دیتاشیت LED دو رنگ SMD مدل LTST-S326KSTGKT-5A (زرد/سبز) - 5mA - زاویه دید 130 درجه - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی LTST-S326KSTGKT-5A یک LED دو رنگ نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده که نیازمند روشنایی نشانگر قابل اعتماد در حداقل فضای اشغالی هستند. این قطعه دو چیپ نیمه‌هادی مجزا را در یک پکیج واحد ادغام می‌کند: یک چیپ AlInGaP برای انتشار نور زرد و یک چیپ InGaN برای انتشار نور سبز. این پیکربندی امکان نشان‌دهی دو رنگ از یک قطعه واحد را فراهم می‌کند و فضای ارزشمند PCB را ذخیره می‌نماید. LED در یک پکیج استاندارد مطابق با EIA با لنز شفاف آبی (Water-Clear) قرار گرفته که خروجی نور بالا و زاویه دید گسترده را تضمین می‌کند. این قطعه به طور خاص برای سازگاری با سیستم‌های مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place و فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) طراحی شده و آن را برای محیط‌های تولید انبوه مناسب می‌سازد.

مزایای اصلی این LED شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS، استفاده از تکنولوژی چیپ فوق‌روشن برای شدت نور بالا، و طراحی آن برای استحکام در خطوط مونتاژ اتوماتیک است. بازارهای هدف اصلی آن تجهیزات مخابراتی، دستگاه‌های اتوماسیون اداری، لوازم خانگی، پنل‌های کنترل صنعتی و انواع الکترونیک مصرفی را در بر می‌گیرد که در آن‌ها نشان‌دهی وضعیت یا نور پس‌زمینه مورد نیاز است.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

کارکرد دستگاه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان تلف شده:زرد: 62.5 میلی‌وات، سبز: 76 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (سیکل وظیفه 1/10، پالس 0.1 میلی‌ثانیه):زرد: 60 میلی‌آمپر، سبز: 100 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیوسته DC (I_F):زرد: 25 میلی‌آمپر، سبز: 20 میلی‌آمپر
• محدوده دمای کاری (T_a):20- درجه تا 80+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای نگهداری:30- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز:دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 10 ثانیه.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری (در T_a=25°C, I_F=5mA)

اینها پارامترهای عملکردی معمول تحت شرایط تست استاندارد هستند.

• شدت نور (I_V):
  • زرد: حداقل 7.1 میلی‌کاندلا، معمولی -، حداکثر 71.0 میلی‌کاندلا
  • سبز: حداقل 28.0 میلی‌کاندلا، معمولی -، حداکثر 280.0 میلی‌کاندلا
  • اندازه‌گیری شده با استفاده از یک سنسور/فیلتر که منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE را تقریب می‌زند.
• Viewing Angle (2θ_1/2):130 درجه (معمولی برای هر دو رنگ). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور نصف مقدار روی محور است.
• طول موج پیک (λ_P):زرد: 591 نانومتر (معمولی)، سبز: 530 نانومتر (معمولی).
• طول موج غالب (λ_d):
  • زرد: حداقل 582.0 نانومتر، حداکثر 596.0 نانومتر
  • سبز: حداقل 520.0 نانومتر، حداکثر 540.0 نانومتر
• پهنای باند طیفی (Δλ):زرد: 15 نانومتر (معمولی)، سبز: 35 نانومتر (معمولی).
• ولتاژ مستقیم (V_F):
  • زرد: معمولی 2.0 ولت، حداکثر 2.3 ولت
  • سبز: معمولی 2.8 ولت، حداکثر 3.2 ولت
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر برای هر دو رنگ در V_R=5V. توجه: دستگاه برای کارکرد معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف تست است.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول بر اساس شدت نور در باین‌ها (Bin) دسته‌بندی می‌شود تا یکنواختی رنگ و روشنایی در یک کاربرد تضمین شود. تلرانس برای هر باین +/-15% است.

