دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C930KAKT - نارنجی قرمز AlInGaP - 30mA - 75mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک LED با روشنایی بالا و نصب سطحی را ارائه می‌دهد که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده است. این قطعه از فناوری پیشرفته نیمه‌هادی AlInGaP برای تولید نور نارنجی-قرمز استفاده می‌کند. این قطعه برای قابلیت اطمینان و عملکرد در طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده است که در آن‌ها فضا، بازدهی و خروجی نور یکنواخت از اهمیت حیاتی برخوردار است.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی RoHS.
• دارای لنز گنبدی شکل برای توزیع بهینه نور.
• از چیپ فوق‌العاده روشن AlInGaP برای بازده نوری بالا استفاده می‌کند.
• در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری روی قرقره 7 اینچی برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شود.
• بسته‌بندی مطابق با استانداردهای EIA است.
• طراحی شده برای سازگاری با مدارهای مجتمع (I.C. compatible).
• مناسب برای استفاده با تجهیزات قرارگیری خودکار.
• مقاوم در برابر فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR).

1.2 کاربردها

این LED برای کاربردهای متنوعی از جمله مناسب است:

• تجهیزات مخابراتی، سیستم‌های اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و پنل‌های کنترل صنعتی.
• نور پس‌زمینه کی‌پدها و صفحه‌کلیدها.
• شاخص‌های وضعیت و برق.
• نمایشگرهای میکرو و نشانگرهای پنل.
• روشنایی سیگنال و نمادها.

2. ابعاد و پیکربندی بسته

این قطعه دارای یک بسته استاندارد نصب سطحی است. ابعاد حیاتی شامل طول، عرض و ارتفاع می‌شود، با تلرانس معمولی ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. لنز شفاف است و رنگ منبع نور، نارنجی قرمز AlInGaP می‌باشد. نقشه‌های مکانیکی دقیق که تمام ابعاد حیاتی را مشخص می‌کنند، بخشی ضروری از فرآیند طراحی برای چیدمان PCB هستند.

3. پارامترها و مشخصه‌های فنی

تمامی ریتینگ‌ها و مشخصه‌ها در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

تنش‌های فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به قطعه شود.

• اتلاف توان: 75 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (سیکل وظیفه 1/10، پالس 0.1ms): 80 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم DC پیوسته: 30 میلی‌آمپر
• ولتاژ معکوس: 5 ولت
• محدوده دمای کاری: 30- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای نگهداری: 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه.

3.2 پروفایل پیشنهادی بازجریان IR

برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free)، یک پروفایل بازجریان با دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 10 ثانیه توصیه می‌شود. این پروفایل باید شامل مراحل پیش‌گرمایش و خنک‌سازی مناسب برای به حداقل رساندن تنش حرارتی روی قطعه و برد مدار چاپی باشد.

3.3 مشخصه‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکردی معمول اندازه‌گیری شده تحت شرایط تست استاندارد (IF=20mA).

• شدت نور (Iv): 300 میلی‌کاندلا (حداقل)، 1050 میلی‌کاندلا (معمول)
• زاویه دید (2θ1/2): 25 درجه
• طول موج تابش پیک (λP): 621 نانومتر (معمول)
• طول موج غالب (λd): 615 نانومتر (معمول)
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ): 18 نانومتر (معمول)
• ولتاژ مستقیم (VF): 2.0 ولت (معمول)، 2.4 ولت (حداکثر)
• جریان معکوس (IR): 10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V

یادداشت‌های اندازه‌گیری:شدت نور با استفاده از ترکیب سنسور-فیلتری اندازه‌گیری می‌شود که تقریبی از منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE است. زاویه دید به عنوان زاویه خارج از محور تعریف می‌شود که در آن شدت به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد. طول موج غالب از مختصات رنگی CIE استخراج می‌شود.

3.4 احتیاط تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این قطعه نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. باید روش‌های صحیح مدیریت ESD رعایت شود، از جمله استفاده از مچ‌بندهای اتصال به زمین، دستکش‌های ضداستاتیک و اطمینان از اتصال صحیح تمام تجهیزات و ایستگاه‌های کاری به زمین برای جلوگیری از آسیب.

4. سیستم رتبه‌بندی سبد (Bin)

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، قطعات بر اساس شدت نور در سبدهای مختلف (Bin) دسته‌بندی می‌شوند.

