دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTD-5435CKG-P - ارتفاع رقم 0.56 اینچ - سبز AlInGaP - ولتاژ پیشرو 2.6 ولت - جریان پیوسته 25 میلی‌آمپر - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTD-5435CKG-P یک قطعه نصب‌سطحی (SMD) با پیکربندی نمایشگر هفت‌بخشی دو رقمی است. کاربرد اصلی آن در دستگاه‌های الکترونیکی نیازمند نمایش عددی واضح و روشن، مانند پنل‌های ابزار دقیق، لوازم الکترونیکی مصرفی، کنترل‌های صنعتی و تجهیزات آزمایشگاهی است. این نمایشگر از فناوری نیمه‌هادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) برای تراشه‌های LED استفاده می‌کند که بر روی یک زیرلایه غیرشفاف آرسنید گالیم (GaAs) ساخته شده‌اند. این فناوری برای تولید نور با بازدهی بالا در نواحی طیفی قرمز، نارنجی، زرد و سبز شناخته شده است. دستگاه با صفحه‌ای خاکستری و بخش‌های سفید ساخته شده است که تضاد بالایی برای خوانایی بهینه فراهم می‌کند. این محصول به‌طور خاص برای فرآیندهای مونتاژ معکوس طراحی شده است.

1.1 مزایای اصلی

• روشنایی و تضاد بالا:فناوری و طراحی AlInGaP منجر به شدت نور و وضوح کاراکتر عالی می‌شود.
• مصرف توان پایین:برای عملکرد کارآمد با جریان‌های راه‌اندازی استاندارد طراحی شده است.
• زاویه دید گسترده:قابلیت مشاهده از موقعیت‌های مختلف را تضمین می‌کند.
• قابلیت اطمینان حالت جامد:فناوری LED عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش را ارائه می‌دهد.
• خروجی دسته‌بندی شده:دستگاه‌ها بر اساس شدت نور و فام (طول موج غالب) دسته‌بندی می‌شوند تا یکنواختی در کاربردها تضمین شود.
• مطابقت با RoHS:بسته‌بندی بدون سرب است و از مقررات زیست‌محیطی پیروی می‌کند.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• توان اتلافی هر بخش:70 میلی‌وات
• جریان پیشروی پیک هر بخش:60 میلی‌آمپر (در 1 کیلوهرتز، چرخه کاری 10%)
• جریان پیشروی پیوسته هر بخش:25 میلی‌آمپر
• کاهش جریان پیشروی:0.28 میلی‌آمپر/°C بالاتر از دمای محیط 25°C.
• محدوده دمای عملیاتی:40- درجه سلسیوس تا 105+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سلسیوس تا 105+ درجه سلسیوس

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اندازه‌گیری شده در دمای محیط (Ta) 25°C، این‌ها پارامترهای عملکرد معمول هستند.

• شدت نور متوسط هر بخش (I_V):14,000 میکروکاندلا (حداقل)، 26,000 میکروکاندلا (معمول) در I_F= 10 میلی‌آمپر.
• طول موج تابش پیک (λ_p):571 نانومتر (معمول) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• طول موج غالب (λ_d):568 نانومتر تا 572 نانومتر در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• ولتاژ پیشروی هر بخش (V_F):2.0 ولت (حداقل)، 2.6 ولت (معمول) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس هر بخش (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5 ولت.توجه: این یک شرایط آزمایش است؛ عملکرد با بایاس معکوس پیوسته پشتیبانی نمی‌شود.
• نسبت تطابق شدت نور (I_V-m):2:1 (حداکثر) در I_F= 10 میلی‌آمپر، که یکنواختی روشنایی بخش‌ها را تضمین می‌کند.
• تداخل نوری:≤ 2.5%، که روشنایی ناخواسته بخش‌های مجاور را به حداقل می‌رساند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای تضمین یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، نمایشگرها در دسته‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دستگاه‌ها بر اساس شدت نور متوسط هر بخش در 10 میلی‌آمپر مرتب می‌شوند.

• درجه P:13,701 میکروکاندلا تا 21,820 میکروکاندلا
• درجه Q:21,821 میکروکاندلا تا 34,700 میکروکاندلا
• درجه R:34,701 میکروکاندلا تا 55,170 میکروکاندلا
• تلرانس کلی شدت نور ±15% است.

3.2 دسته‌بندی فام (طول موج غالب)

دستگاه‌ها همچنین بر اساس طول موج غالب در 20 میلی‌آمپر برای کنترل سایه سبز دسته‌بندی می‌شوند.

