دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C193KGKT-5A - ابعاد 1.6x0.8x0.35 میلی‌متر - ولتاژ 1.7-2.3 ولت - رنگ سبز AlInGaP - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک لامپ LED مینیاتوری نصب سطحی را شرح می‌دهد که برای مونتاژ خودکار بر روی برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. این قطعه با پروفایل فوق‌العاده کم‌ارتفاع خود شناخته می‌شود که آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا مناسب می‌سازد. این دستگاه از ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور سبز استفاده می‌کند و روشنایی بالا را در قالب فشرده ارائه می‌دهد.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
• پروفایل پکیج فوق‌العاده باریک به ضخامت 0.35 میلی‌متر.
• خروجی روشنایی بالا با استفاده از فناوری چیپ AlInGaP.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی برای عملیات Pick-and-Place خودکار.
• مطابق با طرح استاندارد پکیج EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• سازگار با سطوح درایو استاندارد مدارهای مجتمع (IC).
• طراحی شده برای سازگاری با تجهیزات قرارگیری خودکار.
• مناسب برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR).

1.2 کاربردها

این LED برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که در آن‌ها اندازه فشرده و نشانگر قابل اطمینان مورد نیاز است، در نظر گرفته شده است. حوزه‌های کاربرد معمول شامل موارد زیر می‌شود:

• دستگاه‌های مخابراتی، تجهیزات اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی.
• نور پس‌زمینه کی‌پدها و صفحه‌کلیدها.
• نشانگرهای وضعیت و برق.
• نمایشگرهای میکرو و نشانگرهای پنل.
• روشنایی سیگنال و نمادها.

2. ابعاد پکیج و داده‌های مکانیکی

LED در یک پکیج استاندارد نصب سطحی قرار دارد. رنگ لنز شفاف (Water Clear) است، در حالی که منبع نور رنگ سبز ساطع می‌کند. ابعاد حیاتی شامل طول بدنه 1.6 میلی‌متر، عرض 0.8 میلی‌متر و ارتفاع 0.35 میلی‌متر می‌باشد. تمام تلرانس‌های ابعادی معمولاً ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. برای طرح دقیق پد و محل قرارگیری، باید به نقشه‌های مکانیکی تفصیلی مراجعه شود.

3. ریتینگ‌ها و مشخصات

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

تنش‌های فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به دستگاه شود. تمام ریتینگ‌ها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند.

• توان تلف شده (Pd): 50 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (IFP): 40 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، پهنای پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته (IF): 20 میلی‌آمپر DC
• ولتاژ معکوس (VR): 5 ولت
• محدوده دمای کاری (Topr): 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای نگهداری (Tstg): 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• شرایط لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز: دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 10 ثانیه.

3.2 پروفایل ریفلو IR پیشنهادی

برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free)، یک پروفایل دمایی خاص توصیه می‌شود تا اتصالات لحیم قابل اطمینان بدون آسیب به پکیج LED ایجاد شود. این پروفایل معمولاً شامل مرحله پیش‌گرمایش، افزایش دما، ناحیه دمای پیک که از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند و مرحله خنک‌سازی کنترل شده است. کل زمان بالای 217 درجه سانتی‌گراد (دمای لیکوئیدوس برای لحیم بدون سرب معمولی) باید مطابق با مشخصات خمیر لحیم مدیریت شود.

3.3 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها عملکرد معمول LED را تحت شرایط کاری نرمال در Ta=25°C تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv): در جریان مستقیم (IF) 5 میلی‌آمپر، از 4.5 تا 28 میلی‌کاندلا (mcd) متغیر است. اندازه‌گیری شده با سنسوری که فیلتر شده تا منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را داشته باشد.
• زاویه دید (2θ½): 130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد.
• طول موج تابش پیک (λP): معمولاً 574.0 نانومتر (nm).
• طول موج غالب (λd): در IF=5mA از 567.5 نانومتر تا 576.5 نانومتر متغیر است. این پارامتر رنگ درک‌شده نور را تعریف می‌کند.
• پهنای نیم‌خط طیفی (Δλ): تقریباً 15 نانومتر، که نشان‌دهنده خلوص طیفی تابش سبز است.
• ولتاژ مستقیم (VF): در IF=5mA از 1.7 ولت تا 2.3 ولت متغیر است.
• جریان معکوس (IR): حداکثر 10 میکروآمپر (µA) در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت.

