دیتاشیت فنی LTL-M11KS1H310Q - نشانگر زرد SMT با لنز سفید پخش‌کننده نور - جریان مستقیم 10mA - ولتاژ مستقیم معمولی 2.5V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTL-M11KS1H310Q یک نشانگر مدار چاپی (CBI) با فناوری نصب سطحی (SMT) است. این قطعه شامل یک نگهدارنده (بدنه) پلاستیکی سیاه رنگ با زاویه قائمه است که برای جفت شدن با یک لامپ LED خاص طراحی شده است. عملکرد اصلی این قطعه، خدمت به عنوان چراغ وضعیت یا نشانگر با قابلیت دید بالا بر روی بردهای مدار چاپی (PCB) است. مزایای اصلی آن شامل سهولت مونتاژ به دلیل سازگاری با SMT و طراحی قابل انباشت برای ایجاد آرایه‌ها، افزایش کنتراست بصری توسط بدنه سیاه و مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی به عنوان یک محصول بدون سرب و مطابق با RoHS است. LED یکپارچه دارای یک چیپ نیمه‌هادی زرد AlInGaP است که توسط یک لنز سفید پخش‌کننده نور محصور شده است. این لنز زاویه دید را گسترش داده و خروجی نور را نرم می‌کند. این محصول برای کاربردهای درون رایانه‌ها، ارتباطات، لوازم الکترونیکی مصرفی و تجهیزات صنعتی که به راه‌حل‌های نشانگر قابل اطمینان و کم‌مصرف نیاز دارند، هدف‌گیری شده است.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این قطعه برای کار در شرایط حداکثر مطلق زیر مشخص شده است که در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری می‌شود. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان اتلافی (Pd):72 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که قطعه می‌تواند به صورت ایمن به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (IFP):80 میلی‌آمپر. این جریان فقط در شرایط پالسی (چرخه وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 0.1ms) مجاز است و نباید برای کارکرد DC پیوسته استفاده شود.
• جریان مستقیم DC (IF):30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای کارکرد قابل اطمینان بلندمدت است.
• محدوده دمای عملیاتی (Topr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این قطعه برای عملکرد در این محدوده دمایی گسترده طراحی شده است.
• محدوده دمای انبارداری (Tstg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه قطعه. این رتبه‌بندی برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا دستی حیاتی است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در TA=25°C و جریان آزمایش استاندارد (IF) برابر 10mA تعریف شده‌اند.

• شدت نور (Iv):از حداقل 8.7 میلی‌کاندلا تا مقدار معمولی 25 میلی‌کاندلا و حداکثر 50 میلی‌کاندلا متغیر است. مقدار واقعی Iv برای یک واحد خاص، طبقه‌بندی شده و بر روی بسته‌بندی آن علامت‌گذاری می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2):40 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک (محوری) خود کاهش می‌یابد. لنز سفید پخش‌کننده نور مسئول دستیابی به این زاویه دید است.
• طول موج تابش پیک (λP):592 نانومتر. این طول‌موجی است که در آن توزیع توان طیفی در حداکثر خود قرار دارد.
• طول موج غالب (λd):در IF=10mA از 582 نانومتر (حداقل) تا 589 نانومتر (معمولی) تا 595 نانومتر (حداکثر) متغیر است. این پارامتر که از نمودار رنگی CIE مشتق شده است، رنگ درک‌شده نور (زرد) را تعریف می‌کند.
• عرض نیم‌ارتفاع خط طیفی (Δλ):15 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (VF):معمولاً 2.5 ولت، با حداکثر 2.5 ولت در IF=10mA. حداقل آن 2.0 ولت ذکر شده است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال شود. صراحتاً ذکر شده است که این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که از یک سیستم دسته‌بندی برای پارامترهای نوری کلیدی برای اطمینان از ثبات در طراحی کاربرد استفاده می‌شود. شدت نور (Iv) دارای یک کد طبقه‌بندی است که بر روی هر بسته‌بندی جداگانه علامت‌گذاری می‌شود. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعات را از یک دسته شدت نور خاص انتخاب کنند تا به روشنایی یکنواخت در بین چندین نشانگر در یک سیستم دست یابند. به طور مشابه، طول موج غالب (λd) با مقادیر حداقل/معمولی/حداکثر (582/589/595 نانومتر) مشخص شده است که نشان‌دهنده تغییرات تولید است که ممکن است در دسته‌های مختلف مرتب شوند. طراحان باید برای دریافت قطعات از دسته مورد نظر برای تطابق رنگ یا شدت نور، به اطلاعات بسته‌بندی یا سفارش خاص مراجعه کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمولی اشاره می‌کند که برای درک رفتار قطعه در شرایط غیراستاندارد ضروری هستند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، منحنی‌های استاندارد برای چنین قطعه‌ای معمولاً شامل موارد زیر است:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-V):نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، که معمولاً در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات گرمایی به صورت زیرخطی است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه V-I دیود را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش درجه‌بندی خروجی نور را با افزایش دمای اتصال نشان می‌دهد که برای کاربردهای محیط‌های با دمای بالا حیاتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک را در 592 نانومتر و عرض نیم‌ارتفاع 15 نانومتری را نشان می‌دهد.

