دیتاشیت LED SMD مدل LTST-108TWET - لنز زرد، منبع آبی InGaN - 3.2V، 102mW، 1500-2900mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی LTST-108TWET یک LED سطح‌نصب با روشنایی بالا است که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار و کاربردهای با محدودیت فضا طراحی شده است. این قطعه دارای لنز زرد با منبع نور آبی InGaN (ایندیوم گالیوم نیترید) است که خروجی زرد زنده‌ای تولید می‌کند. این قطعه برای قابلیت اطمینان و سازگاری با تکنیک‌های تولید مدرن مهندسی شده و برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی مناسب است.

1.1 مزایای اصلی

• انطباق:مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• سازگار با تولید:بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره 7 اینچی، سازگار با بسته‌بندی‌های استاندارد EIA و تجهیزات قرارگیری خودکار.
• سازگاری فرآیندی:کاملاً سازگار با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR)، که برای خطوط مونتاژ بدون سرب (Pb-free) ضروری است.
• قابلیت اطمینان:پیش‌شرط‌گذاری شده برای تسریع به سطح حساسیت رطوبت JEDEC Level 3، که استحکام در برابر رطوبت در طول ذخیره‌سازی و مونتاژ را تضمین می‌کند.

1.2 بازارهای هدف

این LED برای کاربردهایی که نیازمند نشانگر وضعیت فشرده و قابل اطمینان و نور پس‌زمینه هستند، ایده‌آل است. بازارهای اصلی شامل تجهیزات مخابراتی (تلفن‌های بی‌سیم/سلولی)، اتوماسیون اداری (رایانه‌های لپ‌تاپ)، سیستم‌های شبکه، لوازم خانگی و تابلوها یا نمادهای روشنایی داخلی می‌شود.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

بخش زیر تجزیه‌ای دقیق از مشخصات الکتریکی، نوری و محیطی LED ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد همیشه باید در این مرزها حفظ شود.

• اتلاف توان (Pd):102 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته LED می‌تواند به صورت حرارت به طور ایمن دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):100 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms) است که LED می‌تواند تحمل کند.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر DC. حداکثر جریان توصیه شده برای عملکرد پیوسته.
• محدوده دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای عملکرد قابل اطمینان.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای ایمن برای دستگاه هنگامی که روشن نیست.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمولی هستند که در دمای محیط (T_a) 25 درجه سانتی‌گراد تحت شرایط آزمایش مشخص اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور (I_V):1500 تا 2900 میلی‌کاندلا (mcd) در I_F= 20mA. این نشان‌دهنده سطح روشنایی بالایی است که برای کاربردهای نشانگر مناسب است.
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه (معمولی). این زاویه دید گسترده اطمینان می‌دهد که نور از محدوده وسیعی از موقعیت‌ها نسبت به محور LED قابل مشاهده است.
• مختصات رنگی (x, y):(0.3100, 0.3100) معمولی. این مختصات CIE نقطه رنگ زرد دقیق را روی نمودار رنگی تعریف می‌کنند.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.8V (حداقل) تا 3.4V (حداکثر) در I_F= 20mA. افت ولتاژ در دو سر LED هنگام عبور جریان. تلرانس در هر بین ±0.1V است.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5V. دستگاه برای عملکرد بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایش IR است.

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی بین

برای اطمینان از ثبات رنگ و عملکرد در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در بین‌ها دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 رتبه‌بندی ولتاژ مستقیم (V_F)

LEDها بر اساس ولتاژ مستقیم آن‌ها در 20mA دسته‌بندی می‌شوند.

- بین D8: V_F= 2.8V تا 3.1V.

- بین D9: V_F= 3.1V تا 3.4V.

تلرانس در هر بین ±0.1V است.

3.2 رتبه‌بندی شدت نور (I_V)

LEDها بر اساس خروجی نور آن‌ها در 20mA مرتب می‌شوند.

- بین X1: I_V= 1500.0 mcd تا 2100.0 mcd.

- بین X2: I_V= 2100.0 mcd تا 2900.0 mcd.

تلرانس روی هر بین شدت ±11% است.