4. سیستم باینینگ

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

4.1 باینینگ ولتاژ مستقیم (VF)

باین‌ها بر اساس افت ولتاژ مستقیم در 5mA تعریف می‌شوند.
E2: 1.7 ولت - 1.9 ولت
E3: 1.9 ولت - 2.1 ولت
E4: 2.1 ولت - 2.3 ولت
تلرانس هر باین: ±0.1 ولت

4.2 باینینگ شدت نور (Iv)

باین‌ها بر اساس شدت نور در 5mA تعریف می‌شوند.
J: 4.5 mcd - 7.1 mcd
K: 7.1 mcd - 11.2 mcd
L: 11.2 mcd - 18.0 mcd
M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
تلرانس هر باین: ±15%

4.3 باینینگ فام رنگ (طول موج غالب، λd)

باین‌ها بر اساس طول موج غالب در 5mA تعریف می‌شوند که سایه دقیق رنگ سبز را تعیین می‌کند.
C: 567.5 نانومتر - 570.5 نانومتر
D: 570.5 نانومتر - 573.5 نانومتر
E: 573.5 نانومتر - 576.5 نانومتر
تلرانس هر باین: ±1 نانومتر

5. منحنی‌های عملکرد معمول

داده‌های گرافیکی بینش عمیق‌تری در مورد رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. منحنی‌های معمول شامل موارد زیر است:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V): رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم: نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، تا حداکثر ریتینگ، افزایش می‌یابد.
• شدت نور در مقابل دمای محیط: کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی مهم است.
• توزیع طیفی: نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که حول طول موج پیک 574 نانومتر متمرکز است.

6. راهنمای کاربر و اطلاعات مونتاژ

6.1 تمیزکاری

در صورت لزوم تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های مشخص شده استفاده کنید. LED را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از استفاده از پاک‌کننده‌های شیمیایی قوی یا نامشخص که ممکن است به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند، خودداری کنید.

6.2 طرح پد PCB توصیه شده

یک الگوی لند (فوت‌پرینت) پیشنهادی برای PCB ارائه شده است تا تشکیل صحیح فیله لحیم و پایداری مکانیکی تضمین شود. این الگو ابعاد پکیج و فاصله توصیه شده ماسک لحیم را در نظر می‌گیرد.

6.3 مشخصات بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها روی نوار حامل امباس شده با یک نوار پوششی محافظ عرضه می‌شوند. مشخصات کلیدی شامل عرض نوار 8 میلی‌متر، فاصله پاکت و ابعاد قرقره (قطر 7 اینچ) است. تعداد استاندارد در هر قرقره 5000 عدد است. بسته‌بندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 انجام می‌شود.

6.4 نگهداری و جابجایی

• ملاحظات ESD:این دستگاه نسبت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. در حین جابجایی از بند مچ دست، زیرانداز ضد استاتیک و تجهیزات زمین‌شده مناسب استفاده کنید.
• حساسیت به رطوبت:پکیج در سطح MSL 2a رتبه‌بندی شده است. پس از باز کردن کیسه اصلی ممانعت از رطوبت، قطعات باید در عرض 672 ساعت (28 روز) تحت رطوبت کنترل شده (<60% RH) فرآیند ریفلو IR را طی کنند. برای نگهداری فراتر از این مدت یا در محیط‌های کنترل نشده، قبل از لحیم‌کاری، پخت در دمای تقریباً 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 20 ساعت توصیه می‌شود.
• بسته‌های بازنشده:در دمای ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤ 90% نگهداری شود. ظرف یک سال از تاریخ کد استفاده شود.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 محدود کردن جریان

یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی برای عملکرد قابل اطمینان الزامی است. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vsupply - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ مستقیم از باین یا مقدار معمول است و IF جریان درایو مورد نظر است (نباید از 20mA DC تجاوز کند). همیشه تلرانس منبع تغذیه و تغییرات VF LED را در محاسبه در نظر بگیرید.

