دیتاشیت فنی LTST-S326TGKSKT-5A - ال‌ای‌دی SMD دو رنگ (سبز/زرد) - ولتاژ معکوس 5 ولت - جریان مستقیم 20/30 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات فنی یک ال‌ای‌دی نصب سطحی (SMD) دو رنگ با دید کناری را شرح می‌دهد. این قطعه به طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده است که به یک منبع نور فشرده با زاویه قائم نیاز دارند و بازار هدف اصلی آن ماژول‌های نور پس زمینه LCD است. مزایای اصلی آن شامل رعایت مقررات زیست‌محیطی، خروجی روشنایی بالا از مواد نیمه‌هادی پیشرفته و سازگاری با فرآیندهای مونتاژ و لحیم‌کاری خودکار مدرن می‌باشد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس تعریف شده است. برای ال‌ای‌دی سبز (تراشه InGaN)، حداکثر جریان مستقیم پیوسته 20 میلی‌آمپر است و جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز می‌باشد. اتلاف توان آن 76 میلی‌وات ریت شده است. ال‌ای‌دی زرد (تراشه AlInGaP) دارای ریت جریان مستقیم پیوسته بالاتری معادل 30 میلی‌آمپر، پیک 80 میلی‌آمپر و اتلاف توان 75 میلی‌وات است. هر دو رنگ دارای حداکثر ولتاژ معکوس مشترک 5 ولت هستند. محدوده دمای کاری از 20- درجه سلسیوس تا 80+ درجه سلسیوس است و محدوده ذخیره‌سازی گسترده‌تری از 30- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس دارد. دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز در دمای 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه را تحمل کند.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اندازه‌گیری شده در Ta=25°C و جریان تست (IF) 5 میلی‌آمپر، پارامترهای کلیدی عملکرد به شرح زیر است. شدت نوردهی (Iv) برای ال‌ای‌دی سبز حداقل 28.0 میلی‌کاندلا، مقدار تیپیکال نامشخص و حداکثر 280.0 میلی‌کاندلا است. شدت نوردهی ال‌ای‌دی زرد از حداقل 7.1 میلی‌کاندلا تا حداکثر 71.0 میلی‌کاندلا متغیر است. هر دو ال‌ای‌دی دارای زاویه دید گسترده (2θ1/2) تیپیکال 130 درجه هستند. طول موج اوج انتشار تیپیکال (λP) ال‌ای‌دی سبز 530 نانومتر، طول موج غالب تیپیکال (λd) 528 نانومتر و عرض نیم‌ارتفاع طیف (Δλ) 35 نانومتر است. مقادیر متناظر برای ال‌ای‌دی زرد به ترتیب 591 نانومتر، 588 نانومتر و 15 نانومتر می‌باشد. ولتاژ مستقیم (VF) در 5 میلی‌آمپر برای سبز به طور تیپیکال 2.80 ولت (حداکثر 3.20 ولت) و برای زرد 1.90 ولت (حداکثر 2.30 ولت) است. جریان معکوس (IR) برای هر دو در VR=5V حداکثر 10 میکروآمپر است.

2.3 مشخصات حرارتی

فاکتور کاهش رتبه (دری‌تینگ) برای جریان مستقیم به صورت خطی از 25 درجه سلسیوس مشخص شده است. برای ال‌ای‌دی سبز، کاهش رتبه 0.25 میلی‌آمپر بر درجه سلسیوس است، به این معنی که جریان مستقیم مجاز DC به ازای هر درجه سلسیوس بالاتر از 25 درجه، 0.25 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد. برای ال‌ای‌دی زرد، فاکتور کاهش رتبه 0.4 میلی‌آمپر بر درجه سلسیوس است. این یک پارامتر حیاتی برای تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت و جلوگیری از فرار حرارتی در کاربرد می‌باشد.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول بر اساس شدت نوردهی به دسته‌های مختلف (بین) طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی درخشندگی در کاربرد تضمین شود. برای ال‌ای‌دی سبز، کدهای بین از N تا S متغیر است، با حداقل شدت‌های نور از 28.0 میلی‌کاندلا (N) تا 180.0 میلی‌کاندلا (S) و حداکثر از 45.0 میلی‌کاندلا (N) تا 280.0 میلی‌کاندلا (S). ال‌ای‌دی زرد از کدهای بین K تا P استفاده می‌کند، با حداقل‌های 7.1 میلی‌کاندلا (K) تا 45.0 میلی‌کاندلا (P) و حداکثرهای 11.2 میلی‌کاندلا (K) تا 71.0 میلی‌کاندلا (P). یک تلرانس +/-15% به هر دسته شدت نور اعمال می‌شود. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا ال‌ای‌دی‌هایی با سطوح روشنایی قابل پیش‌بینی را برای نیازهای خاص خود انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

