دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C171TGKT - ابعاد 3.2x1.6x0.8 میلی‌متر - ولتاژ 3.2 ولت - رنگ سبز - توان 76 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

LTST-C171TGKT یک دیود نورافشان (LED) با نصب سطحی (SMD) با عملکرد بالا است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده که نیازمند فاکتورهای فرم فشرده و عملکرد قابل اطمینان هستند. این قطعه از فناوری نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تولید نور سبز استفاده می‌کند. هدف اصلی طراحی آن، ارائه یک منبع نور قوی و کارآمد است که با فرآیندهای مونتاژ خودکار رایج در تولید انبوه سازگاری دارد.

مزایای کلیدی این LED شامل پروفیل فوق‌العاده کم‌ارتفاع آن با ارتفاع تنها 0.8 میلی‌متر است که آن را برای کاربردهای با محدودیت شدید فضا مناسب می‌سازد. این محصول به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی شده و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد. بسته‌بندی روی نوار حامل 8 میلی‌متری استاندارد صنعتی که روی قرقره‌های 7 اینچی سوار شده، عرضه می‌شود و مونتاژ پیک اند پلیس را تسهیل می‌کند. دستگاه به طور کامل با فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار سازگار است و اتصالات لحیم قابل اطمینانی در تولید انبوه تضمین می‌کند.

2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

حداکثر مقادیر مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. برای LTST-C171TGKT، این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند. حداکثر جریان مستقیم پیوسته DC برابر 20 میلی‌آمپر است. در شرایط کار پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه، جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر مجاز است. حداکثر اتلاف توان 76 میلی‌وات است. دستگاه می‌تواند ولتاژ معکوس تا 5 ولت را تحمل کند. محدوده دمای کاری از 20- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد است، در حالی که محدوده دمای نگهداری از 30- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد گسترش می‌یابد. کاهش جریان مستقیم در بالای 50 درجه سانتی‌گراد به صورت خطی و با نرخ 0.25 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود که برای مدیریت حرارتی در طراحی کاربرد حیاتی است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

عملکرد معمول در Ta=25°C اندازه‌گیری می‌شود. شدت نور (Iv) در جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر از حداقل 71.0 میلی‌کاندلا تا حداکثر 450.0 میلی‌کاندلا متغیر است. زاویه دید (2θ1/2) که به عنوان زاویه کامل تعریف می‌شود که در آن شدت نصف مقدار روی محور است، 130 درجه است که نشان‌دهنده الگوی دید گسترده است. طول موج اوج تابش (λP) معمولاً 530 نانومتر است. طول موج غالب (λd) که رنگ درک شده را تعریف می‌کند، در IF=20mA برابر 525 نانومتر است. نیم‌عرض خط طیفی (Δλ) 35 نانومتر است که خلوص طیفی را توصیف می‌کند. ولتاژ مستقیم (VF) از 2.80 ولت تا 3.60 ولت متغیر است، با مقدار معمول 3.20 ولت در IF=20mA. جریان معکوس (IR) حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است.

3. توضیح سیستم کد باینینگ

محصول بر اساس پارامترهای کلیدی به دسته‌هایی (بین) طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی در کاربرد تضمین شود. این امر به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با ویژگی‌های کاملاً گروه‌بندی شده را برای ظاهر و عملکرد یکنواخت انتخاب کنند.

3.1 باینینگ ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در گام‌های 0.2 ولتی دسته‌بندی می‌شود. کدهای بین عبارتند از: D7 (2.80V - 3.00V)، D8 (3.00V - 3.20V)، D9 (3.20V - 3.40V) و D10 (3.40V - 3.60V). برای هر بین تلرانس ±0.1 ولت اعمال می‌شود.

3.2 باینینگ شدت نور

شدت نور در چهار دسته طبقه‌بندی شده است: Q (71.0 - 112.0 mcd)، R (112.0 - 180.0 mcd)، S (180.0 - 280.0 mcd) و T (280.0 - 450.0 mcd). برای هر دسته شدت، تلرانس ±15٪ اعمال می‌شود.