7.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده پایین است، حفظ دمای اتصال پایین برای قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار بسیار مهم است. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پدهای LED روی PCB وجود دارد تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند، به ویژه هنگام درایو در جریان‌های بالاتر در محدوده ریت شده.

7.3 طراحی نوری

زاویه دید گسترده 130 درجه‌ای، این LED را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده یا قابلیت مشاهده از زوایای متعدد دارند، مناسب می‌سازد. برای نور متمرکز، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد. لنز شفاف (Water Clear) حداقل جذب نور را فراهم می‌کند.

7.4 کنترل فرآیند لحیم‌کاری

پایبندی به پروفایل ریفلو توصیه شده بسیار مهم است. زمان بیش از حد بالای دمای لیکوئیدوس یا دمای پیک بالاتر از 260 درجه سانتی‌گراد می‌تواند باعث شکست سیم‌باند داخلی یا ترک خوردن پکیج شود. لحیم‌کاری دستی با هویه باید به دمای 300 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 3 ثانیه محدود شود و فقط یک بار اعمال شود.

8. مقایسه فنی و مزایا

مشخصه اصلی متمایزکننده این قطعه، پروفایل 0.35 میلی‌متری آن است که به طور قابل توجهی از بسیاری از LEDهای SMD استاندارد باریک‌تر است. این امر امکان ادغام در الکترونیک مصرفی فوق باریک را فراهم می‌کند. استفاده از فناوری AlInGaP در مقایسه با برخی فناوری‌های قدیمی‌تر LED سبز، بازدهی بالاتر و پایداری دمایی بهتری ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی و رنگ یکنواخت‌تر در محدوده دمای کاری می‌شود. سیستم باینینگ جامع به طراحان کنترل دقیقی بر روی مشخصات بصری و الکتریکی محصول نهایی خود می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از خروجی منطقی 3.3 ولت یا 5 ولت درایو کنم؟
پ: خیر. شما همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. محاسبه ذکر شده در بخش 7.1 اعمال می‌شود. درایو مستقیم آن احتمالاً از حداکثر جریان مجاز فراتر رفته و LED را از بین می‌برد.

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پ: طول موج پیک (λP) طول موجی است که در آن طیف تابش بیشترین شدت را دارد. طول موج غالب (λd) طول موج واحدی است که همان درک رنگ نور LED را تولید می‌کند. λd برای مشخص کردن رنگ مرتبط‌تر است.

س: چگونه کد باین موجود در شماره قطعه را تفسیر کنم؟
پ: شماره قطعه LTST-C193KGKT-5A شامل کدهای تعبیه شده است. حرف 'K' معمولاً مربوط به یک باین شدت نور خاص است (مثلاً باین K از 7.1-11.2 mcd)، و حرف 'G' نشان‌دهنده رنگ سبز است. نگاشت دقیق باید با لیست کد باین تفصیلی سازنده تأیید شود.

س: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
پ: محدوده دمای کاری از 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که بسیاری از محیط‌ها را پوشش می‌دهد. با این حال، دیتاشیت کاربردها را عمدتاً داخلی (مانند تابلوها) مشخص می‌کند. برای استفاده در فضای باز، حفاظت اضافی در برابر تابش UV و نفوذ رطوبت را در نظر بگیرید که در این سند پوشش داده نشده‌اند.

10. اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از ولتاژ روشن شدن دیود (VF) اعمال می‌شود، الکترون‌های ناشی از ماده AlInGaP نوع n با حفره‌های ناشی از ماده نوع p در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند. این رویداد بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را در این مورد، سبز، تعریف می‌کند. لنز اپوکسی برای محافظت از چیپ نیمه‌هادی، شکل‌دهی به پرتو نور خروجی و افزایش استخراج نور از ماده عمل می‌کند.