دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C990NSKT-PO - زرد AlInGaP - 25mA - 62.5mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED با عملکرد بالا و نصب سطحی را تشریح می‌کند که برای مونتاژ خودکار و کاربردهای با محدودیت فضا طراحی شده است. این قطعه از یک چیپ فوق‌روشن AlInGaP بهره می‌برد تا خروجی نوری زرد زنده‌ای ارائه دهد و آن را برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مدرن مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با استانداردهای زیست‌محیطی RoHS.
• دارای لنز گنبدی برای توزیع نور بهینه.
• از چیپ نیمه‌هادی فوق‌روشن فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) استفاده می‌کند.
• در نوار استاندارد صنعتی ۸ میلی‌متری روی قرقره‌های ۷ اینچی برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شود.
• پکیج مطابق با استانداردهای EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) است.
• جریان راه‌اندازی سازگار با سطح منطقی.
• کاملاً سازگار با تجهیزات مونتاژ و قرارگیری خودکار.
• مقاوم در برابر فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR).

1.2 کاربردها

این LED برای ادغام در سیستم‌های الکترونیکی مختلف طراحی شده است، از جمله اما نه محدود به:

• دستگاه‌های مخابراتی و تجهیزات اتوماسیون اداری.
• لوازم خانگی و پنل‌های کنترل صنعتی.
• نور پس‌زمینه کی‌پدها و صفحه‌کلیدها.
• نشانگرهای وضعیت و برق.
• نمایشگرهای ریز و پنل‌های اطلاعاتی فشرده.
• چراغ‌های سیگنال و نورپردازی نمادین.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این محدودیت‌ها تحت هیچ شرایطی نباید превыع شوند، زیرا ممکن است باعث آسیب دائمی به قطعه گردند. تمامی مقادیر در دمای محیط (Ta) ۲۵ درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• توان تلف شده (Pd):۶۲.۵ میلی‌وات. این حداکثر توان کلی است که پکیج می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):۶۰ میلی‌آمپر. فقط تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه وظیفه ۱/۱۰، عرض پالس ۰.۱ میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):۲۵ میلی‌آمپر DC. حداکثر جریان توصیه شده برای کارکرد پیوسته.
• ولتاژ معکوس (V_R):۵ ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند LED شود.
• محدوده دمای کاری:۳۰- درجه تا ۸۵+ درجه سلسیوس.
• محدوده دمای انبارداری:۴۰- درجه تا ۸۵+ درجه سلسیوس.
• شرایط لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز:تحمل دمای پیک ۲۶۰ درجه سلسیوس حداکثر به مدت ۱۰ ثانیه.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در Ta=25°C و I_F=20mA اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. آنها رفتار عملیاتی LED را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):۷۱۰.۰ تا ۱۸۰۰.۰ میلی‌کاندلا. با استفاده از یک سنسور فیلتر شده برای تطابق با منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE اندازه‌گیری می‌شود. این محدوده وسیع توسط سیستم دسته‌بندی مدیریت می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):۷۵ درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری پیک خود کاهش می‌یابد، که نشان‌دهنده مخروط دید نسبتاً وسیعی است که در پکیج‌های با لنز گنبدی معمول است.
• طول موج تابش پیک (λ_P):معمولاً ۵۹۱ نانومتر. طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):۵۸۷.۰ تا ۵۹۷.۰ نانومتر. این طول موج تک‌رنگی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ زرد LED را تعریف می‌کند و از مختصات رنگی CIE مشتق شده است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):معمولاً ۱۵ نانومتر. پهنای باند طیف نور ساطع شده در نصف شدت حداکثری آن، که نشان‌دهنده خلوص رنگ است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):۱.۷ تا ۲.۵ ولت. افت ولتاژ دو سر LED هنگامی که با ۲۰mA راه‌اندازی می‌شود.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر ۱۰ میکروآمپر هنگامی که بایاس معکوس ۵ ولت اعمال شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از عملکرد یکنواخت در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد از نظر روشنایی، رنگ و ولتاژ را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (V_F)

دسته‌ها محدوده افت ولتاژ مستقیم در ۲۰mA را تعریف می‌کنند. تلرانس درون هر دسته ±۰.۱ ولت است.

• E2:۱.۷V – ۱.۹V
• E3:۱.۹V – ۲.۱V
• E4:۲.۱V – ۲.۳V
• E5:۲.۳V – ۲.۵V

3.2 دسته‌بندی شدت نور (I_V)

دسته‌ها حداقل و حداکثر خروجی نوری در ۲۰mA را دسته‌بندی می‌کنند. تلرانس درون هر دسته ±۱۵٪ است.

• V1:۷۱۰.۰ – ۹۰۰.۰ mcd
• V2:۹۰۰.۰ – ۱۱۲۰.۰ mcd
• W1:۱۱۲۰.۰ – ۱۴۰۰.۰ mcd
• W2:۱۴۰۰.۰ – ۱۸۰۰.۰ mcd

3.3 دسته‌بندی طول موج غالب (فام رنگ)

دسته‌ها با گروه‌بندی LEDها بر اساس طول موج غالب، یکنواختی رنگ را تضمین می‌کنند. تلرانس درون هر دسته ±۱ نانومتر است.

