دیتاشیت کامل LED دو رنگ SMD مدل LTST-C395KGKSKT - بسته‌بندی 3.2x2.8x1.9 میلی‌متر - ولتاژ 1.8-2.4 ولت - توان 75 میلی‌وات - سبز/زرد - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل یک LED از نوع دستگاه نصب‌شده روی سطح (SMD) و دو رنگ را ارائه می‌دهد. این قطعه دو چیپ نورانی مستقل را در یک بسته‌بندی فشرده و واحد ادغام کرده و نوردهی همزمان سبز و زرد را از یک نقطه ارائه می‌دهد. طراحی شده برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB)، برای کاربردهای با محدودیت فضا در الکترونیک مصرفی، مخابرات و تجهیزات صنعتی ایده‌آل است.

1.1 ویژگی‌های اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است که آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سخت زیست‌محیطی مناسب می‌سازد. این قطعه از فناوری نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) فوق‌العاده روشن برای هر دو رنگ استفاده می‌کند که معمولاً بازدهی بالاتر و پایداری عملکرد بهتری نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر ارائه می‌دهد. دستگاه در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ عرضه می‌شود، مطابق با استانداردهای EIA، که تسهیل‌کننده اتوماسیون سرعت‌بالای Pick-and-Place است. این قطعه به طور کامل با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار است که استاندارد خطوط مونتاژ مدرن فناوری نصب سطحی (SMT) می‌باشد.

کاربردهای هدف متنوع هستند و بر حوزه‌هایی متمرکزند که نیازمند نشانگرها و نور پس‌زمینه فشرده و قابل اطمینان هستند. بازارهای کلیدی شامل دستگاه‌های مخابراتی (مانند تلفن همراه، تجهیزات شبکه)، محصولات اتوماسیون اداری (مانند لپ‌تاپ، تجهیزات جانبی)، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی متنوع می‌شود. مصارف خاص شامل نور پس‌زمینه صفحه کلید/کی‌پد، نشانگرهای وضعیت و برق، نمایشگرهای ریز و نورپردازی نمادین در پنل‌های کنترل است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

عملکرد LED توسط مجموعه‌ای از حداکثر مقادیر مطلق مجاز و ویژگی‌های عملیاتی استاندارد تعریف می‌شود که همگی در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از حداکثر مقادیر مطلق مجاز ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز و ویژگی‌های حرارتی

این دستگاه دارای حداکثر اتلاف توان 75 میلی‌وات (mW) برای هر کانال رنگی است. جریان مستقیم پیوسته DC نباید از 30 میلی‌آمپر برای هر چیپ تجاوز کند. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک 80 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص مجاز است: چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه. حداکثر ولتاژ معکوس قابل اعمال 5 ولت است. محیط عملیاتی از 30- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس مشخص شده است، در حالی که محدوده دمای ذخیره‌سازی کمی وسیع‌تر، از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است. یک پارامتر حیاتی برای مونتاژ، شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز است که برای حداکثر دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه درجه‌بندی شده است که برای فرآیندهای لحیم بدون سرب (Pb-free) معمول است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

تحت شرایط آزمایش استاندارد جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر (IF=20mA)، شدت نور (Iv) برای چیپ سبز از حداقل 28.0 میلی‌کاندلا (mcd) تا حداکثر 112.0 mcd متغیر است. چیپ زرد خروجی بالاتری نشان می‌دهد، از 45.0 mcd تا 180.0 mcd. زاویه دید معمولی، که به عنوان 2θ1/2 تعریف می‌شود (زاویه کامل‌ای که در آن شدت به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد)، 130 درجه است که نشان‌دهنده الگوی دید وسیع است.

طول موج تابش پیک (λP) به طور معمول برای سبز 574.0 نانومتر و برای زرد 591.0 نانومتر است. طول موج غالب (λd)، یک پارامتر کلیدی برای مشخصات رنگ، درون دسته‌ها (بین) تعریف شده است. برای سبز، از 567.5 نانومتر تا 576.5 نانومتر و برای زرد، از 587.0 نانومتر تا 594.5 نانومتر متغیر است. عرض نیمه خط طیفی (Δλ) به طور معمول برای هر دو رنگ 15 نانومتر است که خلوص طیفی را توصیف می‌کند.

