دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C190KGKT - ابعاد 3.2x1.6x0.8 میلی‌متر - ولتاژ 1.9-2.4 ولت - توان 75 میلی‌وات - رنگ سبز AlInGaP - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED نصب سطحی (SMD) را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای مونتاژ خودکار بر روی برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده و به ویژه برای کاربردهایی که محدودیت فضا یک عامل حیاتی است، مناسب می‌باشد. این LED دارای پروفایل فوق‌العاده باریک بوده و از ماده نیمه‌هادی پیشرفته AlInGaP برای تراشه نورانی خود استفاده می‌کند که درخشندگی بالایی در طیف رنگ سبز ارائه می‌دهد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• پروفایل بسیار کم ارتفاع با ارتفاعی معادل تنها 0.80 میلی‌متر.
• شدت نور بالا که توسط تراشه AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) تأمین می‌شود.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده بر روی قرقره‌های 7 اینچی برای سیستم‌های Pick-and-Place خودکار.
• طرح بسته‌بندی استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• سازگار با سطوح درایو استاندارد مدارهای مجتمع (IC).
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات قراردهی خودکار قطعات.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) که معمولاً در فناوری نصب سطحی (SMT) استفاده می‌شود.

1.2 کاربردها

این LED همه‌کاره بوده و می‌تواند در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها و سیستم‌های الکترونیکی ادغام شود، از جمله اما نه محدود به:

• تجهیزات مخابراتی (مانند تلفن‌های بی‌سیم، تلفن‌های همراه).
• دستگاه‌های اتوماسیون اداری و سیستم‌های شبکه.
• لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی.
• پنل‌های کنترل صنعتی و ابزار دقیق.
• نور پس‌زمینه کی‌پدها و صفحه‌کلیدها.
• شاخص‌های وضعیت و برق.
• نمایشگرهای میکرو و روشنایی نمادها.
• تابلوهای راهنما و نمایشگرهای اطلاعاتی داخلی.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

بخش‌های زیر تحلیل دقیقی از ویژگی‌های الکتریکی، نوری و محیطی LED ارائه می‌دهند.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر نشان‌دهنده محدودیت‌هایی هستند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• توان تلف شده (Pd):75 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):80 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، پهنای پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر DC
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• محدوده دمای کاری (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای انبارداری (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز:حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در دمای محیط (T_a) برابر 25 درجه سلسیوس تحت شرایط آزمایش مشخص شده اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نورانی (I_V):18.0 - 71.0 میلی‌کاندلا (اندازه‌گیری شده در I_F= 20 میلی‌آمپر).
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه (زاویه خارج از محور که در آن شدت نور نصف مقدار روی محور است).
• طول موج تابش پیک (λ_P):574.0 نانومتر (معمول).
• طول موج غالب (λ_d):567.5 - 576.5 نانومتر (اندازه‌گیری شده در I_F= 20 میلی‌آمپر).
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول).
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.9 - 2.4 ولت (اندازه‌گیری شده در I_F= 20 میلی‌آمپر).
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر (اندازه‌گیری شده در V_R= 5 ولت).

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید و طراحی، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات خاص ولتاژ، روشنایی و رنگ را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (V_F)

دسته‌ها محدوده افت ولتاژ مستقیم روی LED را هنگام درایو با جریان 20mA تعریف می‌کنند. تلرانس هر دسته ±0.1V است.

• دسته 4: 1.90V - 2.00V
• دسته 5: 2.00V - 2.10V
• دسته 6: 2.10V - 2.20V
• دسته 7: 2.20V - 2.30V
• دسته 8: 2.30V - 2.40V

3.2 دسته‌بندی شدت نورانی (I_V)

دسته‌ها حداقل و حداکثر خروجی نور در جریان 20mA را دسته‌بندی می‌کنند. تلرانس هر دسته ±15% است.

• دسته M: 18.0 میلی‌کاندلا - 28.0 میلی‌کاندلا
• دسته N: 28.0 میلی‌کاندلا - 45.0 میلی‌کاندلا
• دسته P: 45.0 میلی‌کاندلا - 71.0 میلی‌کاندلا

3.3 دسته‌بندی رنگ / طول موج غالب (λ_d)

این دسته‌بندی سایه دقیق رنگ سبز را کنترل می‌کند. تلرانس هر دسته ±1 نانومتر است.