این منحنی‌ها به مهندسان اجازه می‌دهد تا عملکرد را در شرایط عملیاتی خاص خود، مانند راه‌اندازی LED با جریانی غیر از 10mA یا در دمای محیطی غیر از 25°C، پیش‌بینی کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این قطعه یک بسته‌بندی SMT زاویه‌دار است. نگهدارنده (بدنه) از پلاستیک سیاه ساخته شده است. نکات مکانیکی کلیدی عبارتند از:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر با اینچ در پرانتز ارائه شده‌اند.
• یک تلرانس عمومی ±0.25mm (±0.010 اینچ) اعمال می‌شود مگر اینکه در نقشه ابعادی به طور دیگری مشخص شده باشد.
• خود LED زرد رنگ است و درون یک لنز سفید پخش‌کننده نور قرار دارد.
• طرح فیزیکی و ابعاد جای پایه برای چیدمان PCB حیاتی هستند تا اطمینان حاصل شود که قطعه به درستی جا می‌رود و لحیم می‌شود. طراحی زاویه‌دار اجازه می‌دهد نور به موازات سطح PCB ساطع شود که برای پنل‌های روشنایی لبه‌ای یا نشانگرهای وضعیت که از کنار یک مجموعه قابل مشاهده هستند، ایده‌آل است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 انبارداری و جابجایی

این قطعه به رطوبت حساس است. در بسته‌بندی اصلی مهر و موم شده ضد رطوبت (MBB) همراه با ماده خشک‌کن، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شده و ظرف یک سال استفاده شود. پس از باز کردن بسته، 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 تقریبی 60°C برای حداقل 48 ساعت دارند تا از آسیب "پاپ کورن" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.2 فرآیند لحیم‌کاری

دستورالعمل‌های دقیق لحیم‌کاری برای جلوگیری از آسیب حرارتی یا مکانیکی ارائه شده است:

• لحیم‌کاری ریفلو:حداکثر دو سیکل ریفلو مجاز است. یک پروفیل دمای نمونه مطابق با استانداردهای JEDEC ارجاع داده شده است که معمولاً شامل یک مرحله پیش‌گرم (150-200°C برای حداکثر 120s) و یک دمای پیک موج لحیم حداکثر 260°C برای حداکثر 5 ثانیه است.
• لحیم‌کاری دستی/موجی:هنگام استفاده از هویه، دمای نوک نباید از 350°C تجاوز کند و زمان تماس باید حداکثر به 3 ثانیه محدود شود و فقط یک بار. حداقل فاصله 2mm باید بین نقطه لحیم و پایه لنز/نگهدارنده حفظ شود.
• تمیزکاری:اگر تمیزکاری ضروری است، ایزوپروپیل الکل یا حلال‌های الکلی مشابه توصیه می‌شود.
• تنش مکانیکی:در حین مونتاژ، باید از حداقل نیروی گیره استفاده شود تا از اعمال تنش بر روی پایه‌ها یا بدنه جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