3.3 باینینگ طول موج غالب

طول موج غالب برای کنترل یکنواختی رنگ دسته‌بندی می‌شود. دسته‌ها عبارتند از: AP (520.0 - 525.0 nm)، AQ (525.0 - 530.0 nm) و AR (530.0 - 535.0 nm). تلرانس برای هر بین ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1، شکل 6)، رفتار معمول آن‌ها قابل توصیف است. رابطه بین جریان مستقیم (IF) و ولتاژ مستقیم (VF) نمایی است که مشخصه یک دیود است. شدت نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم در محدوده کاری مشخص شده است. منحنی توزیع طیفی یک قله منفرد در حدود 530 نانومتر با نیم‌عرض تعریف شده نشان می‌دهد. الگوی زاویه دید برای این دستگاه با زاویه دید گسترده، معمولاً لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است، به این معنی که شدت با کسینوس زاویه از محور کاهش می‌یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این LED با ابعاد بسته استاندارد EIA مطابقت دارد. بسته دارای لنز شفاف است. نقشه‌های ابعادی دقیق، طول، عرض، ارتفاع و موقعیت پایه‌ها را مشخص می‌کنند. پروفیل فوق‌نازک 0.8 میلی‌متری یک ویژگی مکانیکی کلیدی است. قطبیت توسط علامت کاتد نشان داده می‌شود که معمولاً یک فرورفتگی یا یک نقطه سبز روی بسته است. ابعاد پیشنهادی پد لحیم برای اطمینان از تشکیل صحیح اتصال لحیم و پایداری مکانیکی در حین و پس از فرآیند رفلو ارائه شده است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل‌های لحیم‌کاری رفلو

دو پروفیل رفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی ارائه شده است: یکی برای فرآیند معمولی (قلع-سرب) و یکی برای فرآیند بدون سرب. برای فرآیند بدون سرب که از خمیر لحیم Sn-Ag-Cu استفاده می‌کند، پروفیل باید به دقت کنترل شود. دمای پیک نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان بالاتر از دمای مایع شدن لحیم باید مدیریت شود تا از آسیب حرارتی به بسته LED جلوگیری شود و در عین حال رفلو صحیح لحیم تضمین گردد.

6.2 لحیم‌کاری موجی و دستی

برای لحیم‌کاری موجی، حداکثر دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه مشخص شده است. برای لحیم‌کاری دستی با هویه، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر اتصال و فقط یک بار محدود شود.

6.3 نگهداری و جابجایی

LEDها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 70٪ نگهداری شوند. قطعاتی که از بسته‌بندی اصلی ضد رطوبت (MSL 2a) خارج شده‌اند، باید ظرف 672 ساعت (28 روز) رفلو شوند. اگر مدت نگهداری از این دوره فراتر رود، قبل از مونتاژ، پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 24 ساعت توصیه می‌شود تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در حین رفلو جلوگیری شود.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. غوطه‌وری LED در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا بسته آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد، نوار حامل برجسته به عرض 8 میلی‌متر روی قرقره‌هایی با قطر 7 اینچ است. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. نوار دارای جیب‌هایی است که با نوار پوشش بالایی مهر و موم شده‌اند. بسته‌بندی از مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 پیروی می‌کند. برای مقادیر سفارشی که مضربی از یک قرقره کامل نیستند، حداقل مقدار بسته‌بندی 500 قطعه برای قطعات باقیمانده اعمال می‌شود.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای نور پس‌زمینه در الکترونیک مصرفی (مانند دستگاه‌های همراه، پنل‌های LCD)، نشانگرهای وضعیت، نورپردازی تزئینی و نورپردازی داخلی خودرو که در آن پروفیل نازک حیاتی است، مناسب می‌باشد. زاویه دید گسترده آن، آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی منطقه وسیع یا قابلیت دید از زوایای متعدد دارند، مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

مدار درایو:LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل می‌شوند، اکیداً توصیه می‌شود که از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود. اتصال مستقیم LEDها به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (Vf) بین LEDها می‌تواند باعث عدم تعادل جریان قابل توجهی شده و منجر به روشنایی ناهموار و تنش بالقوه روی LED با کمترین Vf شود.

مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، اما چیدمان مناسب PCB برای دفع گرما مهم است، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر یا در دمای محیط بالا. باید از منحنی کاهش جریان پیروی کرد.

محافظت در برابر ESD:دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. باید کنترل‌های مناسب ESD در حین جابجایی و مونتاژ اجرا شود. این شامل استفاده از بندهای مچ دست زمین‌شده، زیراندازهای ضد استاتیک و اطمینان از زمین‌شدن صحیح تمام تجهیزات است. می‌توان از یونیزه‌کننده برای خنثی کردن بارهای استاتیک در منطقه کار استفاده کرد.