4.1 کدهای سبد شدت نور

برای رنگ نارنجی قرمز، اندازه‌گیری شده در 20mA. تلرانس درون هر سبد +/-15% است.

• R: 112.0 - 180.0 میلی‌کاندلا
• S: 180.0 - 280.0 میلی‌کاندلا
• T: 280.0 - 450.0 میلی‌کاندلا
• U: 450.0 - 710.0 میلی‌کاندلا
• V: 710.0 - 1120.0 میلی‌کاندلا
• W: 1120.0 - 1800.0 میلی‌کاندلا
• X: 1800.0 - 2800.0 میلی‌کاندلا
• Y: 2800.0 - 4500.0 میلی‌کاندلا

این دسته‌بندی به طراحان اجازه می‌دهد تا درجه روشنایی مناسب را برای کاربرد خاص خود انتخاب کنند و بین هزینه و نیازمندی‌های عملکردی تعادل برقرار کنند.

5. منحنی‌های عملکرد معمول

داده‌های گرافیکی بینش عمیق‌تری از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. منحنی‌های کلیدی معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان درایو افزایش می‌یابد و رابطه غیرخطی و اهمیت تنظیم جریان را برجسته می‌کند.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش ریتینگ حرارتی خروجی نور را نشان می‌دهد که برای طراحی‌هایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند بسیار مهم است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه IV دیود را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است.
• توزیع طیفی:نموداری از توان تابشی نسبی در مقابل طول موج که باند تابش باریک مشخصه LEDهای AlInGaP را نشان می‌دهد که حول 621nm متمرکز است.

تجزیه و تحلیل این منحنی‌ها به مهندسان کمک می‌کند تا عملکرد واقعی را پیش‌بینی کنند، اثرات حرارتی را مدیریت کنند و مدار درایو را برای بازدهی و طول عمر بهینه‌سازی کنند.

6. راهنمای کاربر و دستورالعمل‌های نگهداری

6.1 تمیزکاری

تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص می‌توانند به بسته LED آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، LED را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از حلال‌های قوی یا تمیزکاری اولتراسونیک باید اجتناب شود مگر اینکه به طور خاص تأیید شده باشند.

6.2 چیدمان پیشنهادی پد PCB

یک الگوی لند (Footprint) پیشنهادی برای PCB ارائه شده است تا تشکیل صحیح اتصال لحیم، پایداری مکانیکی و اتلاف حرارت تضمین شود. رعایت این طراحی، پدیده "تومبستونینگ" را به حداقل می‌رساند و اتصال الکتریکی قابل اطمینان پس از بازجریان را تضمین می‌کند.

6.3 مشخصات بسته‌بندی نوار و قرقره

قطعات در نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند. جزئیات کلیدی بسته‌بندی شامل موارد زیر است:

• قطر قرقره: 7 اینچ.
• فاصله پاکت‌ها: تعریف شده برای نوار 8 میلی‌متری.
• تعداد در هر قرقره: 1500 عدد (قرقره کامل استاندارد).
• حداقل تعداد بسته: 500 عدد برای قرقره‌های باقیمانده.
• قطعات مفقود شده: حداکثر دو پاکت خالی متوالی مجاز است.
• استانداردها: بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.

این بسته‌بندی با تجهیزات استاندارد مونتاژ فناوری نصب سطحی (SMT) سازگار است.

7. احتیاط‌ها و یادداشت‌های مهم کاربردی

7.1 کاربرد مورد نظر

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی تجاری و مصرفی استاندارد طراحی شده است. برای کاربردهای حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، تجهیزات پشتیبانی حیات پزشکی، سیستم‌های ایمنی حمل و نقل) در نظر گرفته نشده است. برای چنین کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا مشورت لازم است.

7.2 شرایط نگهداری

بسته مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% نگهداری شود. عمر مفید در کیسه ضد رطوبت همراه با جاذب رطوبت یک سال است.
بسته باز شده:برای قطعاتی که از کیسه محافظ رطوبت خارج شده‌اند، محیط نگهداری نباید از 30°C و 60% RH تجاوز کند. قطعات باید ظرف یک هفته تحت بازجریان IR قرار گیرند (سطح حساسیت رطوبت 3، MSL 3). برای نگهداری بیش از یک هفته، از یک ظرف درب‌دار با جاذب رطوبت یا یک خشک‌کن نیتروژن استفاده کنید. قطعاتی که بیش از یک هفته خارج از کیسه نگهداری شده‌اند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در دمای تقریبی 60°C به مدت حداقل 20 ساعت دارند تا از پدیده "پاپ کورن" در حین بازجریان جلوگیری شود.