ولتاژ مستقیم (VF) در 20 میلی‌آمپر برای هر دو چیپ از 1.8 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) متغیر است. جریان معکوس (IR) تضمین می‌شود که کمتر یا مساوی 10 میکروآمپر (μA) باشد هنگامی که بایاس معکوس 5 ولت اعمال شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (باینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس شدت نور و طول موج غالب در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور (Iv)

برای LED سبز، دسته‌های شدت نور با برچسب‌های N، P و Q مشخص می‌شوند، با محدوده‌های به ترتیب 28.0-45.0 mcd، 45.0-71.0 mcd و 71.0-112.0 mcd. برای LED زرد، دسته‌ها P، Q و R هستند، با محدوده‌های به ترتیب 45.0-71.0 mcd، 71.0-112.0 mcd و 112.0-180.0 mcd. یک تلرانس +/-15% به هر دسته اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی فام (طول موج غالب)

LEDهای سبز برای طول موج غالب در کدهای C (567.5-570.5 نانومتر)، D (570.5-573.5 نانومتر) و E (573.5-576.5 نانومتر) دسته‌بندی می‌شوند. LEDهای زرد در کدهای J (587.0-589.5 نانومتر)، K (589.5-592.0 نانومتر) و L (592.0-594.5 نانومتر) دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس برای هر دسته طول موج +/- 1 نانومتر است. این دسته‌بندی دقیق به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی را انتخاب کنند که با نیازهای مختصات رنگ خاص برای کاربردشان مطابقت دارد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی و تخصیص پایه‌ها

LED دارای لنز شفاف (واتر کلیر) است. ابعاد بسته‌بندی در یک نقشه دقیق ارائه شده است. تمام ابعاد حیاتی بر حسب میلی‌متر مشخص شده‌اند، با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. تخصیص پایه‌ها برای طراحی صحیح مدار حیاتی است: پایه‌های 1 و 3 به چیپ AlInGaP سبز اختصاص داده شده‌اند، در حالی که پایه‌های 2 و 4 به چیپ AlInGaP زرد اختصاص داده شده‌اند. این پیکربندی امکان کنترل مستقل دو رنگ را فراهم می‌کند.

4.2 طرح پد اتصال PCB توصیه شده

یک الگوی لند (فوت‌پرینت) توصیه شده برای برد مدار چاپی ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که لحیم‌کاری صحیح، پایداری مکانیکی و عملکرد حرارتی مناسب حاصل می‌شود. پایبندی به این طراحی برای دستیابی به اتصالات لحیمی قابل اطمینان در طول فرآیند ریفلو و برای قابلیت اطمینان بلندمدت مونتاژ ضروری است.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو

این قطعه برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز بدون سرب (Pb-free) واجد شرایط است. یک پروفیل ریفلو پیشنهادی ارائه شده است که به طور معمول شامل مرحله پیش‌گرمایش، افزایش دما، ناحیه دمای پیک و مرحله خنک‌سازی است. پارامتر حیاتی حداکثر دمای پیک بدنه 260 درجه سلسیوس است که نباید بیش از 10 ثانیه تجاوز کند. تأکید شده است که پروفیل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و ویژگی‌های کوره بستگی دارد و توصیه می‌شود مشخصه‌یابی در سطح برد انجام شود.

5.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی با هویه، حداکثر دمای توصیه شده نوک هویه 300 درجه سلسیوس است و زمان لحیم‌کاری برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. این کار باید فقط یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به بسته‌بندی پلاستیکی و دی نیمه‌هادی جلوگیری شود.

