دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C19MGEBK-RR - LED تمام رنگ RGB - ارتفاع 0.5 میلی‌متر - جریان مستقیم 20-30 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند به تفصیل مشخصات LED مدل LTST-C19MGEBK-RR را شرح می‌دهد که یک لامپ LED از نوع نصب سطحی (SMD) است. این قطعه متعلق به خانواده LEDهای مینیاتوری است که به‌طور خاص برای فرآیندهای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) و کاربردهایی که محدودیت فضا یک عامل حیاتی است، طراحی شده‌اند. این قطعه سه چیپ LED مجزا را در یک پکیج فشرده واحد ادغام کرده و امکان انتشار نور قرمز، سبز و آبی را فراهم می‌کند. این قابلیت تمام‌رنگ، آن را برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مدرن مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل پروفایل فوق‌العاده نازک، خروجی روشنایی بالا و مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی و تولیدی است. طراحی آن اولویت را بر سازگاری با محیط‌های تولید خودکار و انبوه قرار داده است.

• کاربردهای هدف:این LED برای تجهیزات مخابراتی (تلفن‌های بی‌سیم و همراه)، رایانه‌های قابل حمل (لپ‌تاپ‌ها)، تجهیزات سیستم‌های شبکه، لوازم خانگی متنوع و کاربردهای تابلوها یا نمایشگرهای داخلی بسیار مناسب است.
• ویژگی‌های کلیدی:این قطعه با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) مطابقت دارد. دارای ارتفاع پکیج فوق‌نازک 0.5 میلی‌متر است. از چیپ‌های نیمه‌هادی پرنور فوق‌العاده InGaN (برای سبز و آبی) و AlInGaP (برای قرمز) استفاده می‌کند. در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی (178 میلی‌متری) مطابق با استاندارد بسته‌بندی EIA برای جابجایی خودکار عرضه می‌شود.
• سازگاری ساخت:این قطعه به گونه‌ای طراحی شده که با مدارهای مجتمع (سازگار با I.C.) و تجهیزات استاندارد جایگذاری خودکار سازگار باشد. می‌تواند فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) را که استاندارد مونتاژ تکنولوژی نصب سطحی است، تحمل کند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

عملکرد LED تحت شرایط آزمایش الکتریکی و محیطی خاصی تعریف می‌شود، عمدتاً در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس. درک این پارامترها برای طراحی مدار قابل اطمینان حیاتی است.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نشده و باید در طراحی از آن اجتناب کرد.

• اتلاف توان (Pd):76 میلی‌وات برای چیپ‌های سبز و آبی؛ 75 میلی‌وات برای چیپ قرمز. این حداکثر توانی است که LED می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر برای سبز/آبی، 80 میلی‌آمپر برای قرمز، تحت چرخه کاری 1/10 با پهنای پالس 0.1 میلی‌ثانیه. این رتبه برای عملکرد پالسی است، نه DC پیوسته.
• جریان مستقیم DC (I_F):حداکثر جریان پیوسته: 20 میلی‌آمپر برای چیپ‌های سبز و آبی؛ 30 میلی‌آمپر برای چیپ قرمز.
• محدوده‌های دمایی:کارکرد: 20- تا 80+ درجه سلسیوس؛ نگهداری: 30- تا 85+ درجه سلسیوس.
• شرایط لحیم‌کاری:لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز را در دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه تحمل می‌کند که برای فرآیندهای لحیم بدون سرب (Pb-free) معمول است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

اینها مقادیر عملکرد معمول هستند که تحت شرایط آزمایش مشخص شده اندازه‌گیری می‌شوند. طراحان باید از اینها به عنوان راهنما استفاده کنند و محدودیت‌های حداقل و حداکثر را مد نظر قرار دهند.

• شدت نور (I_V):بر حسب میلی‌کاندلا (mcd) اندازه‌گیری می‌شود. مقدار حداقل 180 mcd است که در جریان مستقیم متفاوتی برای هر رنگ آزمایش شده است: سبز در 2mA، قرمز در 4.8mA، آبی در 3mA. حداکثر 450 mcd است. شدت نور با استفاده از یک سنسور و فیلتر که منحنی پاسخ استاندارد چشم CIE را تقریب می‌زند، اندازه‌گیری می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):زاویه دید کامل معمول 120 درجه است که نشان‌دهنده الگوی انتشار زاویه‌باز است.
• پارامترهای طول موج:
  • طول موج تابش پیک (λ_P):مقادیر معمول 518 نانومتر (سبز)، 632 نانومتر (قرمز) و 468 نانومتر (آبی) است. این طول‌موجی است که در آن خروجی طیفی قوی‌ترین است.
  • طول موج غالب (λ_d):مقادیر معمول 525 نانومتر (سبز)، 624 نانومتر (قرمز) و 470 نانومتر (آبی) است. این طول‌موج واحدی است که توسط چشم انسان درک شده و رنگ را تعریف می‌کند.
  • نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):مقادیر معمول 35 نانومتر (سبز)، 20 نانومتر (قرمز) و 25 نانومتر (آبی) است. این نشان‌دهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):افت ولتاژ دو سر LED هنگام کار در جریان آزمایشی آن. محدوده‌ها عبارتند از: سبز: حداقل 2.20V، حداکثر 3.00V؛ قرمز: حداقل 1.70V، حداکثر 2.40V؛ آبی: حداقل 2.20V، حداکثر 3.00V.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر جریان نشتی 50 میکروآمپر (سبز/آبی) و 10 میکروآمپر (قرمز) هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال می‌شود. این قطعه برای کار معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده در سطل‌های (بین) مختلف دسته‌بندی می‌شوند. LTST-C19MGEBK-RR از دو معیار اصلی باینینگ استفاده می‌کند.