اگرچه منحنی‌های گرافیکی خاص در متن ارائه شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، پارامترهای داده شده امکان استنتاج روندهای کلیدی عملکرد را فراهم می‌کنند. مقادیر ولتاژ مستقیم (VF) منحنی مشخصه جریان-ولتاژ (IV) را برای هر رنگ نشان می‌دهند. تفاوت در VF (2.80 ولت برای سبز در مقابل 1.90 ولت برای زرد در 5mA) برای طراحی مدار، به ویژه هنگام راه‌اندازی هر دو رنگ از یک منبع ولتاژ مشترک، قابل توجه است. داده‌های عرض نیم‌ارتفاع طیف (35 نانومتر برای سبز، 15 نانومتر برای زرد) نشان می‌دهد که ال‌ای‌دی زرد در مقایسه با انتشار گسترده‌تر سبز، طیف انتشار باریک‌تر و تک‌رنگ‌تری دارد. فاکتورهای کاهش رتبه (دری‌تینگ) به طور مستقیم وابستگی منفی دمایی حداکثر جریان مستقیم مجاز را توصیف می‌کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

دستگاه مطابق با طرح استاندارد بسته‌بندی EIA است. این یک پکیج با دید کناری (زاویه قائم) است، به این معنی که انتشار نور اصلی موازی با صفحه نصب است که برای کاربردهای نور لبه‌ای مانند نور پس زمینه LCD ایده‌آل می‌باشد. جنس لنز به عنوان شفاف (واتر کلیر) مشخص شده است. انتساب پایه‌ها به وضوح تعریف شده است: کاتد 1 (C1) برای تراشه زرد AlInGaP و کاتد 2 (C2) برای تراشه سبز InGaN است. قطعه در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی بسته‌بندی و عرضه می‌شود که با تجهیزات اتوماتیک پیک و پلیس سازگار است. نقشه‌های ابعادی دقیق برای پکیج و طرح پیشنهادی پد لحیم‌کاری در دیتاشیت کامل گنجانده شده است تا طراحی PCB را راهنمایی کند.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل‌های لحیم‌کاری رفلو

دو پروفایل رفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی ارائه شده است: یکی برای فرآیند لحیم معمولی (قلع-سرب) و یکی برای فرآیند لحیم بدون سرب. پارامترهای کلیدی برای فرآیند بدون سرب، که از خمیر لحیم SnAgCu استفاده می‌کند، شامل مرحله پیش‌گرم و شرایط دمای پیک است. تأیید شده است که دستگاه با هر دو فرآیند لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار سازگار است.

6.2 تمیزکاری

تمیزکاری باید با دقت انجام شود. نباید از مایعات شیمیایی نامشخص استفاده شود زیرا ممکن است به پکیج ال‌ای‌دی آسیب برساند. در صورت لزوم تمیزکاری، توصیه می‌شود ال‌ای‌دی را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید.