مشخصات بسته‌بندی برای مونتاژ خودکار به تفصیل شرح داده شده است:

• نوار حامل:قطعات بر روی قرقره‌های 13 اینچی عرضه می‌شوند. نوار حامل از آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه، با ضخامت 0.40mm ±0.06mm ساخته شده است و تلرانس تجمعی گام 10 سوراخ اسپروکت آن ±0.20 است.
• ظرفیت قرقره:هر قرقره 13 اینچی حاوی 1400 قطعه است.
• بسته‌بندی کارتن:یک قرقره همراه با یک کارت نشانگر رطوبت و ماده خشک‌کن در یک بسته ضد رطوبت (MBB) بسته‌بندی می‌شود. سه MBB در یک کارتن داخلی (مجموعاً 4200 قطعه) بسته‌بندی می‌شوند. ده کارتن داخلی در یک کارتن خارجی (مجموعاً 42000 قطعه) بسته‌بندی می‌شوند.
• شماره قطعه:کد سفارش پایه LTL-M11KS1H310Q است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

LEDها قطعات جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود که از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود. دیتاشیت به یک "مدل مدار (A)" اشاره می‌کند که این پیکربندی را به تصویر می‌کشد: منبع تغذیه (+) -> مقاومت -> آند LED -> کاتد LED -> منبع تغذیه (-). این روش تغییرات جزئی در ولتاژ مستقیم (VF) تک‌تک LEDها را جبران می‌کند و از هجوم جریان و روشنایی ناهموار جلوگیری می‌کند. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired، که در آن I_desired نباید از حداکثر جریان مستقیم DC یعنی 30mA تجاوز کند.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی:در حالی که اتلاف توان کم است (حداکثر 72mW)، اطمینان از مساحت کافی مس PCB یا تخلیه حرارتی اطراف پدهای لحیم می‌تواند به حفظ دمای اتصال پایین‌تر، حفظ شدت نور و طول عمر کمک کند.
• طراحی نوری:زاویه دید 40 درجه و لنز سفید پخش‌کننده نور، انتشار نور گسترده و نرمی را فراهم می‌کنند. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد.
• قطبیت:به عنوان یک دیود، جهت‌دهی صحیح آند/کاتد ضروری است. طراحی جای پایه PCB باید به وضوح قطبیت را نشان دهد تا از خطاهای مونتاژ جلوگیری شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTL-M11KS1H310Q از طریق طراحی یکپارچه نگهدارنده SMT زاویه‌دار خود متمایز می‌شود. در مقایسه با LEDهای چیپ استانداردی که مستقیماً به برد لحیم می‌شوند، این بسته‌بندی CBI محافظت مکانیکی برای LED، جابجایی آسان‌تر برای مونتاژ و جهت‌گیری نوری مشخصی را ارائه می‌دهد. بدنه سیاه به طور قابل توجهی نسبت کنتراست را بهبود می‌بخشد و باعث می‌شود نشانگر در حالت خاموش روشن‌تر و مشخص‌تر به نظر برسد که یک مزیت کلیدی نسبت به بدنه‌های شفاف یا سفید است. استفاده از فناوری AlInGaP برای چیپ زرد، در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر، بازدهی و پایداری بالایی ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟

پاسخ:خیر. راه‌اندازی مستقیم یک LED از یک منبع ولتاژ توصیه نمی‌شود و به احتمال زیاد به دلیل جریان بیش از حد، قطعه را از بین می‌برد. ولتاژ مستقیم یک LED دارای ضریب دمایی منفی است و می‌تواند از قطعه‌ای به قطعه دیگر متفاوت باشد. یک مقاومت سری (یا یک درایور جریان ثابت) برای کارکرد پایدار و ایمن اجباری است.