3.3 رتبه‌بندی رنگ (رنگ‌سنجی)

LEDها بر اساس مختصات رنگ‌سنجی (x, y) گروه‌بندی می‌شوند تا تضمین کننده یک رنگ زرد یکنواخت باشند. دیتاشیت یک جدول بین رنگ دقیق با مرزهای مختصات خاص برای بین‌های برچسب‌خورده Z1, Y1, Y2, X1, W1 و W2 ارائه می‌دهد. تلرانس برای هر بین رنگ ±0.01 در هر دو مختصات x و y است. معمولاً برای تجسم این بین‌ها روی نمودار CIE به یک نمودار مختصات رنگ‌سنجی ارجاع داده می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمولی است. اینها برای مهندسان طراحی حیاتی هستند.

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

این منحنی رابطه بین جریان عبوری از LED و ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. غیرخطی است، با یک ولتاژ مشخصه \"زانو\" (حدود V_Fمعمولی) که بالاتر از آن جریان با افزایش کوچک ولتاژ به سرعت افزایش می‌یابد. این اهمیت مدار محدودکننده جریان (مانند یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت) را برجسته می‌کند.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور (I_V) با جریان راه‌اندازی (I_F) تغییر می‌کند. به طور کلی، شدت با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است کاملاً خطی نباشد، به ویژه در جریان‌های بالاتر که بازده می‌تواند کاهش یابد و تولید گرما افزایش یابد.

4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط

این منحنی تأثیر دمای محیط بر خروجی نور را نشان می‌دهد. معمولاً شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. درک این کاهش بار برای کاربردهایی که در دمای بالا کار می‌کنند حیاتی است تا اطمینان حاصل شود که روشنایی کافی حفظ می‌شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

LED در یک بسته سطح‌نصب استاندارد عرضه می‌شود. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.2mm است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. نقشه معمولاً طول، عرض، ارتفاع و محل/اندازه پدهای لحیم‌کاری و نشانه‌های کاتد/آند را نشان می‌دهد.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری روی بسته، مانند یک شکاف، یک نقطه یا یک علامت سبز نشان داده می‌شود. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ PCB رعایت شود.

5.3 طرح پد PCB توصیه شده

یک الگوی لند (پایه) پیشنهادی برای PCB ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که اتصال لحیم‌کاری مناسب و پایداری مکانیکی در طول لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار تشکیل می‌شود. پایبندی به این طرح کمک می‌کند تا از \"تومبستونینگ\" جلوگیری شود و اتصال حرارتی و الکتریکی خوبی را تضمین می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو IR (بدون سرب)

دیتاشیت یک پروفایل ریفلو مطابق با J-STD-020B برای فرآیندهای بدون سرب توصیه می‌کند. پارامترهای کلیدی شامل:

- پیش‌گرم:150-200 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی برد و فعال کردن فلاکس.

- دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.

- زمان بالاتر از مایع:معمولاً تعریف شده تا اطمینان حاصل شود که لحیم به درستی ذوب و خیس می‌شود.

- زمان کل لحیم‌کاری:حداکثر 10 ثانیه در دمای پیک، با حداکثر دو چرخه ریفلو مجاز.

6.2 لحیم‌کاری دستی

اگر لحیم‌کاری دستی ضروری است:

- دمای هویه:حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.

- زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.

- تکرار:فقط یک چرخه لحیم‌کاری برای لحیم‌کاری دستی مجاز است.

6.3 شرایط نگهداری

بسته مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره شود. ظرف یک سال پس از باز کردن کیسه رطوبت‌گیر استفاده شود.

بسته باز شده:برای قطعات خارج شده از بسته‌بندی خشک آن‌ها، محیط ذخیره‌سازی نباید از 30°C و 60% RH تجاوز کند. اکیداً توصیه می‌شود که لحیم‌کاری ریفلو IR ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از قرارگیری در معرض هوای محیط (JEDEC Level 3) تکمیل شود. برای قرارگیری طولانی‌تر، قبل از مونتاژ نیاز به پخت 48 ساعته در حدود 60°C است تا رطوبت جذب شده حذف شود و از آسیب \"پاپ کورن\" در طول ریفلو جلوگیری شود.

