دیتاشیت فنی LED دو رنگ SMD مدل LTST-C195KRKSKT - قرمز و زرد - 20mA - 75mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی LTST-C195KRKSKT یک دستگاه دو رنگ نصب سطحی (SMD) است که دو چیپ نیمه‌هادی مجزا را در یک پکیج واحد ادغام کرده است: یکی نور قرمز و دیگری نور زرد ساطع می‌کند. این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند نشانگر وضعیت، نور پس‌زمینه یا نورپردازی تزئینی در دو رنگ از یک فوت‌پرینت فشرده هستند. این قطعه از فناوری چیپ فوق‌روشن AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) بهره می‌برد که به دلیل بازده نوری بالا و پایداری شناخته شده است. دستگاه در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی بسته‌بندی شده و کاملاً با تجهیزات اتوماتیک پیک و پلیس سرعت بالا در تولید الکترونیک مدرن سازگار است.

مزایای کلیدی این ال ای دی شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است که آن را به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌کند. این قطعه برای سازگاری با فرآیندهای رایج لحیم‌کاری، از جمله ریفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار طراحی شده که برای خطوط مونتاژ فناوری نصب سطحی (SMT) استاندارد هستند. پکیج استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) تضمین‌کننده سازگاری مکانیکی با سایر قطعات و کتابخانه‌های طراحی است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

کارکرد دستگاه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود. ریتینگ‌ها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند. برای هر دو چیپ قرمز و زرد، حداکثر جریان مستقیم پیوسته DC برابر 30 میلی‌آمپر است. حداکثر اتلاف توان برای هر چیپ 75 میلی‌وات است. یک فاکتور درجه‌بندی 0.4 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد به صورت خطی از 25 درجه سانتی‌گراد اعمال می‌شود، به این معنی که جریان پیوسته مجازی با افزایش دمای محیط برای جلوگیری از گرمای بیش از حد کاهش می‌یابد. دستگاه می‌تواند در شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) حداکثر جریان مستقیم پیک 80 میلی‌آمپر را تحمل کند. حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت است. محدوده دمایی عملیاتی و ذخیره‌سازی از 55- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد مشخص شده که نشان‌دهنده مناسب بودن برای کاربردهای صنعتی و محیطی گسترده است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

این ویژگی‌ها در Ta=25°C و با جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند که شرایط تست استاندارد است. برای چیپ قرمز، شدت نور معمولی (Iv) 45.0 میلی‌کاندلا (mcd) با حداقل 18.0 mcd است. چیپ زرد معمولاً روشن‌تر است و Iv آن 75.0 mcd (حداقل 28.0 mcd) است. هر دو چیپ زاویه دید بسیار وسیعی (2θ1/2) برابر 130 درجه دارند که الگوی انتشار نور گسترده و پخش‌شده‌ای را برای نشانگرهای پنل فراهم می‌کند.

طول موج تابش پیک معمولی (λP) چیپ قرمز 639 نانومتر و طول موج غالب (λd) آن 631 نانومتر است که آن را در ناحیه قرمز استاندارد طیف مرئی قرار می‌دهد. چیپ زرد در طول موج پیک معمولی 591 نانومتر و طول موج غالب 589 نانومتر تابش می‌کند. عرض نیم‌خط طیفی (Δλ) برای هر دو تقریباً 15 نانومتر است که نشان‌دهنده تابش رنگ نسبتاً خالص است. ولتاژ مستقیم معمولی (VF) برای هر دو چیپ در 20mA برابر 2.0 ولت با حداکثر 2.4 ولت است. حداکثر جریان معکوس (IR) در 5V برابر 10 میکروآمپر و ظرفیت اتصال معمولی (C) برابر 40 پیکوفاراد است.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول بر اساس شدت نور به سطل‌های مختلفی دسته‌بندی می‌شود تا یکنواختی در روشنایی کاربرد تضمین شود. کدهای سطل جداگانه برای چیپ‌های قرمز و زرد تعریف شده است.

باینینگ چیپ قرمز (در 20mA):

- کد سطل M: 18.0 - 28.0 mcd

- کد سطل N: 28.0 - 45.0 mcd

- کد سطل P: 45.0 - 71.0 mcd

- کد سطل Q: 71.0 - 112.0 mcd

باینینگ چیپ زرد (در 20mA):

- کد سطل N: 28.0 - 45.0 mcd

- کد سطل P: 45.0 - 71.0 mcd

- کد سطل Q: 71.0 - 112.0 mcd

- کد سطل R: 112.0 - 180.0 mcd

یک تلورانس +/-15% به هر سطل شدت نور اعمال می‌شود. طراحان باید هنگام سفارش، کد سطل مورد نیاز را مشخص کنند تا سطح روشنایی مطلوب برای کاربردشان تضمین شود، به ویژه زمانی که چندین ال ای دی با هم استفاده می‌شوند و ظاهر یکنواخت حیاتی است.

4. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1 برای توزیع طیفی، شکل 6 برای زاویه دید)، داده‌های ارائه شده امکان درک کلیدی عملکرد را فراهم می‌کنند. رابطه بین جریان مستقیم (IF) و شدت نور (Iv) عموماً در محدوده کاری خطی است؛ راه‌اندازی ال ای دی در حداکثر جریان DC 30mA، خروجی نور بالاتری نسبت به نقطه تست استاندارد 20mA ایجاد می‌کند، اگرچه مدیریت حرارتی مهم‌تر می‌شود. ولتاژ مستقیم (VF) تغییرات حداقلی بین دو چیپ نشان می‌دهد که طراحی مدار درایور را ساده می‌کند. زاویه دید وسیع 130 درجه یک ویژگی ثابت است و تحت تأثیر تغییرات جریان یا دمای معمولی در محدوده مشخص شده قرار نمی‌گیرد. منحنی درجه‌بندی ضمنی ناشی از فاکتور 0.4 mA/°C خطی است که نشان‌دهنده کاهش قابل پیش‌بینی در حداکثر جریان مجاز با افزایش دمای محیط است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

دستگاه مطابق با پکیج استاندارد صنعتی ال ای دی SMD است. تخصیص پایه‌ها برای طراحی صحیح مدار حیاتی است: پایه‌های 1 و 3 به چیپ ال ای دی قرمز و پایه‌های 2 و 4 به چیپ ال ای دی زرد اختصاص داده شده‌اند. این پیکربندی معمولاً امکان کنترل مستقل هر رنگ را فراهم می‌کند. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلورانس استاندارد ±0.10 میلی‌متر ارائه شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. قطعه روی نوار حامل برجسته با عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شود که روی قرقره‌هایی با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است. هر قرقره کامل حاوی 4000 قطعه است. یک نوار پوشش بالا، جیب‌های قطعه را برای محافظت در طول جابجایی و حمل و نقل مهر و موم می‌کند.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل‌های لحیم‌کاری ریفلو

دیتاشیت پروفایل‌های ریفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی را برای هر دو فرآیند لحیم عادی (قلع-سرب) و بدون سرب ارائه می‌دهد. برای مونتاژ بدون سرب (با استفاده از خمیر لحیم SnAgCu)، پروفایل توصیه شده شامل مرحله پیش‌گرم، افزایش کنترل‌شده تا دمای پیک و مرحله خنک‌کننده است. پارامترهای حیاتی عبارتند از: حداکثر دمای بدنه نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان بالای 240 درجه سانتی‌گراد حداکثر به 10 ثانیه محدود شود. لحیم‌کاری موجی و لحیم‌کاری دستی با هویه نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند، با محدودیت‌های سخت در دما (حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد برای موج، حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد برای هویه) و زمان قرارگیری (حداکثر 10 ثانیه برای موج، حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال برای هویه).

6.2 ذخیره‌سازی و جابجایی

ال ای دی‌ها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 70% ذخیره شوند. پس از خارج شدن از بسته‌بندی اصلی محافظ رطوبت، قطعاتی که برای لحیم‌کاری ریفلو در نظر گرفته شده‌اند باید ظرف یک هفته پردازش شوند. در صورت نیاز به ذخیره‌سازی بیش از یک هفته، باید در جو خشک (مثلاً یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا دسیکاتور نیتروژن) نگهداری و تقریباً 24 ساعت قبل از لحیم‌کاری در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخته شوند تا رطوبت جذب شده حذف و از \"پاپ کورن شدن\" در طول ریفلو جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های الکلی مشخص شده استفاده شود. ال ای دی را می‌توان در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل غوطه‌ور کرد. استفاده از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص یا خشن می‌تواند به لنز اپوکسی یا پکیج ال ای دی آسیب برساند.

7. توصیه‌های کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

این ال ای دی دو رنگ برای نشانگرهای چند وضعیتی در الکترونیک مصرفی، پنل‌های کنترل صنعتی، نورپردازی داخلی خودرو و تابلوها ایده‌آل است. مثال‌ها شامل چراغ‌های وضعیت برق/شارژ (قرمز برای شارژ، زرد برای پر)، نشانگرهای حالت در لوازم خانگی یا نورپردازی تزئینی تأکیدی که در آن تغییر رنگ مطلوب است.

7.2 ملاحظات طراحی مدار

ال ای دی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگام اتصال چندین ال ای دی به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر چیپ ال ای دی استفاده شود (مدل مدار A). راه‌اندازی چندین ال ای دی به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در ویژگی‌های ولتاژ مستقیم (VF) بین ال ای دی‌های منفرد می‌تواند باعث تفاوت‌های قابل توجه در اشتراک جریان و در نتیجه روشنایی شود. ولتاژ مستقیم معمولی 2.0V در 20mA باید هنگام طراحی منبع ولتاژ مدار درایور در نظر گرفته شود.

7.3 احتیاط‌های ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

ال ای دی به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. اقدامات کنترل ESD مناسب باید در طول جابجایی و مونتاژ اجرا شود: از بند مچ زمین‌شده و سطوح کار زمین‌شده استفاده کنید، از یونایزرها برای خنثی کردن بار استاتیک استفاده کنید و مطمئن شوید تمام تجهیزات به درستی زمین شده‌اند. لنز پلاستیکی می‌تواند از طریق اصطکاک بار استاتیک ایجاد کند که یک دمنده یونی می‌تواند به تخلیه ایمن آن کمک کند.