6.3 شرایط نگهداری

برای عمر مفید و قابلیت لحیم‌کاری بهینه، ال‌ای‌دی‌هایی که از بسته‌بندی اصلی محافظ رطوبت خارج شده‌اند، باید ظرف یک هفته تحت لحیم‌کاری رفلو IR قرار گیرند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از بسته‌بندی اصلی، باید در یک ظرف دربسته با ماده جاذب رطوبت یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند. در صورت نگهداری بدون بسته‌بندی برای بیش از یک هفته، قبل از مونتاژ، پخت در دمای تقریبی 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 24 ساعت توصیه می‌شود تا رطوبت جذب شده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در حین رفلو جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد 3000 قطعه در هر قرقره 7 اینچی است. مشخصات نوار و قرقره از استاندارد ANSI/EIA 481-1-A-1994 پیروی می‌کند. جیب‌های خالی قطعه روی نوار حامل با یک نوار پوشش بالایی مهر و موم شده است. حداکثر مجوز دو قطعه مفقود متوالی در نوار وجود دارد. برای مقادیر سفارشی که مضربی از یک قرقره کامل نیستند، حداقل مقدار بسته‌بندی 500 قطعه برای مقادیر باقیمانده مشخص شده است. شماره قطعه LTST-S326TGKSKT-5A از سیستم کدگذاری داخلی سازنده پیروی می‌کند که معمولاً نوع پکیج، رنگ و اطلاعات بین را کدگذاری می‌کند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

کاربرد اصلی و صریحاً بیان شده برای این ال‌ای‌دی کناری، نور پس زمینه پنل LCD است، جایی که انتشار زاویه قائم آن نور را به طور کارآمد به راهنمای نور پنل کوپل می‌کند. قابلیت دو رنگ آن (سبز/زرد) می‌تواند برای نشانگرهای وضعیت، افکت‌های نور پس زمینه چند رنگ یا در کاربردهایی که به نقاط رنگی خاص قابل دستیابی با ترکیب این دو رنگ اصلی نیاز دارند، استفاده شود.

8.2 ملاحظات طراحی

روش راه‌اندازی:ال‌ای‌دی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام راه‌اندازی چندین ال‌ای‌دی به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر ال‌ای‌دی جداگانه استفاده شود (مدل مدار A). راه‌اندازی چندین ال‌ای‌دی به صورت موازی مستقیماً از یک منبع ولتاژ بدون مقاومت‌های جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در مشخصات ولتاژ مستقیم (VF) بین ال‌ای‌دی‌ها می‌تواند منجر به تفاوت‌های قابل توجهی در جریان و در نتیجه روشنایی شود.

تخلیه الکترواستاتیک (ESD):ال‌ای‌دی به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. در حین جابجایی و مونتاژ باید اقدامات احتیاطی انجام شود: از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنید، مطمئن شوید تمام تجهیزات و سطوح کار به درستی زمین شده‌اند و استفاده از یونایزرها را برای خنثی کردن بارهای استاتیک در محیط کار در نظر بگیرید.

9. مقایسه و تمایز فنی

این دستگاه از طریق ترکیب ویژگی‌های خود متمایز می‌شود: یک تراشه دو رنگ در یک پکیج کناری. این امر در مقایسه با استفاده از دو ال‌ای‌دی جداگانه، فضای PCB را ذخیره می‌کند. استفاده از تراشه‌های فوق روشن InGaN (برای سبز) و AlInGaP (برای زرد) نشان‌دهنده تمرکز بر راندمان بالا و خروجی نوردهی است. سازگاری آن با فرآیندهای قرارگیری خودکار و رفلو استاندارد (شامل بدون سرب) آن را برای تولید الکترونیک مدرن با حجم بالا مناسب می‌سازد. زاویه دید گسترده 130 درجه برای کاربردهای نور پس زمینه که به روشنایی یکنواخت نیاز دارند، بهینه شده است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال: آیا می‌توانم ال‌ای‌دی‌های سبز و زرد را همزمان در حداکثر جریان DC خود راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: خیر. حداکثر مقادیر مجاز مطلق برای هر تراشه به طور مستقل است. راه‌اندازی همزمان هر دو در 20mA (سبز) و 30mA (زرد) از محدودیت‌های طراحی حرارتی کلی پکیج فراتر می‌رود. اتلاف توان کل باید بر اساس ولتاژها و جریان‌های مستقیم واقعی استفاده شده در نظر گرفته شود.

سوال: چرا ولتاژ مستقیم برای دو رنگ متفاوت است؟

پاسخ: ولتاژ مستقیم یک ویژگی اساسی از گاف انرژی (باندگپ) ماده نیمه‌هادی است. InGaN (سبز) گاف انرژی بزرگتری نسبت به AlInGaP (زرد) دارد که منجر به ولتاژ مستقیم بالاتری برای دستیابی به جریان یکسان می‌شود.