5.3 احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. جابجایی با بند مچ زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک توصیه می‌شود و تمام تجهیزات باید به درستی زمین شده باشند. برای نگهداری، کیسه‌های ضد رطوبت بازنشده (با ماده خشک‌کن) باید در دمای 30 درجه سلسیوس یا کمتر و رطوبت نسبی (RH) 90% یا کمتر نگهداری شوند، با عمر مفید یک سال. پس از باز شدن بسته‌بندی اصلی، قطعات باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 60% نگهداری شوند. توصیه می‌شود فرآیند ریفلو مادون قرمز ظرف یک هفته پس از باز کردن بسته (سطح حساسیت رطوبت 3، MSL 3) تکمیل شود. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، پخت در حدود 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت قبل از لحیم‌کاری برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از \"پاپ کورن شدن\" در طول ریفلو مورد نیاز است.

5.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. غوطه‌وری LED در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. استفاده از مواد شیمیایی نامشخص یا خورنده می‌تواند به لنز اپوکسی و بسته‌بندی آسیب برساند.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات نوار و قرقره

بسته‌بندی استاندارد، نوار حامل 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) است. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. جیب‌های نوار با یک نوار پوشش رویی مهر و موم شده‌اند. استانداردهای صنعتی (ANSI/EIA 481) برای بسته‌بندی رعایت شده است. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، حداقل مقدار بسته‌بندی 500 قطعه برای باقی‌مانده‌ها مشخص شده است. مشخصات بسته‌بندی همچنین ذکر می‌کند که حداکثر دو جیب قطعه متوالی ممکن است خالی باشد.

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED دو رنگ به طور بهینه در دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که نیازمند نشان دادن وضعیت چندگانه از یک نقطه هستند. مثال‌ها شامل: یک دکمه واحد که برای حالت \"روشن/فعال\" سبز و برای حالت \"آماده‌به‌کار/شارژ\" زرد روشن می‌شود؛ یک نشانگر پنل که برای عملکرد عادی سبز و برای وضعیت هشدار زرد نشان می‌دهد؛ یا نور پس‌زمینه‌ای که می‌تواند بین دو رنگ برای حالت‌های مختلف در الکترونیک مصرفی تغییر کند. اندازه کوچک آن آن را برای دستگاه‌های قابل حمل مینیاتوری مدرن عالی می‌سازد.

7.2 ملاحظات طراحی و مدار

طراحان باید مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب را به صورت سری با هر چیپ LED (سبز: پایه‌های 1/3، زرد: پایه‌های 2/4) قرار دهند تا اطمینان حاصل شود که جریان مستقیم از حداکثر درجه DC مجاز 30 میلی‌آمپر تجاوز نمی‌کند. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vsupply - Vf_LED) / If، که در آن Vf_LED ولتاژ مستقیم LED است (برای طراحی محافظه‌کارانه از مقدار حداکثر استفاده کنید). برای کاربردهای شامل مالتی‌پلکسینگ یا مدولاسیون عرض پالس (PWM) برای تنظیم نور، اطمینان حاصل کنید که جریان لحظه‌ای در طول پالس \"روشن\" از درجه جریان مستقیم پیک تجاوز نکند. زاویه دید وسیع (130 درجه) باید برای طراحی مکانیکی راهنماهای نور یا دیفیوزرها در نظر گرفته شود اگر الگوی پرتو خاصی مورد نیاز است.

8. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده کلیدی این قطعه، ادغام دو چیپ AlInGaP با عملکرد بالا در یک بسته است. در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ جداگانه، این امر فضای قابل توجهی در PCB صرفه‌جویی می‌کند، تعداد قطعات را کاهش می‌دهد و مونتاژ را ساده می‌سازد. فناوری AlInGaP خود به طور کلی مزایایی در بازده نوری و پایداری دمایی نسبت به فناوری‌های سنتی GaP یا GaAsP ارائه می‌دهد، به ویژه در طیف کهربایی/زرد/سبز. ترکیب لنز شفاف و زاویه دید وسیع، دید خوب خارج از محور را فراهم می‌کند که برای نشانگرهای وضعیت مفید است.

9. پرسش‌های متداول بر اساس پارامترهای فنی

س: آیا می‌توانم هر دو چیپ سبز و زرد را همزمان با جریان 20 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، اما باید اتلاف توان کل را در نظر بگیرید. در جریان 20 میلی‌آمپر و Vf معمولی، توان هر چیپ حدود 40-48 میلی‌وات است. راه‌اندازی همزمان هر دو، 80-96 میلی‌وات خواهد بود که از حداکثر درجه اتلاف توان مطلق 75 میلی‌وات برای هر چیپ تجاوز می‌کند. برای کار همزمان پیوسته، باید جریان را کاهش دهید تا توان کل دستگاه در محدوده ایمن باقی بماند، با در نظر گرفتن محیط حرارتی.

