دیتاشیت LED SMD مدل LTST-T180UWET - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ مستقیم 2.45 تا 3.25 ولت - جریان 30 میلی‌آمپر - نور سفید با لنز زرد - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

«««LTST-T180UWET یک دیود نورافشان نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. این قطعه دارای ابعاد فشرده و مناسب برای کاربردهای با محدودیت فضا می‌باشد. LED نور سفید را از طریق یک لنز به رنگ زرد منتشر می‌کند که می‌تواند بر دمای رنگ ادراک شده و پخش خروجی نور تأثیر بگذارد. این قطعه برای فرآیندهای تولید انبوه مهندسی شده و با پروفیل‌های لحیم‌کاری رفلوی مادون قرمز (IR) سازگار است.»»»

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

«««ویژگی‌های کلیدی این LED شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک)، بسته‌بندی روی نوار 8 میلی‌متری داخل قرقره‌های 7 اینچی برای تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place، و پیش‌شرط‌سازی مطابق با استانداردهای حساسیت رطوبت JEDEC Level 3 می‌باشد. کاربردهای اصلی آن شامل تجهیزات مخابراتی، دستگاه‌های اتوماسیون اداری، لوازم خانگی، پنل‌های کنترل صنعتی و تابلوهای نشانگر داخلی است. معمولاً برای نشانگر وضعیت، روشنایی نمادین و نور پس‌زمینه پنل جلویی که به یک منبع نور فشرده و قابل اطمینان نیاز دارد، استفاده می‌شود.»»»

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

«««در دمای محیط (Ta) برابر 25 درجه سانتی‌گراد، دستگاه دارای محدودیت‌های عملیاتی تعریف‌شده‌ای برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب است. حداکثر اتلاف توان 97.5 میلی‌وات می‌باشد. این قطعه می‌تواند یک جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر را در شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) تحمل کند، در حالی که جریان مستقیم پیوسته DC توصیه‌شده 30 میلی‌آمپر است. دستگاه برای کار و ذخیره‌سازی در محدوده دمایی 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است.»»»

2.2 مشخصات حرارتی

«««حداکثر دمای مجاز اتصال (Tj) 125 درجه سانتی‌گراد است. مقاومت حرارتی معمول از اتصال به محیط (Rθja) 60 درجه سانتی‌گراد بر وات می‌باشد. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی بسیار مهم است؛ توان تلف شده توسط LED باعث افزایش دمای اتصال به میزان 60 درجه سانتی‌گراد به ازای هر وات توان نسبت به دمای محیط می‌شود. برای حفظ اتصال در محدوده ایمن در حین کار مداوم، باید چیدمان مناسب PCB و در صورت لزوم، هیت‌سینک اضافی در نظر گرفته شود.»»»

2.3 مشخصات الکتریکی و نوری

«««اندازه‌گیری شده در Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) برابر 20mA، پارامترهای عملکرد کلیدی تعریف شده‌اند. شدت نور (Iv) محدوده معمولی از 1500 میلی‌کاندلا تا 3050 میلی‌کاندلا دارد که نشان‌دهنده خروجی روشن است. زاویه دید (2θ1/2)، که به عنوان زاویه کامل جایی که شدت به نصف مقدار محوری خود می‌رسد تعریف می‌شود، 120 درجه است و میدان روشنایی بسیار گسترده‌ای فراهم می‌کند. ولتاژ مستقیم (VF) از حداقل 2.45 ولت تا حداکثر 3.25 ولت متغیر است. جریان معکوس (IR) در حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) برابر 5 ولت اعمال می‌شود مشخص شده است، با توجه به اینکه دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.»»»

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی (بینینگ)

«««LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند تا یکنواختی در تولید انبوه تضمین شود. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص مدار یا روشنایی را برآورده می‌کنند.»»»