• J:۵۸۷.۰ – ۵۸۹.۵ nm
• K:۵۸۹.۵ – ۵۹۲.۰ nm
• L:۵۹۲.۰ – ۵۹۴.۵ nm
• M:۵۹۴.۵ – ۵۹۷.۰ nm

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمولی، بینشی از رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. این منحنی‌ها برای طراحی مدار مقاوم ضروری هستند.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

منحنی I-V رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم (V_F) دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای پیوند کمی کاهش می‌یابد. طراحان هنگام طراحی مدارهای محدودکننده جریان برای جلوگیری از فرار حرارتی در پیکربندی‌های موازی باید این موضوع را در نظر بگیرند.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور در محدوده کاری معمول (تا حداکثر ریتینگ DC) تقریباً با جریان خطی است. راه‌اندازی LED فراتر از حداکثر مقادیر مطلق آن منجر به افت بازده فوق‌خطی، افزایش گرما و تسریع افت لومن خواهد شد.

4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط

خروجی نور LEDهای AlInGaP با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این منحنی کاهش ریتینگ برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند حیاتی است، زیرا حاشیه طراحی لازم برای حفظ سطوح روشنایی مورد نیاز را مشخص می‌کند.

4.4 توزیع طیفی

نمودار طیفی، طول موج پیک نزدیک به ۵۹۱nm و نیم‌عرض طیفی باریک تقریباً ۱۵nm را تأیید می‌کند که مشخصه فناوری AlInGaP است و منجر به رنگ زرد اشباع می‌شود.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED مطابق با فوت‌پرینت استاندارد صنعتی SMD است. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه و فاصله پایه‌ها است که برای لحیم‌کاری قابل اعتماد و جابجایی خودکار طراحی شده‌اند. تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±۰.۱mm است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. پکیج دارای یک لنز شفاف گنبدی شکل است.

5.2 طرح توصیه شده پد اتصال PCB

یک نمودار الگوی لند ارائه شده است تا از تشکیل صحیح اتصال لحیم، مدیریت حرارتی و پایداری مکانیکی اطمینان حاصل شود. رعایت این فوت‌پرینت توصیه شده، عیوب لحیم‌کاری مانند "تومب‌استونینگ" را در حین ریفلو به حداقل می‌رساند.

5.3 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً روی بدنه قطعه علامت‌گذاری شده است. برای طرح علامت‌گذاری خاص باید به دیتاشیت مراجعه کرد. قطبیت صحیح باید در حین مونتاژ رعایت شود تا از آسیب بایاس معکوس جلوگیری گردد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو IR

برای فرآیندهای لحیم بدون سرب (Pb-free)، پروفایل زیر توصیه می‌شود:

• دمای پیش‌گرم:۱۵۰°C تا ۲۰۰°C.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر ۱۲۰ ثانیه.
• دمای پیک بدنه:حداکثر ۲۶۰°C.
• زمان بالای ۲۶۰°C:حداکثر ۱۰ ثانیه.
• حداکثر تعداد پاس‌های ریفلو: Two.

پروفایل باید مطابق با استانداردهای JEDEC باشد. کالیبراسیون خاص برد ضروری است زیرا جرم حرارتی و چیدمان متفاوت است.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه با کنترل دما استفاده کنید.

• دمای نوک هویه:حداکثر ۳۰۰°C.
• زمان لحیم‌کاری برای هر پایه:حداکثر ۳ ثانیه.
• مهم:لحیم‌کاری دستی باید فقط برای تعمیر یک‌باره محدود شود، نه برای مونتاژ اولیه.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های الکلی مشخص شده مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) یا اتیل الکل استفاده کنید. غوطه‌وری باید در دمای معمولی و کمتر از یک دقیقه باشد. تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند.

6.4 انبارداری و جابجایی

• احتیاط‌های ESD:این قطعه نسبت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. در حین جابجایی باید از کنترل‌های مناسب ESD (مچ‌بندهای اتصال به زمین، میزکار زمین شده، کفپوش رسانا) استفاده شود.
• سطح حساسیت رطوبت (MSL):این قطعه دارای رتبه MSL 3 است. پس از باز شدن بسته اصلی ضد رطوبت، LEDها باید حداکثر ظرف یک هفته تحت شرایط محیطی حداکثر ۳۰°C/۶۰٪ RH تحت عملیات ریفلو IR قرار گیرند.
• انبارداری بلندمدت (بسته باز شده):برای انبارداری بیش از یک هفته، LEDها را قبل از لحیم‌کاری حداقل به مدت ۲۰ ساعت در دمای ۶۰°C پخت کنید، یا آن‌ها را در یک ظرف دربسته با ماده جاذب رطوبت یا در یک دسیکاتور نیتروژن نگهداری کنید.
• عمر قفسه (بسته مهر و موم شده):یک سال در صورت نگهداری در دمای ≤ ۳۰°C و رطوبت ≤ ۹۰٪ RH در بسته‌بندی ضد رطوبت اصلی همراه با ماده جاذب رطوبت.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند.