3.1 باین‌های شدت نور

برای رنگ زرد (I_F=5mA):

• باین K: 7.1 – 11.2 میلی‌کاندلا
• باین L: 11.2 – 18.0 میلی‌کاندلا
• باین M: 18.0 – 28.0 میلی‌کاندلا
• باین N: 28.0 – 45.0 میلی‌کاندلا
• باین P: 45.0 – 71.0 میلی‌کاندلا

برای رنگ سبز (I_F=5mA):

• باین N: 28.0 – 45.0 میلی‌کاندلا
• باین P: 45.0 – 71.0 میلی‌کاندلا
• باین Q: 71.0 – 112.0 میلی‌کاندلا
• باین R: 112.0 – 180.0 میلی‌کاندلا
• باین S: 180.0 – 280.0 میلی‌کاندلا

شماره قطعه LTST-S326KSTGKT-5A نشان‌دهنده انتخاب‌های باین خاص برای چیپ‌های زرد (K) و سبز (S) است. طراحان باید باین‌های مورد نیاز برای کاربرد خود را مشخص کنند تا یکنواختی بصری، به ویژه زمانی که چندین LED در مجاورت یکدیگر استفاده می‌شوند، تضمین شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که PDF به منحنی‌های معمول ارجاع می‌دهد، ویژگی‌های آن‌ها را می‌توان از داده‌های ارائه شده استنباط کرد:

• منحنی I-V (جریان-ولتاژ):مشخصات ولتاژ مستقیم (V_F) یک رابطه نمایی مشخصه را نشان می‌دهد. چیپ زرد، با V_Fمعمولی پایین‌تر (2.0V)، شکل منحنی کمی متفاوت‌تری نسبت به چیپ سبز (V_Fمعمولی 2.8V) خواهد داشت. محدود کردن جریان مناسب ضروری است، زیرا V_Fدارای ضریب دمایی منفی است.
• شدت نور در مقابل جریان:شدت (I_V) تقریباً متناسب با جریان مستقیم (I_F) در محدوده کاری نامی است. با این حال، راندمان ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل اثرات حرارتی کاهش یابد.
• ویژگی‌های دمایی:خروجی نوری برای هر دو LEDهای AlInGaP (زرد) و InGaN (سبز) معمولاً با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. محدوده دمای کاری 20- تا 80+ درجه سانتی‌گراد شرایط محیطی را تعریف می‌کند که تحت آن عملکرد مشخص شده تضمین می‌شود.
• توزیع طیفی:طول موج‌های پیک و غالب، همراه با پهنای باند طیفی (Δλ)، خلوص رنگ را تعریف می‌کنند. Δλ وسیع‌تر چیپ سبز (35 نانومتر) در مقایسه با چیپ زرد (15 نانومتر) برای LEDهای سبز مبتنی بر InGaN معمولی است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LED مطابق با طرح استاندارد پکیج نصب سطحی EIA است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. پکیج دارای طراحی کم‌پروفیل مناسب برای کاربردهای با محدودیت فضا است.

5.2 انتساب پایه‌ها و قطبیت

دستگاه دارای دو آند (یکی برای هر چیپ) و یک کاتد مشترک است. انتساب پایه‌ها به شرح زیر است:

• کاتد 1 (C1):متصل به چیپ سبز InGaN.
• کاتد 2 (C2):متصل به چیپ زرد AlInGaP.

قطبیت صحیح باید در حین طراحی PCB و مونتاژ رعایت شود. طرح پد اتصال PCB توصیه شده ارائه شده است تا لحیم‌کاری مناسب و پایداری مکانیکی تضمین شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو (فرآیند بدون سرب)

دستگاه با لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز سازگار است. یک پروفایل پیشنهادی مطابق با استانداردهای JEDEC به شرح زیر است:

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

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

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی:

• دمای هویه:حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 3 ثانیه برای هر پد
• تعداد سیکل‌ها:فقط یک بار.