3.1 رتبه ولتاژ مستقیم (VF)

«««LEDها در چهار دسته ولتاژ (D5 تا D8) دسته‌بندی می‌شوند که هر کدام محدوده 0.2 ولتی از 2.45 ولت تا 3.25 ولت در 20mA را پوشش می‌دهند. تلرانس ±0.1 ولت برای هر دسته اعمال می‌شود. این امر در طراحی منبع تغذیه و مدارهای محدودکننده جریان با افت ولتاژ قابل پیش‌بینی کمک می‌کند.»»»

3.2 رتبه شدت نور (IV)

«««سه دسته شدت نور تعریف شده است: W2 (1500-1800 میلی‌کاندلا)، X1 (1800-2340 میلی‌کاندلا) و X2 (2340-3050 میلی‌کاندلا). تلرانس ±11% برای هر دسته اعمال می‌شود. انتخاب دسته بالاتر، خروجی نور بیشتری را تضمین می‌کند که ممکن است برای کاربردهای نیازمند دید بیشتر یا جبران پخش نور از طریق مواد ضروری باشد.»»»

3.3 رتبه رنگ

«««مختصات رنگی (x, y) روی نمودار CIE 1931 در شش گروه اصلی (A1 تا F1) دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار رنگ را تعریف می‌کند. تلرانس برای فام رنگ (x, y) در داخل یک دسته ±0.01 است. این دسته‌بندی برای کاربردهایی که یکنواختی رنگ در بین چندین LED مهم است، مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه یا نشانگرهای وضعیت که ظاهر یکنواخت مطلوب است، حیاتی می‌باشد.»»»

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

«««در حالی که داده‌های گرافیکی خاص در سند ارجاع داده شده است (مانند منحنی‌های معمول)، داده‌های جدولی ارائه شده امکان تحلیل را فراهم می‌کند. رابطه بین جریان مستقیم (IF) و ولتاژ مستقیم (VF) غیرخطی و مشخصه یک دیود است. شرایط تست 20mA نقطه کار استاندارد را ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 120 درجه نشان‌دهنده الگوی تابش لامبرتی یا مشابه است که در آن نور در یک ناحیه گسترده به جای یک پرتو متمرکز منتشر می‌شود. تغییرات شدت نور و ولتاژ مستقیم با دمای اتصال یک ملاحظه حیاتی برای طراحی است؛ به طور کلی، بازده LED کاهش یافته و ولتاژ مستقیم با افزایش دما افت می‌کند.»»»

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج

«««این LED با فوت‌پرینت استاندارد پکیج SMD مطابق با استاندارد EIA سازگار است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.2 میلی‌متر ارائه شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. ابعاد خاص طول، عرض، ارتفاع بدنه و فاصله پایه/پد در نقشه پکیج تعریف شده است که برای ایجاد الگوی لند دقیق PCB ضروری می‌باشد.»»»

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

«««قطعه شامل یک نمودار چیدمان پد اتصال PCB توصیه‌شده برای لحیم‌کاری رفلوی مادون قرمز یا فاز بخار است. این چیدمان تشکیل صحیح اتصال لحیم و پایداری مکانیکی را تضمین می‌کند. نمودار معمولاً پدهای آند و کاتد را نشان می‌دهد که باید با نشانه‌های قطبیت روی خود پکیج LED (اغلب یک شکاف، نقطه یا پایه کوتاه‌شده) به درستی تراز شوند.»»»

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل رفلوی IR توصیه‌شده

«««یک پروفیل لحیم‌کاری رفلوی پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است که به استاندارد J-STD-020B ارجاع می‌دهد. این پروفیل شامل مراحل پیش‌گرم، خیساندن حرارتی، رفلوی و خنک‌سازی با محدودیت‌های زمانی و دمایی خاص است، با حداکثر دمای مجاز که از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند. رعایت این پروفیل برای جلوگیری از آسیب حرارتی به پکیج یا لنز LED ضروری است.»»»

6.2 شرایط نگهداری

«««LEDها به رطوبت حساس هستند. هنگامی که در کیسه ضد رطوبت اصلی خود با ماده جاذب رطوبت مهر و موم شده‌اند، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری و ظرف یک سال استفاده شوند. پس از باز شدن کیسه، محیط نگهداری نباید از 30°C و 60% رطوبت نسبی تجاوز کند. قطعاتی که بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گرفته‌اند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در دمای حدود 60°C به مدت حداقل 48 ساعت دارند تا رطوبت جذب شده حذف شده و از پدیده \"پاپ کورن\" در حین رفلوی جلوگیری شود.»»»