• دسته C: 567.5 نانومتر - 570.5 نانومتر
• دسته D: 570.5 نانومتر - 573.5 نانومتر
• دسته E: 573.5 نانومتر - 576.5 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های عملکرد معمول (که در متن بازتولید نشده‌اند اما در دیتاشیت به آنها ارجاع داده شده) بینش بصری از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. این منحنی‌ها معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• شدت نورانی نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان درایو افزایش می‌یابد، که معمولاً یک رابطه غیرخطی است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:منحنی مشخصه IV دیود را نشان می‌دهد.
• شدت نورانی نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش نور ناشی از حرارت را نشان می‌دهد؛ شدت نور معمولاً با افزایش دما کاهش می‌یابد.
• توزیع طیفی:نموداری که توان تابشی نسبی را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد، که حول طول‌موج پیک 574 نانومتر با نیم‌عرض معمول 15 نانومتر متمرکز است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این LED دارای یک پایه SMD مستطیلی و فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) عبارتند از: طول = 3.2، عرض = 1.6، ارتفاع = 0.8. یک نقشه ابعادی دقیق، موقعیت پدها، طرح کلی قطعه و علامت‌گذاری قطبیت (معمولاً نشانگر کاتد) را مشخص می‌کند. تمام تلرانس‌های ابعادی ±0.1mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

5.2 الگوی پد PCB توصیه شده

یک طرح پیشنهادی برای پدهای لحیم‌کاری ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که لحیم‌کاری قابل اعتماد و تراز مناسب در طول فرآیند ریفلو انجام می‌شود. این الگو تشکیل فیله لحیم و خودترازی قطعه در حین ریفلو را در نظر می‌گیرد.

5.3 بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته با یک نوار پوشش محافظ عرضه می‌شوند. جزئیات کلیدی بسته‌بندی:

• عرض نوار حامل:8 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر قرقره:4000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 عدد برای مقادیر باقیمانده.
• بسته‌بندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (فرآیند بدون سرب)

این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) درجه‌بندی شده است. یک پروفایل ریفلو پیشنهادی ارائه شده است که مطابق با استانداردهای JEDEC است. پارامترهای کلیدی شامل:

• دمای پیش‌گرم:150 درجه سلسیوس تا 200 درجه سلسیوس.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.
• دمای پیک بدنه:حداکثر 260 درجه سلسیوس.
• زمان بالای 260 درجه سلسیوس:حداکثر 10 ثانیه.
• تعداد دفعات عبور ریفلو:حداکثر دو بار.

توجه:پروفایل دمایی واقعی باید برای طراحی PCB خاص، خمیر لحیم و فر مورد استفاده، مشخص شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت به عمل آید:

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سلسیوس.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.
• تعداد دفعات تلاش برای لحیم‌کاری:فقط یک بار توصیه می‌شود تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود تا از آسیب به بسته LED جلوگیری گردد. عوامل توصیه شده شامل الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل (IPA) است. LED باید در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود.

7. احتیاط‌های انبارداری و جابجایی

7.1 حساسیت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. کنترل‌های مناسب ESD باید در حین جابجایی اعمال شود، از جمله استفاده از مچ‌بندهای زمین شده، زیراندازهای ضداستاتیک و ظروف رسانا. تمام تجهیزات باید به درستی زمین شده باشند.

7.2 حساسیت به رطوبت

این قطعه دارای درجه‌بندی سطح حساسیت به رطوبت (MSL) است. سطح خاص (مانند MSL 3) نشان می‌دهد که دستگاه پس از باز شدن بسته اصلی مهر و موم شده، تا چه مدت می‌تواند در شرایط محیطی اتاق قرار گیرد قبل از آنکه نیاز به پخت (بیکینگ) برای حذف رطوبت جذب شده داشته باشد.

• بسته مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% انبار شود. عمر قفسه‌ای یک سال است در صورتی که در بسته ضد رطوبت اصلی همراه با جاذب رطوبت نگهداری شود.
• بسته باز شده:برای قطعاتی که از بسته مهر و موم شده خارج شده‌اند، محیط نگهداری نباید از 30°C و 60% RH تجاوز کند. توصیه می‌شود فرآیند ریفلو مادون قرمز در عرض یک هفته تکمیل شود. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از بسته اصلی، در یک ظرف دربسته همراه با جاذب رطوبت نگهداری شود. قطعاتی که بیش از یک هفته نگهداری شده‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری پخت شوند (مثلاً در دمای 60°C به مدت 20 ساعت) تا از پدیده \"پاپ کورن\" در حین ریفلو جلوگیری شود.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 محدود کردن جریان