6.3 نگهداری و جابجایی

• احتیاط‌های ESD:دستگاه 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:به عنوان یک دستگاه نصب سطحی، به رطوبت حساس است.
  • کیف مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. ظرف یک سال پس از باز کردن کیف استفاده شود.
  • پس از باز کردن کیف:برای قطعاتی که بیش از یک هفته خارج از کیف اصلی بوده‌اند، قبل از ریفلو، پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 20 ساعت توصیه می‌شود تا از "پاپ کورن شدن" جلوگیری شود.
• تمیزکاری:فقط از حلال‌های الکلی تایید شده مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) یا اتیل الکل استفاده کنید. غوطه‌وری باید کمتر از یک دقیقه در دمای اتاق باشد. از مواد شیمیایی نامشخص خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد برای مونتاژ اتوماتیک به شرح زیر است:

• نوار:نوار حامل برجسته به عرض 8 میلی‌متر.
• قرقره:قرقره با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر قرقره:3000 قطعه.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 قطعه برای مقادیر باقیمانده.
• بسته‌بندی از مشخصات ANSI/EIA-481 پیروی می‌کند. پاکت‌های خالی با نوار پوششی مهر و موم می‌شوند و حداکثر دو قطعه مفقود متوالی مجاز است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• نشانگرهای وضعیت:نشانگرهای روشن بودن، آماده به کار، حالت، شارژ باتری یا فعالیت شبکه در روترها، مودم‌ها، ایستگاه‌های پایه و تجهیزات مخابراتی.
• نور پس‌زمینه کی‌پد/کیبورد:ارائه بازخورد دو رنگ (مثلاً سبز برای فعال، زرد برای هشدار) در پنل‌های صنعتی، دستگاه‌های پزشکی یا الکترونیک مصرفی.
• نشانگرهای پنل:روی پنل‌های کنترل لوازم خانگی (اجاق‌ها، ماشین‌های لباسشویی) و تجهیزات اتوماسیون اداری (پرینترها، اسکنرها).
• تجهیزات روشنایی نمادین:تابلوهای کوچک یا روشنایی آیکون.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان برای هر کانال رنگ استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه (V_CC)، جریان مستقیم مورد نظر (I_F) و ولتاژ مستقیم LED (V_F) محاسبه کنید. برای طراحی مستحکم از حداکثر V_Fاز دیتاشیت استفاده کنید: R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• مدیریت حرارتی:در حالی که توان تلف شده کم است، در صورت کار در دمای محیطی بالا یا نزدیک به جریان حداکثر، اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس PCB یا وایاهای حرارتی وجود دارد تا عملکرد و طول عمر حفظ شود.
• طراحی نوری:زاویه دید 130 درجه دید گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای نور هدایت شده، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد.
• مدار درایو:LED با سطح منطقی سازگار است و می‌تواند مستقیماً از پایه‌های GPIO میکروکنترلر (با یک مقاومت محدودکننده جریان) یا از طریق سوئیچ‌های ترانزیستور/MOSFET برای کنترل جریان بالاتر راه‌اندازی شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTST-S326KSTGKT-5A مزایای خاصی در رده خود ارائه می‌دهد:

• دو رنگ در یک پکیج:نیاز به دو LED SMD جداگانه را حذف می‌کند، فضای PCB را ذخیره می‌نماید، زمان/هزینه قرارگیری را کاهش می‌دهد و لیست مواد (BOM) را ساده می‌سازد.
• روشنایی بالا:استفاده از چیپ‌های فوق‌روشن AlInGaP و InGaN شدت نور بالایی فراهم می‌کند و آن را برای کاربردهایی که نیازمند دید خوب حتی در شرایط روشن هستند مناسب می‌سازد.
• پکیج استاندارد شده:طرح استاندارد EIA سازگاری با طیف وسیعی از طرح‌های PCB موجود، نازل‌های Pick-and-Place و سیستم‌های فیدر را تضمین می‌کند.
• سازگاری قوی با فرآیند:به طور صریح برای ریفلو IR و مونتاژ اتوماتیک طراحی شده است که بازده بالا و قابلیت اطمینان در تولید انبوه را تضمین می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال 1: آیا می‌توانم هر دو LED زرد و سبز را همزمان در حداکثر جریان DC خود راه‌اندازی کنم؟