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

پاسخ:طول موج پیک (λP) طول‌موج واحدی است که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع می‌کند. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبه‌شده از رنگ‌سنجی است که رنگ درک‌شده را نشان می‌دهد. برای یک منبع تک‌رنگه مانند این LED زرد، آن‌ها اغلب نزدیک هستند، اما λd پارامتر مرتبط‌تری برای مشخصه‌سازی رنگ در کاربردهای متمرکز بر انسان است.

10.3 چرا پس از باز کردن بسته، محدودیت زمانی سخت‌گیرانه‌ای برای ریفلو وجود دارد؟

پاسخ:بسته‌بندی پلاستیکی رطوبت‌گیر است (رطوبت را جذب می‌کند). در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت جذب شده می‌تواند به سرعت به بخار تبدیل شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی، ترک خوردگی یا "پاپ کورن" شود که به طور دائمی به قطعه آسیب می‌زند. عمر مفید 168 ساعته و روش‌های پخت برای حذف این رطوبت طراحی شده‌اند.

11. مثال موردی کاربردی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.پنل به چندین LED زرد برای نشان دادن فعالیت لینک و وضعیت برق نیاز دارد که از پنل جلویی قابل مشاهده باشند. طراح LTL-M11KS1H310Q را به دلیل انتشار زاویه‌دار (نور به سمت جلو می‌تابد)، بدنه سیاه (کنتراست بالا در برابر قاب) و سازگاری با SMT (امکان مونتاژ خودکار) انتخاب می‌کند. بر روی PCB، طراح یک جای پایه مطابق با ابعاد دیتاشیت قطعه ایجاد می‌کند. هر LED از یک ریل 5 ولتی در پیکربندی موازی راه‌اندازی می‌شود. با استفاده از VF معمولی 2.5 ولت و جریان هدف 10mA برای روشنایی کافی، یک مقاومت سری R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 اهم محاسبه می‌شود. یک مقاومت استاندارد 240 اهم یا 270 اهم انتخاب می‌شود. چیدمان PCB فاصله توصیه شده 2mm بین پد و بدنه LED را حفظ می‌کند. پس از مونتاژ، LEDها نشانگرهای زرد روشن و یکنواختی را فراهم می‌کنند که از زاویه دید مورد نظر به راحتی قابل مشاهده هستند.

12. اصل عملکرد

این قطعه بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک دیود نیمه‌هادی عمل می‌کند. ناحیه فعال LED از فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم (فراتر از ولتاژ مستقیم دیود، ~2.5V) اعمال می‌شود، الکترون‌ها از نیمه‌هادی نوع n و حفره‌ها از نیمه‌هادی نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، زرد (~589 نانومتر). نور تولید شده از یک لنز اپوکسی سفید پخش‌کننده نور عبور می‌کند که فوتون‌ها را پراکنده می‌کند تا یک زاویه دید گسترده‌تر و یکنواخت‌تر ایجاد کند.

13. روندهای فناوری

این قطعه چندین روند جاری در فوتونیک را منعکس می‌کند: تسلط مداوم فناوری نصب سطحی (SMT) برای مینیاتوری‌سازی و مونتاژ خودکار؛ استفاده از مواد نیمه‌هادی پیشرفته مانند AlInGaP برای LEDهای رنگی با بازده بالا؛ و ادغام عناصر مکانیکی و نوری (نگهدارنده و لنز پخش‌کننده نور) در یک بسته‌بندی واحد و کاربرپسند. تحولات آینده در این دسته محصول ممکن است بر مینیاتوری‌سازی بیشتر، افزایش کارایی نوری (خروجی نور بیشتر در هر وات)، پذیرش گسترده‌تر بسته‌بندی در مقیاس چیپ (CSP) و ادغام ویژگی‌های هوشمند یا درایورها در بسته‌بندی متمرکز شود. تأکید بر مطابقت با RoHS و تولید بدون سرب اکنون یک الزام استاندارد صنعتی است که توسط مقررات زیست‌محیطی جهانی هدایت می‌شود.