6.4 تمیز کردن

اگر تمیز کردن پس از لحیم‌کاری لازم است، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. LED را در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص استفاده نکنید زیرا ممکن است به بسته یا لنز LED آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند، که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178mm) پیچیده شده‌اند. مقدار استاندارد قرقره 4000 قطعه است. حداقل مقدار بسته‌بندی 500 قطعه برای سفارشات باقیمانده موجود است. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است.

7.2 ابعاد قرقره

نقشه‌های مکانیکی دقیق برای قرقره، شامل قطر هاب، قطر فلنج و عرض کلی ارائه شده است تا سازگاری با تجهیزات برداشت و قرارگیری خودکار تضمین شود.

8. یادداشت‌های کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمولی

LED باید با یک دستگاه محدودکننده جریان راه‌اندازی شود. ساده‌ترین روش یک مقاومت سری است. مقدار مقاومت (R_s) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R_s= (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (3.4V) استفاده کنید تا جریان کافی در انتهای پایینی بین V_Fتضمین شود. به عنوان مثال، با منبع 5V و I_Fهدف 20mA: R_s= (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 اهم. یک مقاومت استاندارد 82 اهم مناسب خواهد بود. برای دقت یا ولتاژهای منبع متغیر، یک درایور جریان ثابت توصیه می‌شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان نسبتاً کم است (حداکثر 102mW)، طراحی حرارتی مناسب عمر LED را افزایش می‌دهد. اطمینان حاصل کنید که طراحی پد PCB توصیه‌ها را دنبال می‌کند تا به عنوان یک هیت سینک عمل کند. از کارکرد در حداکثر جریان و محدودیت‌های دمای مطلق برای دوره‌های طولانی خودداری کنید. در طراحی‌های با چگالی بالا یا محصور، جریان هوا یا وایاهای حرارتی زیر پد را برای دفع گرما در نظر بگیرید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 110 درجه پراکندگی گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای نور متمرکز یا جهت‌دار، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد. رنگ زرد با ترکیب چیپ آبی InGaN با یک لنز زرد پوشش داده شده با فسفر به دست می‌آید. این یک روش رایج و کارآمد برای تولید نور سفید و رنگ‌های دیگر در LEDهای مدرن است.

9. قابلیت اطمینان و احتیاط‌ها

9.1 استفاده مورد نظر

این قطعه برای تجهیزات الکترونیکی عمومی طراحی شده است. برای کاربردهای حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی، کنترل حمل و نقل) درجه‌بندی نشده است. برای چنین کاربردهایی، مشورت با سازنده برای قطعات تخصصی اجباری است.

9.2 حساسیت ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

در حالی که به صراحت ذکر نشده است، LEDها عموماً به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. احتیاط‌های استاندارد ESD باید در طول جابجایی و مونتاژ رعایت شود: از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بندهای مچ و ظروف رسانا استفاده کنید.

10. مقایسه فنی و روندها

10.1 اصل فناوری

LTST-108TWET از یک ماده نیمه‌هادی InGaN برای چیپ نورافشان خود استفاده می‌کند. InGaN به ویژه در تولید نور در طیف‌های آبی و سبز کارآمد است. نور زرد مستقیماً توسط چیپ ساطع نمی‌شود. در عوض، نور آبی از چیپ InGaN یک لایه فسفر داخل لنز زرد را برانگیخته می‌کند. فسفر مقداری نور آبی را جذب کرده و آن را به عنوان نور زرد دوباره ساطع می‌کند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده منجر به رنگ زرد زنده درک شده می‌شود. این تکنیک تبدیل فسفر بسیار کارآمد است و امکان تنظیم دقیق رنگ را فراهم می‌کند.

10.2 زمینه صنعت

LEDهای SMD مانند LTST-108TWET به دلیل اندازه کوچک، قابلیت اطمینان و سازگاری با مونتاژ خودکار با حجم بالا، نمایانگر استاندارد برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه مدرن هستند. روند به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات)، بهبود ثبات رنگ از طریق رتبه‌بندی دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط دمایی و رطوبتی بالاتر ادامه دارد. حرکت به سمت لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free)، که این قطعه برای آن واجد شرایط است، اکنون یک استاندارد صنعتی جهانی است که توسط مقررات زیست‌محیطی هدایت می‌شود.