6.3 تمیزکاری

«««در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های الکلی مشخص شده مانند اتانول یا ایزوپروپیل الکل استفاده شود. LED باید در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند.»»»

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

«««بسته‌بندی استاندارد، نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی قطر، با 5000 قطعه در هر قرقره است. حداقل مقدار سفارش برای باقی‌مانده‌ها 500 قطعه موجود است. مشخصات نوار و قرقره مطابق با استانداردهای ANSI/EIA 481 می‌باشد. بسته‌بندی شامل یک نوار پوشش بالایی برای مهر و موم کردن جیب‌های خالی است و محدودیتی در تعداد قطعات غایب متوالی وجود دارد.»»»

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

«««این LED برای نشانگرهای وضعیت در الکترونیک مصرفی (تلفن‌ها، لپ‌تاپ‌ها، لوازم خانگی)، نور پس‌زمینه دکمه‌ها یا پنل‌ها در تجهیزات شبکه و کنترل‌های صنعتی، و روشنایی سطح پایین در تابلوهای نشانگر داخلی ایده‌آل است. زاویه دید گسترده آن، آن را برای کاربردهایی مناسب می‌سازد که نور باید از زوایای مختلف قابل مشاهده باشد.»»»

8.2 ملاحظات طراحی

1. محدود کردن جریان:«««همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم به 30mA DC یا کمتر استفاده کنید. طراحی مدار باید دسته ولتاژ مستقیم را در نظر بگیرد تا تنظیم جریان مناسب تضمین شود.»»»
2. مدیریت حرارتی:«««مقاومت حرارتی 60°C/W را در نظر بگیرید. برای کار مداوم در جریان‌های بالا، اطمینان حاصل کنید که PCB می‌تواند گرما را به طور مؤثر دفع کند تا دمای اتصال زیر 125°C باقی بماند.»»»
3. طراحی نوری:«««لنز زرد بر رنگ خروجی تأثیر خواهد گذاشت. برای نیازهای نور سفید خالص، دسته رنگی را تأیید کنید. زاویه دید گسترده ممکن است نیاز به دیفیوزرها یا راهنمای‌های نوری برای شکل‌دهی به پرتو برای کاربردهای خاص داشته باشد.»»»
4. احتیاط‌های ESD:«««اگرچه برای این مدل به صراحت ذکر نشده است، اما رعایت احتیاط‌های استاندارد هنگام کار با LEDها در برابر الکتریسیته ساکن (ESD) در حین مونتاژ توصیه می‌شود.»»»

9. مقایسه و تمایز فنی

«««در مقایسه با LEDهای SMD عمومی، این قطعه دسته‌بندی خاصی برای ولتاژ، شدت نور و رنگ ارائه می‌دهد که یکنواختی بیشتری برای خطوط تولید فراهم می‌کند. زاویه دید 120 درجه به طور قابل توجهی گسترده‌تر از بسیاری از LEDهای استاندارد (که ممکن است 60-90 درجه باشند) است و روشنایی وسیع‌تری ارائه می‌دهد. سازگاری آن با پیش‌شرط‌سازی JEDEC Level 3 و پروفیل‌های استاندارد رفلوی IR نشان‌دهنده استحکام آن برای خطوط مونتاژ نصب سطحی استاندارد است. درجه‌بندی صریح مقاومت حرارتی یک پارامتر مشخص برای طراحی حرارتی ارائه می‌دهد که اغلب در دیتاشیت‌های ساده‌تر حذف می‌شود.»»»

10. پرسش‌های متداول بر اساس پارامترهای فنی

س: برای منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟
«««پاسخ: با استفاده از قانون اهم (R = (Vsupply - Vf) / If) و بدترین حالت Vf (حداکثر 3.25 ولت در 20mA)، حداقل مقاومت (5 - 3.25) / 0.02 = 87.5 اهم است. از یک مقدار استاندارد مانند 100 اهم یا کمی بیشتر استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان برای یک LED معمولی از 20mA تجاوز نمی‌کند.»»»