تقریباً همیشه هنگام درایو یک LED از یک منبع ولتاژ، به یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی نیاز است. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. استفاده از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.4V) اطمینان می‌دهد که مقاومت حتی برای LEDهای متعلق به دسته ولتاژ بالاتر نیز محدودیت جریان کافی را فراهم می‌کند.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده کم است (75mW)، اما حفظ دمای اتصال LED در محدوده کاری مشخص شده برای قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار بسیار مهم است. در طراحی پد PCB اطمینان حاصل کنید که تخلیه حرارتی کافی وجود دارد و از قرار دادن LED در نزدیکی سایر منابع گرمایی قابل توجه خودداری کنید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید گسترده 130 درجه‌ای، این LED را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده و پخش شده دارند (به جای یک پرتو متمرکز) مناسب می‌سازد. برای کاربردهای نشانگر، شدت نور مورد نیاز را در نظر بگیرید (انتخاب دسته I_Vمناسب) تا از قابلیت مشاهده تحت شرایط نور محیطی اطمینان حاصل شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

عوامل اصلی تمایز این LEDارتفاع فوق‌العاده باریک 0.8 میلی‌متریو استفاده ازتراشه AlInGaPاست. در مقایسه با LEDهای سبز سنتی GaP (گالیم فسفید)، فناوری AlInGaP معمولاً بازده و درخشندگی بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به شدت نور بیشتر برای یک جریان درایو مشخص می‌شود. پروفایل باریک یک مزیت حیاتی در الکترونیک مصرفی مدرن و نازک است که در آن ارتفاع Z به شدت محدود است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

طول موج پیک (λ_P):طول موج واحدی که در آن توان نوری تابش شده در بیشترین مقدار خود است.طول موج غالب (λ_d):طول موج واحد نور تک‌رنگی که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد، همانطور که توسط نمودار رنگی CIE تعریف شده است. λ_dبرای مشخص‌سازی رنگ در کاربردهای نمایشگر و نشانگر مرتبط‌تر است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان درایو کنم؟

No.LED یک قطعه جریان‌محور است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ که از ولتاژ مستقیم آن بیشتر باشد، باعث جریان بیش از حد شده و ممکن است به دلیل فرار حرارتی، فوراً قطعه را از بین ببرد. همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید.

10.3 چرا دسته‌بندی (بینینگ) مهم است؟

دسته‌بندی یکنواختی رنگ و روشنایی را در یک کاربرد تضمین می‌کند. استفاده از LEDهای متعلق به دسته‌های یکسان V_F, I_Vو λ_dتضمین می‌کند که تمام نشانگرهای یک پنل ظاهر و عملکرد یکسانی خواهند داشت، که برای تجربه کاربری و کیفیت محصول حیاتی است.

11. مثال عملی طراحی

سناریو:طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک دستگاه قابل حمل که توسط ریل 3.3V تغذیه می‌شود. هدف یک نشانگر سبز با روشنایی متوسط است.

1. انتخاب جریان:جریان درایو 10mA را برای تعادل بین روشنایی و مصرف توان انتخاب کنید.
2. محاسبه مقاومت:برای ایمنی از حداکثر V_Fاستفاده کنید: R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 91 اهم است.
3. انتخاب دسته:دسته N را برای شدت نور (28-45 میلی‌کاندلا) و دسته D را برای طول موج غالب (570.5-573.5 نانومتر) مشخص کنید تا یک رنگ سبز یکنواخت با روشنایی متوسط به دست آید.
4. چیدمان:از الگوی پد توصیه شده در دیتاشیت پیروی کنید. اطمینان حاصل کنید که پد کاتد (روی LED علامت‌گذاری شده) از طریق مقاومت محدودکننده جریان به زمین متصل شده است.

12. معرفی فناوری

این LED از یکنیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید)استفاده می‌کند که بر روی یک زیرلایه شفاف رشد داده شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری و در نتیجه رنگ نور تابش شده را تعیین می‌کند که در این مورد، سبز است. این سیستم ماده به دلیل بازده کوانتومی داخلی بالا، به ویژه در نواحی طیفی قرمز، نارنجی، زرد و سبز شناخته شده است.

13. روندهای صنعت

روند در LEDهای SMD برای الکترونیک مصرفی به سمتکوچک‌سازی، بازده بالاتر و بهبود بازتولید رنگادامه دارد. ارتفاع بسته‌بندی‌ها به زیر 0.8mm کاهش می‌یابد تا دستگاه‌های حتی نازک‌تری را ممکن سازد. بهبودهای بازده (لومن بیشتر در هر وات) مصرف توان و بار حرارتی را کاهش می‌دهد. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر تلرانس‌های سخت‌تر دسته‌بندی برای برآورده کردن الزامات یکنواختی رنگ سخت‌گیرانه نمایشگرهای با وضوح بالا و روشنایی خودرو وجود دارد. فناوری نیمه‌هادی زیربنایی نیز در حال تکامل است، با تحقیقات مداوم بر روی موادی مانند GaN-on-Si و میکرو LEDها برای کاربردهای نسل بعدی.