9. مقایسه فنی

مزیت اصلی متمایزکننده LTST-C171TGKT ارتفاع فوق‌نازک 0.8 میلی‌متری آن است که به طور قابل توجهی کمتر از بسیاری از LEDهای SMD استاندارد (مانند بسته‌های 0805 یا 1206 که اغلب بیش از 1.0 میلی‌متر ارتفاع دارند) می‌باشد. این امر امکان طراحی در محصولات الکترونیکی به طور فزاینده‌ای نازک را فراهم می‌کند. زاویه دید گسترده 130 درجه‌ای، نور پراکنده بیشتری نسبت به LEDهای با زاویه دید باریک‌تر ارائه می‌دهد و نیاز به اپتیک ثانویه را در برخی کاربردها کاهش می‌دهد. ساختار باینینگ تعریف شده برای شدت، ولتاژ و طول موج، عملکرد قابل پیش‌بینی و یکنواختی رنگ را در بین دسته‌های تولیدی به طراحان ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. ولتاژ مستقیم معمول آن 3.2 ولت است. اتصال مستقیم آن به منبع 5 ولت بدون مقاومت محدودکننده جریان، باعث جریان بیش از حد شده و ممکن است فوراً LED را از بین ببرد. همیشه از یک مقاومت سری برای تنظیم جریان مناسب (مثلاً 20 میلی‌آمپر) استفاده کنید.

س: تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

ج: طول موج اوج (λP) طول موجی است که در آن خروجی توان طیفی حداکثر است (530 نانومتر). طول موج غالب (λd) طول موج تک‌رنگ نور است که همان رنگ درک شده را تولید می‌کند (525 نانومتر). طول موج غالب برای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

س: چگونه کد باینینگ شدت نور (مثلاً "T") را تفسیر کنم؟

ج: کد بین، حداقل و حداکثر شدت تضمین شده برای LEDهای آن گروه را نشان می‌دهد. یک LED از بین "T" در هنگام راه‌اندازی با 20 میلی‌آمپر، شدتی بین 280.0 تا 450.0 میلی‌کاندلا خواهد داشت. انتخاب یک کد بین بالاتر به طور کلی به معنای LED روشن‌تر است.

س: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟

ج: محدوده دمای کاری آن 20- تا 80+ درجه سانتی‌گراد است. اگرچه می‌تواند در برخی محیط‌های بیرونی عمل کند، اما قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض نور مستقیم خورشید، رطوبت یا دماهای خارج از محدوده مشخص شده بدون کپسوله‌سازی مناسب و محافظت محیطی توصیه نمی‌شود. دیتاشیت استفاده مورد نظر آن را برای تجهیزات الکترونیکی معمولی مشخص می‌کند.

11. مورد عملی طراحی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک دستگاه پزشکی قابل حمل. پنل به 10 نشانگر سبز با روشنایی یکنواخت در یک محفظه بسیار نازک نیاز دارد.

پیاده‌سازی:ده LED از نوع LTST-C171TGKT روی PCB قرار می‌گیرند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، هر LED از طریق یک مقاومت سری اختصاصی خود از یک ریل مشترک 5 ولتی راه‌اندازی می‌شود. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vsupply - Vf_LED) / If. با استفاده از Vf معمول 3.2 ولت و If هدف 20 میلی‌آمپر: R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 اهم. یک مقاومت استاندارد 91 اهمی انتخاب می‌شود. تمام LEDها از یک بین شدت نور یکسان (مثلاً بین "S") مشخص می‌شوند تا حداقل تغییرات روشنایی تضمین شود. ارتفاع 0.8 میلی‌متری به کل مجموعه اجازه می‌دهد درون یک محفظه با ضخامت 1.2 میلی‌متر جای گیرد.

12. معرفی اصل کار

انتشار نور در این LED بر اساس الکترولومینسانس در یک نیمه‌هادی InGaN است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به منطقه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی به شکل فوتون (نور) آزاد می‌شود. ترکیب خاص آلیاژ ایندیوم گالیم نیترید، انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، سبز. لنز اپوکسی شفاف، تراشه نیمه‌هادی را کپسوله می‌کند، محافظت مکانیکی ارائه می‌دهد و الگوی خروجی نور را شکل می‌دهد.

13. روندهای توسعه

روند در LEDهای SMD برای الکترونیک مصرفی به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در واحد توان الکتریکی)، ردپای کوچک‌تر و پروفیل‌های نازک‌تر ادامه دارد. همچنین تلاشی برای بهبود یکنواختی رنگ و تلرانس‌های باینینگ سخت‌تر برای پاسخگویی به نیازهای نمایشگرهای با وضوح بالا و نورپردازی یکنواخت وجود دارد. علاوه بر این، سازگاری با فرآیندهای رفلو بدون سرب (Pb-free) و دمای بالا به دلیل مقررات زیست‌محیطی جهانی و پذیرش مواد پیشرفته PCB همچنان ضروری است. یکپارچه‌سازی ویژگی‌های تنظیم جریان روی‌برد یا محافظت درون بسته LED خود، زمینه‌ای از توسعه مستمر برای ساده‌سازی طراحی مدار درایور است.