س: آیا می‌توانم این LED را با یک سیگنال PWM برای تنظیم نور (دیمینگ) راه‌اندازی کنم؟
«««پاسخ: بله، کار پالسی قابل قبول است. مقدار حداکثر مطلق اجازه جریان پیک 100mA را در چرخه وظیفه 1/10 با عرض پالس 0.1ms می‌دهد. برای دیمینگ PWM، اطمینان حاصل کنید که جریان متوسط در طول زمان از درجه‌بندی 30mA DC تجاوز نکند و جریان لحظه‌ای در طول پالس \"روشن\" به درجه‌بندی پیک احترام بگذارد.»»»

س: دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟
«««پاسخ: خروجی نوری LEDها به طور کلی با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. برای کنترل دقیق روشنایی در محدوده دما، ممکن است نیاز به فیدبک یا جبران‌سازی باشد. مقدار مقاومت حرارتی به محاسبه افزایش دمای اتصال مورد انتظار برای یک شرایط عملیاتی معین کمک می‌کند.»»»

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: آرایه نشانگر وضعیت پنل جلویی
«««در یک روتر شبکه، ده عدد LED مدل LTST-T180UWET برای نشان دادن وضعیت لینک پورت‌های مختلف استفاده می‌شود. مراحل طراحی شامل: 1) انتخاب LEDها از یک دسته شدت نور یکسان (مثلاً X1) و دسته رنگ یکسان برای اطمینان از یکنواختی روشنایی و فام رنگ در سراسر پنل. 2) طراحی یک PCB با چیدمان پد توصیه‌شده. 3) استفاده از ریل 3.3 ولت و محاسبه یک مقاومت محدودکننده جریان برای حدود 18mA به ازای هر LED (مثلاً (3.3V - 2.85V_typ) / 0.018A = 25 اهم). 4) اطمینان از اینکه مساحت مسی PCB اطراف پدها برای عمل به عنوان هیت‌سینک کافی است، به ویژه اگر همه LEDها به طور مداوم روشن باشند. 5) رعایت پروفیل رفلوی مشخص‌شده در حین مونتاژ. 6) انجام بازرسی بصری پس از مونتاژ برای بررسی لحیم‌کاری و تراز صحیح.»»»

12. معرفی اصول

«««دیودهای نورافشان دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که هنگامی که جریان الکتریکی از آن‌ها می‌گذرد نور ساطع می‌کنند. این پدیده، که الکترولومینسانس نامیده می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که الکترون‌ها با حفره‌های الکترونی در داخل دستگاه بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ نور توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. LEDهای سفید معمولاً با استفاده از یک چیپ LED آبی یا فرابنفش پوشیده شده با یک ماده فسفر ایجاد می‌شوند که بخشی از نور ساطع شده را به طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل می‌کند و در نتیجه مخلوطی که به عنوان نور سفید درک می‌شود حاصل می‌شود. لنز زرد روی این مدل خاص ممکن است خروجی طیفی را بیشتر تغییر دهد یا نور را پخش کند.»»»

13. روندهای توسعه

«««روند کلی در فناوری LEDهای SMD به سمت بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای LEDهای سفید و اندازه پکیج کوچکتر که امکان چیدمان با چگالی بالاتر را فراهم می‌کند، ادامه دارد. همچنین تمرکز بر قابلیت اطمینان بهبودیافته تحت شرایط عملیاتی دمای بالاتر و دسته‌بندی دقیق‌تر برای رنگ و شار نوری برای برآوردن نیازهای کاربردهایی مانند نمایشگرهای با وضوح بالا و روشنایی خودرو وجود دارد. تلاش برای بهره‌وری انرژی در تمام دستگاه‌های الکترونیکی، پذیرش LEDها با ویژگی‌های عملکرد بهینه را بیشتر پیش می‌برد.»»»