پاسخ 1: خیر. حداکثر مقادیر مجاز مطلق جریان‌های مستقیم DC جداگانه را مشخص می‌کنند (زرد: 25mA، سبز: 20mA). راه‌اندازی همزمان هر دو در این سطوح احتمالاً از رتبه‌بندی کل توان تلف شده پکیج فراتر می‌رود. برای کارکرد همزمان، جریان‌ها را بر اساس ملاحظات حرارتی به طور متناسب کاهش دهید.

سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک (λ_P) و طول موج غالب (λ_d) چیست؟

پاسخ 2: طول موج پیک، طول موج واحدی است که در آن طیف انتشار بالاترین شدت را دارد. طول موج غالب، طول موج واحد نور تک‌رنگ است که با مرجع سفید مشخص شده ترکیب شود، رنگ درک شده LED را مطابقت می‌دهد. λ_dنزدیک‌تر به ادراک رنگ انسان است.

سوال 3: چرا شرایط تست جریان معکوس (I_R) مشخص شده است اگر دستگاه برای کارکرد معکوس نیست؟

پاسخ 3: تست I_Rیک تست استاندارد کیفیت و قابلیت اطمینان برای بررسی یکپارچگی اتصال و نشتی است. این تست تأیید می‌کند که چیپ LED و پکیج نقص قابل توجهی ندارند. اعمال ولتاژ معکوس در یک مدار واقعی توصیه نمی‌شود و می‌تواند به دستگاه آسیب برساند.

سوال 4: جدول زمانی 1 هفته پس از باز کردن کیسه مانع رطوبت چقدر حیاتی است؟

پاسخ 4: این یک راهنمای محافظه‌کارانه برای جلوگیری از آسیب ناشی از رطوبت در حین لحیم‌کاری ریفلو ("پاپ کورن شدن") است. اگر زمان قرارگیری در معرض محیط فراتر رود، پخت قطعات طبق مشخصات (60 درجه سانتی‌گراد به مدت 20+ ساعت) به طور مؤثر رطوبت جذب شده را حذف می‌کند و آن‌ها را به شرایط قابل لحیم‌کاری بازمی‌گرداند.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک نشانگر وضعیت دوگانه برای یک روتر بی‌سیم. سبز نشان‌دهنده اتصال اینترنت پایدار است و زرد نشان‌دهنده تلاش برای اتصال یا سیگنال تخریب‌شده است.

پیاده‌سازی:

1. LED روی PCB پنل جلویی قرار می‌گیرد. کاتد مشترک به زمین متصل می‌شود.
2. آند سبز (C1) از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان به یک پایه GPIO میکروکنترلر (مثلاً 3.3V) متصل می‌شود. R_green = (3.3V - 3.2V_max) / 0.005A = 20Ω (از مقدار استاندارد 22Ω استفاده شود).
3. آند زرد (C2) از طریق یک مقاومت دیگر به یک پایه GPIO متفاوت متصل می‌شود. R_yellow = (3.3V - 2.3V_max) / 0.005A = 200Ω (از مقدار استاندارد 220Ω استفاده شود).
4. فریم‌ور میکروکنترلر پایه‌ها را کنترل می‌کند: پایه سبز را برای لینک پایدار High می‌کند، پایه زرد را برای جستجو/تخریب‌شده High می‌کند و هر دو را برای خاموش Low می‌کند.
5. زاویه دید گسترده 130 درجه تضمین می‌کند که نشانگر از زوایای مختلف در یک اتاق معمولی قابل مشاهده باشد.

