دیتاشیت LED SMD مدل LTST-E682QETBWT - قرمز و آبی - 30mA - 75mW/108mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال‌ای‌دی LTST-E682QETBWT یک دیود نورافشان نصب‌سطحی (SMD) با پیکربندی دو رنگ در یک پکیج واحد است. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده و برای تولید انبوه مناسب است. این قطعه دو ماده نیمه‌هادی مجزا را ترکیب می‌کند: AlInGaP برای انتشار نور قرمز و InGaN برای انتشار نور آبی که هر کدام از طریق جفت‌های آند-کاتد جداگانه کنترل می‌شوند. این طراحی برای کاربردهایی هدف‌گیری شده که نیاز به نشانگر وضعیت فشرده و قابل اعتماد یا نور پس‌زمینه در دستگاه‌های الکترونیکی با محدودیت فضا دارند.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی برای سازگاری با تجهیزات Pick-and-Place خودکار.
• طرح پکیج استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• سطح درایو سازگار با مدارهای مجتمع (IC).
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR).
• پیش‌شرط‌سازی شده مطابق با سطح حساسیت رطوبت JEDEC (شورای مهندسی دستگاه‌های الکترونیکی مشترک) سطح 3.

1.2 کاربردها

این ال‌ای‌دی برای طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی که نیاز به نشانگرهای بصری قابل اعتماد دارند، در نظر گرفته شده است. موارد استفاده معمول شامل نشانگرهای وضعیت و برق در تجهیزات مخابراتی (مانند روترها، مودم‌ها)، دستگاه‌های اتوماسیون اداری (مانند پرینترها، اسکنرها)، لوازم خانگی و پنل‌های کنترل صنعتی مختلف است. همچنین می‌توان از آن برای نور پس‌زمینه پنل جلویی دکمه‌ها یا نمادها و در تابلوهای داخلی با وضوح پایین که نیاز به نشانه‌های رنگی خاصی دارند، استفاده کرد.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

این بخش تحلیل مفصلی از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی ارائه می‌دهد که مرزهای عملیاتی و عملکرد ال‌ای‌دی را تعریف می‌کنند.

2.1 رتبه‌بندی حداکثر مطلق

این مقادیر نشان‌دهنده محدودیت‌های تنش هستند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در زیر یا در این محدودیت‌ها تضمین نمی‌شود. تمامی رتبه‌بندی‌ها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند.

• اتلاف توان (Pd):قرمز: 75 میلی‌وات، آبی: 108 میلی‌وات. این حداکثر اتلاف توان مجاز به صورت حرارت است. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به افزایش دمای اتصال و تخریب تسریع‌شده شود.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):برای هر دو رنگ 100 میلی‌آمپر. این فقط در شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) برای جلوگیری از گرمای بیش از حد مجاز است.
• جریان مستقیم DC (I_F):برای هر دو رنگ 30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پیوسته توصیه شده برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت است.
• محدوده دمای عملیاتی:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط طراحی شده است.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند بدون اعمال برق در این محدودیت‌ها نگهداری شود.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این پارامترها در Ta=25 درجه سانتی‌گراد با جریان مستقیم (I_F) 20mA اندازه‌گیری می‌شوند که شرایط آزمایش استاندارد است.

• شدت نورانی (I_V):معیاری کلیدی برای خروجی نور درک شده. برای ال‌ای‌دی قرمز، محدوده معمول 450-1080 میلی‌کاندلا (mcd) است. برای ال‌ای‌دی آبی، محدوده 280-680 mcd است. مقدار واقعی برای یک واحد خاص به رتبه باین آن بستگی دارد.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولاً 120 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نورانی به نصف مقدار محوری پیک خود کاهش می‌یابد. لنز پخش‌کننده یک الگوی انتشار گسترده و شبیه لامبرت ایجاد می‌کند که برای مشاهده با زاویه باز مناسب است.
• طول موج انتشار پیک (λ_P):قرمز: 632 نانومتر (معمولی)، آبی: 468 نانومتر (معمولی). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):قرمز: 616-628 نانومتر، آبی: 465-475 نانومتر. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و بهترین تطابق را با رنگ ال‌ای‌دی دارد. از مختصات رنگی CIE مشتق شده است.
• عرض نیمه خط طیفی (Δλ):قرمز: 20 نانومتر، آبی: 25 نانومتر (معمولی). این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ مقدار کوچکتر به معنای رنگ تک‌فام‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):قرمز: 1.7-2.5 ولت، آبی: 2.6-3.6 ولت در 20mA. ال‌ای‌دی آبی به دلیل گاف انرژی وسیع‌تر ماده InGaN به ولتاژ بالاتری نیاز دارد. طراحان باید هنگام راه‌اندازی دو رنگ از یک ریل ولتاژ یکسان، این تفاوت را در نظر بگیرند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت. ال‌ای‌دی‌ها برای عملکرد بایاس معکوس طراحی نشده‌اند؛ این پارامتر عمدتاً برای آزمایش کیفیت است.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات در تولید انبوه، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس عملکرد در باین‌ها دسته‌بندی می‌شوند. LTST-E682QETBWT از یک سیستم باینینگ شدت نورانی استفاده می‌کند.

3.1 باین‌های شدت نورانی

هر رنگ دارای سه باین شدت با تلرانس ±11% در هر باین است.