سوال: چگونه کدهای بین شدت نوردهی را تفسیر کنم؟

پاسخ: کد بینی را انتخاب کنید که حداقل روشنایی مورد نیاز شما را تضمین می‌کند. به عنوان مثال، اگر طراحی شما حداقل به 100 میلی‌کاندلا از ال‌ای‌دی سبز نیاز دارد، باید بین R (112.0-180.0 میلی‌کاندلا) یا بالاتر را مشخص کنید. مقدار تیپیکال تضمین شده نیست، فقط محدوده حداقل/حداکثر برای بین انتخاب شده تضمین می‌شود.

سوال: آیا هیت سینک مورد نیاز است؟

پاسخ: برای کار در جریان نامی حداکثر یا نزدیک به آن، به ویژه در دمای محیط بالا، مدیریت حرارتی دقیق PCB ضروری است. باید از منحنی کاهش رتبه پیروی کرد. برای کار در جریان کم (مثلاً 5-10 میلی‌آمپر)، معمولاً یک طرح PCB استاندارد کافی است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت دوگانه برای یک دستگاه قابل حمل.LTST-S326TGKSKT-5A می‌تواند برای نشان دادن وضعیت شارژ استفاده شود: زرد برای در حال شارژ، سبز برای شارژ کامل. طراح ال‌ای‌دی را روی لبه PCB قرار می‌دهد، به طوری که سمت انتشار آن به سمت یک راهنمای نور یا پنجره در بدنه باشد. دو مدار محدودکننده جریان مستقل طراحی می‌شود - یکی برای آند زرد (با مقاومتی که برای Vsupply، VF_yellow~1.9V و I_F مورد نظر محاسبه شده) و یکی برای آند سبز (محاسبه شده برای VF_green~2.8V). کاتد مشترک به زمین متصل می‌شود. زاویه دید گسترده اطمینان می‌دهد که نشانگر از زوایای مختلف قابل مشاهده است. طراح باید اطمینان حاصل کند که طرح پد PCB با الگوی توصیه شده مطابقت دارد تا یک اتصال لحیم قابل اعتماد و تراز مناسب حاصل شود.

12. معرفی اصول فنی

دیودهای ساطع‌کننده نور (LED) دستگاه‌های پیوند p-n نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ نور ساطع شده توسط انرژی گاف ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. این دستگاه دو تراشه نیمه‌هادی مختلف را در یک پکیج ادغام می‌کند: یک تراشه ایندیم گالیم نیترید (InGaN) برای انتشار سبز و یک تراشه آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) برای انتشار زرد. پکیج کناری از طریق یک طراحی مکانیکی خاص به دست می‌آید که سطح اصلی نورافشان تراشه را عمود بر پایه‌های پکیج جهت‌دهی می‌کند و نور را از کنار قطعه خارج می‌نماید.

13. روندها و زمینه صنعت

توسعه این قطعه با چندین روند کلیدی در صنعت اپتوالکترونیک همسو است. حرکت به سمت انطباق با RoHS و محصولات سبز منعکس‌کننده مقررات زیست‌محیطی جهانی است. استفاده از مواد با راندمان بالا مانند InGaN و AlInGaP توسط تقاضای مداوم برای روشنایی بیشتر و مصرف توان کمتر در دستگاه‌های قابل حمل و نمایشگرها هدایت می‌شود. نوآوری‌های بسته‌بندی، مانند فرمت‌های کناری، برای امکان‌پذیر کردن محصولات نهایی نازک‌تر و فشرده‌تر، به ویژه در الکترونیک مصرفی مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها، حیاتی هستند. علاوه بر این، سازگاری با خطوط مونتاژ SMT کاملاً خودکار و پرسرعت یک نیاز اساسی برای تولید انبوه مقرون به صرفه است. گنجاندن پروفایل‌های لحیم‌کاری دقیق، به ویژه برای فرآیندهای بدون سرب، بر گذار صنعت به سمت تولید سازگارتر با محیط زیست تأکید می‌کند.