این طراحی از یک قطعه واحد برای ارائه دو حالت بصری واضح استفاده می‌کند که در مقایسه با استفاده از دو LED جداگانه، مونتاژ را ساده و فضا را ذخیره می‌نماید.

12. معرفی اصل تکنولوژی

LTST-S326KSTGKT-5A بر اساس انتشار نور نیمه‌هادی حالت جامد است. این قطعه شامل دو ماده نیمه‌هادی مختلف در پکیج خود است:

• انتشار زرد (AlInGaP):نور زرد توسط یک چیپ فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) تولید می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال چیپ بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مربوط به طول موج زرد (~590 نانومتر) است.
• انتشار سبز (InGaN):نور سبز توسط یک چیپ نیترید گالیم ایندیم (InGaN) تولید می‌شود. اصل کارکرد یکسان است (الکترولومینسانس)، اما سیستم ماده InGaN قابلیت تنظیم گاف نواری وسیع‌تری دارد. با تنظیم محتوای ایندیم، طول موج انتشار می‌تواند در سراسر طیف آبی، سبز و فیروزه‌ای تغییر کند. دستیابی به راندمان بالا برای سبز با InGaN نسبت به آبی چالش‌برانگیزتر است که در پهنای طیفی وسیع‌تر منعکس می‌شود.

لنز اپوکسی شفاف آبی چیپ‌ها را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند، پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد و آب‌بندی محیطی را ارائه می‌دهد.

13. روندها و تحولات صنعت

بازار LEDهای SMD مانند LTST-S326KSTGKT-5A تحت تأثیر چندین روند کلیدی همچنان در حال تکامل است:

• کوچک‌سازی افزایش یافته:تقاضا برای اندازه‌های پکیج حتی کوچک‌تر (مانند 0402، 0201 متریک) برای امکان‌پذیر کردن الکترونیک متراکم‌تر و فرم‌فاکتورهای جدید مانند دستگاه‌های پوشیدنی ادامه دارد.
• راندمان و درخشندگی بالاتر:بهبودهای مداوم در رشد اپیتاکسیال و طراحی چیپ، LEDهایی با کارایی نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر بر وات الکتریکی) به دست می‌دهد که امکان مصرف توان کمتر یا نشانگرهای روشن‌تر در جریان یکسان را فراهم می‌کند.
• یکنواختی رنگ و باینینگ پیشرفته:تلرانس‌های باینینگ سخت‌تر برای طول موج (رنگ) و شدت در حال تبدیل شدن به استاندارد هستند، به ویژه برای کاربردهایی که چندین LED باید کاملاً مطابقت داشته باشند، مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ یا آرایه‌های نشانگر.
• ادغام و ویژگی‌های هوشمند:این روند فراتر از LEDهای گسسته ساده به سمت راه‌حل‌های یکپارچه گسترش می‌یابد، مانند LEDهایی با مقاومت‌های محدودکننده جریان داخلی، ICهای درایور یا حتی میکروکنترلر برای LEDهای RGB آدرس‌پذیر (مانند WS2812).
• قابلیت اطمینان و مناسب بودن برای محیط‌های خشن:توسعه بر بهبود عملکرد و طول عمر تحت دمای بالاتر، رطوبت و قرارگیری در معرض مواد شیمیایی متمرکز است و کاربردها را به سمت محیط‌های خودرویی، صنعتی و فضای باز گسترش می‌دهد.

دستگاه‌هایی مانند LTST-S326KSTGKT-5A یک راه‌حل بالغ، قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه برای کاربردهای نشانگر استاندارد ارائه می‌دهند، در حالی که تکنولوژی‌های جدیدتر مرزهای استفاده‌های تخصصی و با عملکرد بالا را جابجا می‌کنند.