• باین‌های قرمز (AlInGaP):
  • R1: 450 - 600 mcd
  • R2: 600 - 805 mcd
  • R3: 805 - 1080 mcd
• باین‌های آبی (InGaN):
  • B1: 280 - 375 mcd
  • B2: 375 - 500 mcd
  • B3: 500 - 680 mcd

این باینینگ به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی خاص برای کاربردشان را برآورده می‌کنند و ثبات بصری در بین چندین واحد در یک محصول را تضمین می‌نمایند.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج و پین‌اوت

دستگاه مطابق با فوت‌پرینت استاندارد SMD است. ابعاد حیاتی شامل اندازه بدنه و فاصله پایه‌ها می‌شود که برای طراحی الگوی لند PCB ضروری هستند. تخصیص پین به شرح زیر است: پین‌های 1 و 2 برای ال‌ای‌دی آبی و پین‌های 3 و 4 برای ال‌ای‌دی قرمز هستند. کاتد و آند هر رنگ به طور داخلی به پین‌های خاصی متصل شده‌اند؛ برای جهت‌دهی صحیح، مشاوره با نقشه دقیق پکیج ضروری است. تمامی تلرانس‌های ابعادی معمولاً ±0.2mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

4.2 پد اتصال PCB توصیه شده

یک الگوی لند پیشنهادی (طرح پد مسی) برای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار ارائه شده است. رعایت این توصیه به دستیابی به فیله‌های لحیم قابل اعتماد، تراز مناسب و انتقال حرارت مؤثر در فرآیند لحیم‌کاری کمک می‌کند و عیوبی مانند "تومب‌استونینگ" یا تراز نادرست را به حداقل می‌رساند.

5. دستورالعمل‌های مونتاژ و جابجایی

5.1 فرآیند لحیم‌کاری

قطعه با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز بدون سرب (Pb-free) سازگار است. یک پروفایل دمایی پیشنهادی مطابق با J-STD-020B ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:150-200 درجه سانتی‌گراد تا 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی برد و فعال‌سازی فلاکس.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد. زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد (دمای مایع برای لحیم SnAgCu) باید کنترل شود.
• زمان کل لحیم‌کاری:حداکثر 10 ثانیه در دمای پیک، با حداکثر دو چرخه ریفلو مجاز.

برای تعمیر دستی با هویه، دمای نوک نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه در هر اتصال، فقط برای یک بار، محدود شود تا از آسیب حرارتی به پکیج پلاستیکی و دی نیمه‌هادی جلوگیری شود.

5.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. غوطه‌وری ال‌ای‌دی در اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. مواد شیمیایی خشن یا نامشخص می‌توانند به لنز اپوکسی و پکیج آسیب برسانند و منجر به تغییر رنگ یا ترک خوردگی شوند.

5.3 حساسیت رطوبتی و نگهداری

بسته‌بندی شده به عنوان سطح حساسیت رطوبتی 3 (MSL3)، ال‌ای‌دی‌ها در کیسه‌ای با مانع رطوبت همراه با جاذب رطوبت مهر و موم شده‌اند. آن‌ها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% نگهداری شوند. پس از باز شدن کیسه اصلی، "عمر کف" 168 ساعت (7 روز) تحت شرایط ≤30°C/60% RH است و پس از آن باید لحیم شوند. اگر این پنجره زمانی سپری شود، نیاز به پخت در دمای تقریبی 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 48 ساعت برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از "پاپ کورن شدن" (ترک خوردن پکیج) در حین ریفلو است.

6. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

6.1 روش درایو

ال‌ای‌دی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگام اتصال چندین ال‌ای‌دی به صورت موازی، هر ال‌ای‌دی یا هر کانال رنگی باید با یک منبع جریان ثابت یا از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی شود. ولتاژ مستقیم (V_F) دارای تلرانس است و با دما تغییر می‌کند؛ راه‌اندازی با یک منبع ولتاژ ثابت بدون مقاومت سری می‌تواند منجر به جریان بیش از حد و خرابی سریع شود.

6.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان نسبتاً پایین است، طراحی حرارتی مناسب عمر مفید را افزایش داده و خروجی نور پایدار را حفظ می‌کند. خود PCB به عنوان یک هیت‌سینک عمل می‌کند. اطمینان از مساحت کافی مس متصل به پدهای حرارتی (در صورت وجود) یا پایه‌های ال‌ای‌دی به دفع حرارت کمک می‌کند. عملکرد در یا نزدیک حداکثر جریان DC در دمای محیط بالا، دمای اتصال را افزایش می‌دهد که می‌تواند خروجی نورانی را کاهش داده و کاهش بلندمدت لومن را تسریع کند.

6.3 طراحی نوری

زاویه دید 120 درجه و لنز پخش‌کننده، انتشار نور گسترده و نرمی را فراهم می‌کند که برای نشانگرهای پنلی که مشاهده به طور کاملاً محوری نیست مناسب است. برای کاربردهایی که نیاز به نور هدایت‌شده‌تر دارند، ممکن است اپتیک ثانویه (مانند لوله‌های نوری، لنزها) ضروری باشد. شدت‌های نورانی متفاوت چیپ‌های قرمز و آبی ممکن است در صورت اهمیت تعادل رنگ در یک سناریوی نور ترکیبی، نیاز به تنظیم جریان مستقل داشته باشند.

7. قابلیت اطمینان و محدودیت‌های عملیاتی

این دستگاه برای الکترونیک عمومی در نظر گرفته شده است. کاربردهای مرتبط با نیازمندی‌های قابلیت اطمینان شدید، مانند هوانوردی، حمل و نقل، پشتیبانی حیات پزشکی یا سیستم‌های ایمنی-بحرانی، نیاز به مشاوره و تأیید صلاحیت قبلی دارند. محدودیت‌های عملیاتی تعریف شده در رتبه‌بندی حداکثر مطلق و دستورالعمل‌های مونتاژ باید به شدت رعایت شوند تا عملکرد و طول عمر مشخص شده تضمین شود. عدم رعایت این موارد، مانند اعمال بایاس معکوس، تجاوز از محدودیت‌های جریان یا لحیم‌کاری نادرست، انتظارات قابلیت اطمینان را باطل می‌کند.