• عرض نوار:۸ میلی‌متر.
• قطر قرقره:۷ اینچ (۱۷۸ میلی‌متر).
• تعداد در هر قرقره:۳۰۰۰ عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):۵۰۰ عدد برای مقادیر باقیمانده.
• استاندارد بسته‌بندی:مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481. پاکت‌های خالی با نوار پوششی مهر و موم می‌شوند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان

LED یک قطعه جریان‌محور است. همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک مدار درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دسته یا دیتاشیت استفاده کنید تا جریان کافی تحت همه شرایط تضمین شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده پایین است، اما چیدمان مناسب PCB برای طول عمر ضروری است. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پدهای لحیم به عنوان هیت‌سینک وجود دارد، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر جریان یا در دمای محیطی بالا. از قرار دادن LEDها در نزدیکی سایر قطعات تولیدکننده گرما خودداری کنید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید ۷۵ درجه یک پرتو وسیع ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، اپتیک ثانویه (لنزها، راهنماهای نور) ضروری خواهد بود. لنز گنبدی شدت محوری خوبی ارائه می‌دهد که برای مشاهده مستقیم به عنوان نشانگر مناسب است.

8.4 قابلیت اطمینان و طول عمر

طول عمر LED معمولاً به نقطه‌ای تعریف می‌شود که خروجی نوری به ۵۰٪ (L70) یا ۷۰٪ (L50) از مقدار اولیه خود تنزل می‌یابد. کارکرد LED پایین‌تر از حداکثر مقادیر مطلق آن، به ویژه از نظر جریان و دما، عامل اصلی در به حداکثر رساندن طول عمر عملیاتی است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λ_P):طول موج خاصی که در آن LED بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند. این یک اندازه‌گیری فیزیکی از طیف است.طول موج غالب (λ_d):طول موج تک‌رنگی نور که برای یک ناظر انسانی استاندارد، همان رنگ LED را به نظر می‌رساند. این از مختصات رنگی CIE محاسبه می‌شود و برای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

9.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه ۳.۳ ولت و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

No.ولتاژ مستقیم فقط ۱.۷-۲.۵ ولت است. اتصال مستقیم آن به ۳.۳ ولت باعث جریان بیش از حد می‌شود که بسیار فراتر از حداکثر ۲۵mA است و منجر به خرابی فوری یا سریع می‌گردد. همیشه به یک مقاومت محدودکننده جریان یا رگولاتور نیاز است.

9.3 چرا یک سیستم دسته‌بندی برای ولتاژ و شدت وجود دارد؟

تغییرات تولید در فرآیندهای نیمه‌هادی باعث تفاوت‌های جزئی در عملکرد می‌شود. دسته‌بندی، LEDها را در گروه‌هایی با پارامترهای کنترل شده دقیق مرتب می‌کند. این به طراحان اجازه می‌دهد دسته‌ای را انتخاب کنند که تضمین می‌کند طراحی آن‌ها به درستی کار کند (مثلاً با انتخاب دسته شدت یکسان، یکنواختی روشنایی در چندین LED در یک آرایه تضمین می‌شود).

9.4 رتبه MSL 3 را چگونه تفسیر کنم؟

MSL (سطح حساسیت رطوبت) 3 به این معنی است که پکیج می‌تواند تا ۱۶۸ ساعت (۷ روز) پس از باز شدن بسته و قبل از نیاز به لحیم‌کاری ریفلو، در معرض شرایط محیط کارخانه ( ≤ ۳۰°C / ۶۰٪ RH) قرار گیرد. اگر این زمان تجاوز شود، قطعات باید پخت شوند تا رطوبت جذب شده که می‌تواند باعث "پاپ کورن شدن" (ترک خوردن پکیج) در حین ریفلو شود، حذف گردد.

10. معرفی فناوری و روندها

10.1 اصل فناوری AlInGaP

فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) یک ترکیب نیمه‌هادی III-V است که عمدتاً برای تولید LEDهای با بازده بالا در مناطق قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد طیف مرئی استفاده می‌شود. با تنظیم نسبت‌های آلومینیوم، ایندیم و گالیم، می‌توان گاف انرژی ماده را تنظیم کرد که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند. LEDهای AlInGaP به دلیل بازده نوری بالا و پایداری دمایی خوب در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP شناخته شده‌اند.

10.2 روندهای صنعت

روند کلی در LEDهای SMD به سمت بازده بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، چگالی توان افزایش یافته در پکیج‌های کوچک‌تر و بهبود یکنواختی رنگ و نمایش رنگ است. همچنین تلاش قوی‌ای برای پذیرش گسترده‌تر مواد بدون سرب و بدون هالوژن برای برآوردن مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی در سطح جهانی وجود دارد. فناوری بسته‌بندی همچنان در حال تکامل است تا استخراج گرما را بهتر مدیریت کند، که محدودکننده اصلی عملکرد و طول عمر در کاربردهای پرتوان است.