8. مقایسه و تمایز فنی

تمایز اصلی این قطعه در قابلیت دو رنگ آن در یک پکیج SMD استاندارد واحد است که در مقایسه با استفاده از دو ال ای دی جداگانه، فضای برد را ذخیره می‌کند. استفاده از فناوری AlInGaP برای هر دو رنگ، بازده بالاتر و پایداری دمایی بهتری نسبت به فناوری‌های قدیمی مانند GaP استاندارد ارائه می‌دهد. زاویه دید وسیع 130 درجه یک مزیت قابل توجه نسبت به ال ای دی‌های با زاویه باریک‌تر است، زمانی که روشنایی گسترده و یکنواخت مورد نیاز است. سازگاری صریح با پروفایل‌های ریفلو بدون سرب و دمای بالا، آن را برای فرآیندهای تولید مدرن و مطابق با RoHS مناسب می‌سازد.

9. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: آیا می‌توانم هر دو چیپ قرمز و زرد را همزمان در حداکثر جریانشان راه‌اندازی کنم؟

ج: ریتینگ‌های حداکثر برای هر چیپ است. با این حال، کارکرد همزمان هر کدام در 30mA به معنای اتلاف توان کل تا 150mW برای پکیج است. طراح باید اطمینان حاصل کند که چیدمان PCB و شرایط محیطی امکان اتلاف حرارت کافی را فراهم می‌کند تا دمای اتصال در محدوده ایمن باقی بماند.

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

ج: طول موج پیک (λP) طول موجی است که در آن طیف تابش بیشترین شدت را دارد. طول موج غالب (λd) از مختصات رنگ در نمودار رنگی CIE مشتق شده و نمایانگر رنگ درک شده نور است. λd اغلب برای کاربردهای نشانگر رنگ مرتبط‌تر است.

س: هنگام سفارش چگونه کد سطل را تفسیر کنم؟

ج: شما باید یک کد سطل برای هر رنگ مشخص کنید (مثلاً قرمز: P، زرد: Q). این تضمین می‌کند که ال ای دی‌هایی دریافت می‌کنید که هر دو چیپ در محدوده شدت نور مشخص شده قرار دارند و یکنواختی روشنایی در محصول شما را تضمین می‌کنند.

10. مطالعه موردی طراحی

یک دستگاه قابل حمل را در نظر بگیرید که به یک نشانگر باتری چند حالته نیاز دارد. یک LTST-C195KRKSKT می‌تواند این عملکرد را انجام دهد: چیپ قرمز زمانی که باتری کم است روشن می‌شود (<20%)، چیپ زرد هنگام شارژ روشن می‌شود و هر دو چیپ که با جریان پایین‌تری راه‌اندازی شوند می‌توانند یک رنگ نارنجی برای یک حالت میانی ایجاد کنند (مثلاً باتری متوسط). این طراحی در مقایسه با استفاده از دو ال ای دی مجزا، فضا را ذخیره می‌کند، تعداد قطعات را کاهش می‌دهد و مونتاژ را ساده می‌کند. مدار به دو کانال درایور مستقل (مثلاً از یک میکروکنترلر) با مقاومت‌های محدودکننده جریان خود که به جفت پایه‌های صحیح متصل شده‌اند (1 و 3 برای قرمز، 2 و 4 برای زرد) نیاز دارد. زاویه دید وسیع تضمین می‌کند که نشانگر از زوایای مختلف قابل مشاهده است.

11. اصل عملکرد

یک ال ای دی یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از ولتاژ مستقیم مشخصه آن (Vf) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در اتصال p-n درون ماده AlInGaP بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید در شبکه کریستالی نیمه‌هادی، انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را دیکته می‌کند. پکیج دو رنگ شامل دو چیپ نیمه‌هادی فیزیکی جداگانه است که هر کدام با ترکیب مواد متفاوتی مهندسی شده‌اند تا به ترتیب نور قرمز و زرد ساطع کنند.

12. روندهای فناوری

صنعت اپتوالکترونیک همچنان بر افزایش بازده نوری (لومن بر وات)، بهبود بازآفرینی رنگ و اشباع و افزایش قابلیت اطمینان تمرکز دارد. روندی به سمت چگالی توان بالاتر در پکیج‌های کوچک‌تر وجود دارد. حرکت به سمت لحیم‌کاری بدون سرب و دمای بالا اکنون استاندارد است. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی یک روند کلیدی است، با پکیج‌های چند چیپی (مانند این ال ای دی دو رنگ) و حتی درایورهای ال ای دی که در ماژول‌ها ادغام می‌شوند تا طراحی و مونتاژ محصول نهایی ساده شود. فناوری زیربنایی AlInGaP به دلیل بازده و پایداری آن، همچنان یک انتخاب با عملکرد بالا برای ال ای دی‌های قرمز، نارنجی و زرد باقی مانده است.