاژ خودکار پرسرعت سازگار است. جزئیات کلیدی بسته‌بندی شامل موارد زیر است:

• عرض نوار: 12 میلی‌متر.
• قطر قرقره: 7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره کامل: 3000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش برای باقیمانده: 500 عدد.
• بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.
• حفره‌های خالی در نوار حامل با یک نوار پوششی رویی مهر و موم شده‌اند.
• حداکثر دو قطعه مفقود متوالی در هر قرقره مجاز است.

نقشه‌های ابعادی دقیق برای نوار حامل، نوار پوششی و قرقره ارائه شده است تا سازگاری با سیستم‌های فیدر تضمین شود.

8. یادداشت‌های کاربردی و احتیاط‌ها

8.1 استفاده مورد نظر

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی استاندارد با اهداف عمومی، مانند الکترونیک مصرفی، تجهیزات اداری و لوازم خانگی طراحی شده است. این قطعه به طور خاص برای کاربردهایی که خرابی می‌تواند بدون مشورت قبلی و صلاحیت‌یابی اضافی، منجر به خطر مستقیم برای زندگی، سلامت یا ایمنی شود، طراحی یا واجد شرایط نشده است. چنین کاربردهایی شامل، اما نه محدود به، هوانوردی، حمل و نقل، کنترل ترافیک، سیستم‌های پزشکی/پشتیبان حیات و دستگاه‌های ایمنی حیاتی می‌شود.

8.2 مدیریت حرارتی

در حالی که بسته‌بندی دارای توان تلف شده مشخصی است، مدیریت حرارتی مؤثر در سطح PCB برای حفظ عملکرد و طول عمر، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان، ضروری است. چیدمان PCB باید مساحت مسی کافی در اطراف پدهای لحیم‌کاری فراهم کند تا به عنوان یک هیت‌سینک عمل کرده و گرما را از اتصال LED دفع کند.

8.3 ملاحظات طراحی نوری

زاویه دید 120 درجه، یک الگوی تابش گسترده و پخش شده ارائه می‌دهد که برای نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه که دید زاویه باز مورد نظر است، مناسب می‌باشد. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، اپتیک ثانویه (مانند لنزها یا بازتابنده‌ها) ضروری خواهد بود. لنز شفاف، جذب نور را به حداقل می‌رساند و خروجی از چیپ AlInGaP را به حداکثر می‌رساند.

9. مرور فناوری و مواد

LTST-M140KRKT از یک ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای ناحیه نورافشان خود استفاده می‌کند. فناوری AlInGaP به ویژه برای تولید LEDهای قرمز، نارنجی و کهربایی با بازده بالا مناسب است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند فسفید آرسنید گالیم (GaAsP)، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتر، پایداری دمایی بهتر و طول عمر عملیاتی طولانی‌تری ارائه می‌دهد. نور از طریق الکترولومینسانس تولید می‌شود، جایی که الکترون‌ها با حفره‌ها درون ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlInGaP به گونه‌ای مهندسی شده است که فوتون‌ها را در طول موج غالب هدف 631 نانومتر تولید کند، که توسط چشم انسان به عنوان نور قرمز درک می‌شود.