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

ج: طول موج پیک (λP) طول موج واحدی است که در آن طیف تابش بیشترین شدت را دارد. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبه شده است که از نمودار رنگی CIE مشتق می‌شود؛ این طول موج تک یک نور تک‌فام خالص را نشان می‌دهد که به نظر چشم انسان همان رنگ LED را دارد. λd اغلب برای مشخصات رنگ در کاربردها مرتبط‌تر است.

س: در دیتاشیت ذکر شده \"سازگار با آی‌سی.\" این به چه معناست؟

ج: این نشان می‌دهد که LED می‌تواند مستقیماً توسط پایه‌های خروجی اکثر مدارهای مجتمع (IC) استاندارد، مانند میکروکنترلرها یا گیت‌های منطقی، راه‌اندازی شود، بدون نیاز به بافرگذاری اضافی یا ترانزیستورهای درایور، زیرا نیازهای ولتاژ مستقیم و جریان آن در قابلیت‌های خروجی معمولی چنین ICهایی قرار دارد.

10. مطالعه موردی کاربردی عملی

یک دستگاه پزشکی قابل حمل با یک دکمه چندمنظوره واحد را در نظر بگیرید. نیازمندی طراحی ارائه بازخورد وضعیت واضح و بدون ابهام است: سبز ثابت وقتی دستگاه روشن و به طور عادی کار می‌کند، زرد چشمک‌زن وقتی باتری ضعیف است و خاموش وقتی دستگاه خاموش است. با استفاده از LTST-C395KGKSKT، طراح می‌تواند یک قطعه واحد را زیر دکمه قرار دهد. میکروکنترلر می‌تواند آندهای سبز و زرد را به طور مستقل از طریق دو پایه GPIO، با مقاومت‌های سری مناسب کنترل کند. این راه‌حل حداقل فضای برد را استفاده می‌کند، دو رنگ متمایز را از یک مکان ارائه می‌دهد و طراحی نوری را در مقایسه با تلاش برای هم‌تراز کردن دو LED جداگانه زیر یک دکمه کوچک ساده می‌سازد.

11. معرفی اصل عملکرد

دیودهای نور‌افشان (LED) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که وقتی جریان الکتریکی از آن‌ها می‌گذرد نور ساطع می‌کنند. این پدیده الکترولومینسانس نامیده می‌شود. در یک LED از نوع AlInGaP، ماده نیمه‌هادی از آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفر تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n با حفره‌های ناحیه نوع p در لایه فعال بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی گاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود که توسط ترکیب دقیق آلیاژ AlInGaP کنترل می‌شود. یک لنز اپوکسی شفاف چیپ را محصور می‌کند، حفاظت محیطی، پایداری مکانیکی را فراهم می‌کند و به شکل‌دهی خروجی نور کمک می‌کند.

12. روندها و تحولات صنعت

روند در فناوری LEDهای SMD به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، اندازه بسته‌بندی کوچک‌تر برای افزایش چگالی و بهبود ثبات رنگ و بازتولید رنگ ادامه دارد. همچنین تمرکز فزاینده‌ای بر قابلیت اطمینان تحت شرایط دمایی بالاتر وجود دارد که توسط کاربردهایی مانند روشنایی خودرو و الکترونیک پرقدرت هدایت می‌شود. ادغام چندین چیپ (چند رنگ یا RGB) در یک بسته واحد، همانطور که در این قطعه مشاهده می‌شود، یک استراتژی رایج برای صرفه‌جویی در فضا و هزینه در سیستم‌های نشانگر و نور پس‌زمینه پیچیده است. علاوه بر این، سازگاری با مونتاژ خودکار و پروفیل‌های لحیم‌کاری سختگیرانه همچنان یک نیاز اساسی برای تولید انبوه در تمام بخش‌های الکترونیک باقی می‌ماند.