• درجه 5:568.1 نانومتر تا 570.0 نانومتر
• درجه 6:570.1 نانومتر تا 572.0 نانومتر
• تلرانس برای هر دسته طول موج غالب ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است (که در متن بازتولید نشده اما توصیف شده‌اند). این منحنی‌ها رابطه بین پارامترهای کلیدی را به صورت گرافیکی نشان می‌دهند و به طراحی مدار و پیش‌بینی عملکرد کمک می‌کنند.

• جریان پیشروی در مقابل ولتاژ پیشروی (I_F-V_F):رابطه غیرخطی را نشان می‌دهد که برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان یا طراحی درایورهای جریان ثابت حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان پیشروی (I_V-I_F):نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، معمولاً به صورت زیرخطی در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی، افزایش می‌یابد.
• شدت نور در مقابل دمای محیط (I_V-T_a):کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی در کاربرد حیاتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که قله تابش باریک مشخصه LEDهای AlInGaP را نشان می‌دهد و حول 571 نانومتر متمرکز است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

ارتفاع رقم دستگاه 0.56 اینچ (14.22 میلی‌متر) است. نقشه‌های ابعادی دقیق، اندازه کلی بسته‌بندی، موقعیت بخش‌ها و محل پایه‌ها را مشخص می‌کنند. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

5.2 نمودار پد لحیم‌کاری در مقابل رنگ‌آمیزی

این نمودار برای چیدمان PCB حیاتی است. منطقه پد لحیم‌کاری در مقابل منطقه رنگ‌شده (ماسک لحیم) را تعریف می‌کند تا تشکیل صحیح اتصال لحیم و جلوگیری از اتصال کوتاه تضمین شود. نکات کلیدی شامل:

• حداکثر برآمدگی پین پلاستیکی: 0.14 میلی‌متر.
• حداکثر تاب برداشتن PCB: 0.06 میلی‌متر.
• مشخصات آبکاری پد لحیم: مس (Cu) حداقل 1200 میکرواینچ، نیکل (Ni) حداقل 150 میکرواینچ، طلا (Au) حداقل 4 میکرواینچ.
• ضخامت رنگ‌آمیزی (ماسک لحیم): 400 میکرواینچ.

5.3 اتصال پایه‌ها و مدار داخلی

نمایشگر دارای پیکربندی آند مشترک مالتی‌پلکس است. نمودار مدار داخلی دو آند مشترک (یکی برای هر رقم) و کاتدهای جداگانه برای هر بخش (A-G) و نقطه‌های اعشار/کولون (L1, L2) را نشان می‌دهد. ترتیب پایه‌ها به شرح زیر است:

• پایه 1: بدون اتصال (NC)
• پایه 2: کاتد E
• پایه 3: آند مشترک رقم 1
• پایه 4: کاتد D
• پایه 5: کاتد C
• پایه 6: کاتد L1, L2 (کولون)
• پایه 7: آند مشترک رقم 2
• پایه 8: کاتد B
• پایه 9: کاتد A
• پایه 10: NC
• پایه 11: کاتد F
• پایه 12: کاتد G

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 دستورالعمل لحیم‌کاری SMT

لحیم‌کاری صحیح برای قابلیت اطمینان ضروری است.

• لحیم‌کاری ریفلو (حداکثر 2 سیکل):
  • پیش‌گرم: 120–150 درجه سلسیوس
  • زمان پیش‌گرم: حداکثر 120 ثانیه
  • دمای پیک: حداکثر 260 درجه سلسیوس
  • زمان بالاتر از نقطه مایع: حداکثر 5 ثانیه
• لحیم‌کاری دستی (هویه، حداکثر 1 سیکل):
  • دما: حداکثر 300 درجه سلسیوس
  • زمان: حداکثر 3 ثانیه
• در صورت نیاز به پاس دوم، یک دوره خنک‌سازی تا دمای اتاق بین سیکل اول و دوم ریفلو الزامی است.

6.2 الگوی لحیم‌کاری توصیه شده

یک نمودار الگوی لند برای طراحی PCB ارائه شده است که ابعاد بهینه پد مسی (بر حسب میلی‌متر) را برای اطمینان از فیله لحیم قابل اطمینان و استحکام مکانیکی مشخص می‌کند.