7.4 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری

پارامترهای دقیق لحیم‌کاری برای قابلیت اطمینان حیاتی هستند.

• لحیم‌کاری بازجریانی (توصیه شده):
  • دمای پیش‌گرمایش: 150-200°C
  • زمان پیش‌گرمایش: حداکثر 120 ثانیه.
  • دمای پیک: حداکثر 260°C.
  • زمان بالاتر از نقطه مایع: حداکثر 10 ثانیه.
  • تعداد عبورها: حداکثر دو سیکل بازجریان.
• لحیم‌کاری دستی (هویه):
  • دمای نوک هویه: حداکثر 300°C.
  • زمان تماس: حداکثر 3 ثانیه برای هر پد.
  • تعداد تعمیرات: فقط یک بار.

پروفایل بهینه بازجریان به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. پارامترهای ارائه شده بر اساس استانداردهای JEDEC هستند و به عنوان نقطه شروع قابل اطمینان عمل می‌کنند. توصیه می‌شود برای خط مونتاژ خاص، مشخصه‌یابی انجام شود.

7.5 روش درایو

LEDها قطعات جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی، یک مقاومت محدودکننده جریان باید به صورت سری با هر LED جداگانه قرار گیرد. درایو مستقیم LEDها از یک منبع ولتاژ بدون تنظیم جریان، منجر به روشنایی ناهمگون و آسیب احتمالی ناشی از جریان بیش از حد می‌شود که به دلیل تغییرات طبیعی در ولتاژ مستقیم (VF) از قطعه‌ای به قطعه دیگر است. مقدار مقاومت سری با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vsource - VF_LED) / Idesired.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان در 75mW نسبتاً پایین است، مدیریت حرارتی مؤثر روی PCB برای حفظ قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار، به ویژه در دمای محیط بالا یا هنگام درایو در حداکثر جریان، مهم است. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای LED به اتلاف حرارت کمک می‌کند.

8.2 طراحی نوری

زاویه دید 25 درجه یک پرتو نسبتاً متمرکز ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده‌تر دارند، ممکن است اپتیک ثانویه مانند راهنماهای نور یا پخش‌کننده‌ها لازم باشد. لنز شفاف برای کاربردهایی مناسب است که خود چیپ LED قابل مشاهده نیست، یا جایی که ترکیب رنگ استفاده می‌شود.

8.3 محافظت مدار

علاوه بر مقاومت‌های محدودکننده جریان سری، در صورت دسترسی کاربر به اتصال منبع تغذیه، محافظت از قطبیت معکوس را در نظر بگیرید. دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) یا سایر مدارهای محافظتی ممکن است در محیط‌های پرنویز الکتریکی ضروری باشند.

9. فناوری و اصل عملکرد

این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، در طیف نارنجی-قرمز (تقریباً 615-621 نانومتر). فناوری AlInGaP به دلیل بازده کوانتومی داخلی بالا و عملکرد عالی در محدوده رنگ قرمز تا کهربایی شناخته شده است و در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP، روشنایی و پایداری برتری ارائه می‌دهد.

10. سوالات متداول بر اساس پارامترهای فنی

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 30mA درایو کنم؟
ج: بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته ریت شده است. برای طول عمر بهینه، اغلب درایو در یا زیر شرایط تست معمول 20mA توصیه می‌شود.

س: با منبع تغذیه 5V از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟
ج: با استفاده از VF معمول 2.0V و جریان مورد نظر 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم. یک مقاومت استاندارد 150Ω مناسب خواهد بود. همیشه با استفاده از حداکثر VF (2.4V) محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که حداقل جریان برای کاربرد شما کافی است.

س: دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟
ج: شدت نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. منحنی‌های عملکرد این کاهش ریتینگ را نشان می‌دهند. هیت سینک کافی و اجتناب از کار در حداکثر جریان در دمای محیط بالا، کلید حفظ خروجی یکنواخت است.

س: آیا این LED برای کار پالسی مناسب است؟
ج: بله، می‌تواند یک جریان مستقیم پیک 80mA را در سیکل وظیفه کم (1/10) با عرض پالس کوتاه (0.1ms) تحمل کند. این می‌تواند برای مالتی‌پلکس کردن یا دستیابی به روشنایی ادراک شده بالاتر استفاده شود.