7. بسته‌بندی و جابجایی

7.1 فرمت‌های بسته‌بندی

• ابعاد قرقره:مشخصات بسته‌بندی نوار و قرقره مورد استفاده برای مونتاژ خودکار.
• ابعاد حامل:جزئیات نوار حامل برجسته‌دار که قطعات را نگه می‌دارد.
• جهت بیرون کشیدن:به وضوح نشان داده شده است تا از آسیب در هنگام تنظیم فیدر جلوگیری شود.

7.2 حساسیت به رطوبت و پخت

نمایشگر SMD به رطوبت حساس است (MSL). در یک کیسه ضد رطوبت مهر و موم شده با ماده خشک‌کننده ارسال می‌شود.

• نگهداری:کیسه‌های بازنشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شوند.
• عمر مفید پس از باز کردن:پس از باز کردن کیسه، قطعات باید در مدت زمان مشخصی (به طور ضمنی 1 هفته در شرایط کنترل شده <30°C، <60% RH) استفاده شوند یا قبل از ریفلو پخت شوند.
• شرایط پخت:
  • در قرقره: 60°C به مدت ≥48 ساعت.
  • به صورت فله: 100°C به مدت ≥4 ساعت یا 125°C به مدت ≥2 ساعت.
  • پخت باید فقط یک بار انجام شود تا از تخریب تنش حرارتی جلوگیری شود.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• مولتی‌مترهای دیجیتال و تجهیزات آزمایشگاهی:برای نمایش عددی واضح و روشن.
• پنل‌های کنترل صنعتی:نمایش متغیرهای فرآیند مانند دما، فشار یا شمارش.
• لوازم خانگی مصرفی:نمایشگرهای مایکروویو، ماشین لباس‌شویی یا تجهیزات صوتی.
• نمایشگرهای جانبی خودرو:جایی که روشنایی بالا و زاویه دید گسترده مفید است.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدار درایور:با در نظر گرفتن طراحی آند مشترک مالتی‌پلکس، از درایورهای جریان ثابت یا مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب برای هر ترکیب بخش/آند استفاده کنید. رتبه‌های ولتاژ و جریان پیشروی باید رعایت شوند.
• مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که طراحی PCB امکان اتلاف حرارت کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا کار می‌کند، زیرا شدت نور با دما کاهش می‌یابد.
• زاویه دید:زاویه دید گسترده یک مزیت است، اما ارتفاع نصب و طراحی قاب باید برای حداکثر کردن خوانایی برای کاربر نهایی در نظر گرفته شود.
• محافظت در برابر ESD:در طول مونتاژ، روش‌های استاندارد جابجایی و محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک را پیاده‌سازی کنید، زیرا LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با سایر فناوری‌ها مانند LEDهای سبز سنتی GaP یا LEDهای سبز جدیدتر مبتنی بر InGaN، فناوری AlInGaP در LTD-5435CKG-P مزایای خاصی ارائه می‌دهد:

• در مقابل LEDهای سبز قدیمی GaP:AlInGaP بازده نوری و روشنایی به مراتب بالاتر، خلوص رنگ بهتر (طیف باریک‌تر) و قابلیت اطمینان بهبود یافته ارائه می‌دهد.
• در مقابل LEDهای سبز InGaN (فسفر آبی/زرد):LEDهای سبز AlInGaP معمولاً بازده بالاتری در طیف سبز خالص (حدود 570 نانومتر) دارند و از تخریب فسفر یا تغییر رنگ در طول زمان رنج نمی‌برند. آنها یک رنگ سبز متمایز و اشباع شده ارائه می‌دهند.
• متمایزکننده کلیدی:ترکیب روشنایی بالا (تا درجه R)، تضاد عالی (صفحه خاکستری/بخش‌های سفید) و قابلیت اطمینان اثبات شده فناوری AlInGaP، این نمایشگر را برای کاربردهای نیازمند عمر طولانی و عملکرد یکنواخت مناسب می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

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

طول موج پیک (λ_p):طول موج واحدی که توزیع توان طیفی در آن حداکثر است (571 نانومتر معمول).طول موج غالب (λ_d):طول موج واحد نور تک‌رنگی که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. این پارامتری است که برای دسته‌بندی فام استفاده می‌شود (568-572 نانومتر).

10.2 آیا می‌توانم این نمایشگر را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

بله، اما نه به طور مستقیم. ولتاژ پیشروی معمول در 20 میلی‌آمپر 2.6 ولت است. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر مسیر بخش/آند استفاده کنید. مقدار مقاومت به صورت R = (V_منبع- V_F) / I_Fمحاسبه می‌شود. برای منبع 5 ولت و هدف 20 میلی‌آمپر: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω. همیشه اتلاف توان در مقاومت را بررسی کنید.

10.3 چرا محدودیتی در تعداد سیکل‌های ریفلو وجود دارد؟

چندین سیکل ریفلو، قطعه را در معرض تنش حرارتی مکرر قرار می‌دهد که می‌تواند به طور بالقوه به اتصالات سیمی داخلی آسیب برساند، تراشه LED را تخریب کند یا مواد بسته‌بندی را لایه‌لایه کند. محدودیت دو سیکل یک اقدام احتیاطی برای قابلیت اطمینان است.

10.4 عبارت \"دسته‌بندی شده برای شدت نور\" برای طراحی من چه معنایی دارد؟

به این معنی است که شما می‌توانید هنگام سفارش، یک دسته خاص (P, Q, R) را انتخاب کنید. برای محصولی که یکنواختی روشنایی در تمام واحدها حیاتی است، شما یک دسته محدودتر را مشخص می‌کنید (مثلاً فقط درجه Q). این ممکن است بر هزینه و موجودی تأثیر بگذارد اما عملکرد بصری یکنواخت را تضمین می‌کند.

11. مطالعه موردی طراحی

سناریو:طراحی یک واحد منبع تغذیه میزی جدید که نیاز به نمایشگر ولتاژ/جریان روشن و قابل اطمینان دارد.

منطق انتخاب:LTD-5435CKG-P به دلیل ارتفاع رقم 0.56 اینچ (قابل خواندن آسان از فاصله)، روشنایی بالا (درجه R مشخص شده برای خوانایی در نور خورشید) و قابلیت اطمینان AlInGaP برای عملکرد پیوسته انتخاب شد. پیکربندی آند مشترک، طراحی مدار درایور مالتی‌پلکس را با استفاده از یک میکروکنترلر ساده کرد.

پیاده‌سازی:از یک IC درایور جریان ثابت برای تأمین 15 میلی‌آمپر برای هر بخش (کاهش یافته از حداکثر 25 میلی‌آمپر برای طول عمر و مدیریت حرارتی) استفاده شد. چیدمان PCB دقیقاً از الگوی پد لحیم توصیه شده پیروی کرد. قطعات پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت در یک کابینت خشک نگهداری شدند و در عرض 3 روز استفاده شدند تا از نیاز به پخت جلوگیری شود.

12. معرفی اصل فناوری

تراشه‌های LED در این نمایشگر بر اساسماده نیمه‌هادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP)هستند. با تغییر نسبت‌های Al، In، Ga و P، می‌توان شکاف باند نیمه‌هادی را برای تابش نور در طول‌موج‌های خاص در ناحیه قرمز تا سبز طیف مهندسی کرد. در این مورد، ترکیب برای تابش سبز حول 571 نانومتر تنظیم شده است. الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال اتصال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. زیرلایه غیرشفاف GaAs مقداری نور را جذب می‌کند، اما طراحی تراشه و بازتابنده بسته‌بندی برای هدایت نور به سمت بالای بخش بهینه شده‌اند تا بازده و روشنایی بالا حاصل شود.

13. روندهای فناوری

در حالی که AlInGaP همچنان فناوری غالب با بازده بالا برای LEDهای قرمز، نارنجی، کهربایی و سبز خالص باقی مانده است، صنعت گسترده‌تر LED شاهد روندهای جاری است:

• کوچک‌سازی:کاهش مداوم اندازه بسته‌بندی برای نمایشگرهای با چگالی بالاتر.
• افزایش بازده:بهبودهای مداوم در مواد و رشد اپیتاکسیال، لومن بیشتری در هر وات تولید می‌کند.
• سبز مستقیم InGaN:تحقیقات در مورد تابش سبز مستقیم کارآمد از مواد نیترید گالیم ایندیم (InGaN) ادامه دارد، که در نهایت می‌تواند جایگزینی برای برخی کاربردها ارائه دهد.
• یکپارچه‌سازی:روند به سمت نمایشگرهای با مدار درایور یکپارچه (\"نمایشگرهای هوشمند\") برای ساده‌سازی طراحی سیستم، اگرچه LTD-5435CKG-P همچنان یک قطعه استاندارد و بدون درایور باقی می‌ماند.

LTD-5435CKG-P نمایانگر یک راه‌حل بالغ، قابل اطمینان و با عملکرد بالا در جایگاه خاص خود از نمایشگرهای عددی با اندازه متوسط و روشنایی بالا است.