3.1 رتبه‌بندی شدت نور (I_V)

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در جریان‌های آزمایش استاندارد طبقه‌بندی می‌شوند. کدهای بین و محدوده‌های آن‌ها عبارتند از:

• S1:180 mcd (حداقل) تا 225 mcd (حداکثر)
• S2:225 mcd تا 285 mcd
• T1:285 mcd تا 355 mcd
• T2:355 mcd تا 450 mcd

تلرانس +/-15% برای هر بین شدت نور اعمال می‌شود.

3.2 رتبه‌بندی رنگ (Hue)

این یک سیستم باینینگ پیچیده‌تر بر اساس مختصات رنگی CIE 1931 (x, y) است که نقاط رنگ را به‌صورت علمی تعریف می‌کند. دیتاشیت یک شبکه دقیق از کدهای بین (A, B, C, D و زیرمجموعه‌های آن‌ها مانند A1, B1 و غیره) با مرزهای مختصات خاص ارائه می‌دهد که روی نمودار رنگی چهارضلعی‌هایی را تشکیل می‌دهند. این امکان انتخاب دقیق LEDهایی با خروجی رنگ تقریباً یکسان را فراهم می‌کند. تلرانس +/-0.01 برای مختصات (x, y) هر بین رنگ اعمال می‌شود. طول موج غالب (λ_d) از این مختصات استخراج می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مانند شکل 1، شکل 5)، ویژگی‌های معمول آن‌ها را می‌توان بر اساس تکنولوژی و پارامترهای ارائه شده توصیف کرد.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

رابطه I-V برای LEDها غیرخطی و نمایی است. مقادیر ولتاژ مستقیم (V_F) ارائه شده در مشخصات، تصاویری در جریان‌های آزمایش خاص هستند. در عمل، V_Fبا افزایش I_Fافزایش می‌یابد و همچنین وابسته به دما است. محدوده‌های V_Fمتفاوت برای قرمز (~1.7-2.4V) در مقابل سبز/آبی (~2.2-3.0V)، طراحی دقیق مدارهای محدودکننده جریان را ضروری می‌سازد، به ویژه در کاربردهای چندرنگ.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور (I_V) عموماً با جریان مستقیم (I_F) در محدوده کاری متناسب است. با این حال، راندمان ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش گرما کاهش یابد. دیتاشیت جریان‌های آزمایش متفاوتی را برای هر رنگ به منظور دستیابی به سطوح روشنایی قابل مقایسه مشخص می‌کند که بازتاب‌دهنده راندمان متفاوت تکنولوژی‌های چیپ InGaN و AlInGaP است.

4.3 مشخصات دمایی

عملکرد LED به دما حساس است. شدت نور معمولاً با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. محدوده دمای کاری مشخص شده 20- تا 80+ درجه سلسیوس، شرایط محیطی را تعریف می‌کند که تحت آن قطعه به مشخصات منتشر شده خود دست خواهد یافت. مدیریت حرارتی مناسب روی PCB برای حفظ عملکرد و طول عمر ضروری است، به ویژه با توجه به پروفایل نازک قطعه که ممکن است جرم حرارتی محدودی داشته باشد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج و تخصیص پایه‌ها

این LED در یک پکیج استاندارد SMD عرضه می‌شود. لنز آن شفاف است. رنگ‌های منبع داخلی و تخصیص پایه‌های متناظر آن‌ها عبارتند از: سبز InGaN روی پایه‌های 1 و 4؛ قرمز AlInGaP روی پایه‌های 2 و 5؛ آبی InGaN روی پایه‌های 3 و 6. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس معمولی ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. ارتفاع فوق‌نازک 0.5 میلی‌متر یک ویژگی مکانیکی کلیدی است.

5.2 پد اتصال PCB پیشنهادی

دیتاشیت شامل نموداری است که طرح پد مسی پیشنهادی روی PCB برای لحیم‌کاری LED را نشان می‌دهد. رعایت این فوت‌پرینت برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان، تراز مناسب و اتلاف حرارت مؤثر در طول فرآیند بازجریانی و کارکرد، حیاتی است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط لحیم‌کاری بازجریانی IR

برای فرآیندهای لحیم بدون سرب (Pb-free)، یک پروفایل بازجریانی پیشنهادی ارائه شده است که دمای پیک آن 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه حفظ می‌شود. این یک پروفایل استاندارد برای بسیاری از قطعات SMD است و اطمینان می‌دهد که پکیج LED توسط گرمای بیش از حد آسیب نمی‌بیند.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از مواد شیمیایی مشخص شده استفاده شود. دیتاشیت توصیه می‌کند LED را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به جنس پکیج آسیب برساند.

6.3 احتیاط تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

چیپ‌های LED به الکتریسیته ساکن و موج‌های ولتاژ حساس هستند. اکیداً توصیه می‌شود هنگام جابجایی این قطعات از کنترل‌های مناسب ESD استفاده شود: بند مچ دست، دستکش ضداستاتیک و اطمینان از اتصال زمین مناسب تمام تجهیزات و ماشین‌آلات.

6.4 شرایط نگهداری

بسته‌بندی مهر و موم شده:LEDها باید در دمای 30 درجه سلسیوس یا کمتر و رطوبت نسبی (RH) 90% یا کمتر نگهداری شوند. هنگامی که در کیسه ضد رطوبت با ماده جاذب رطوبت بسته‌بندی می‌شوند، باید ظرف یک سال استفاده شوند.
بسته‌بندی باز شده:محیط نگهداری نباید از 30 درجه سلسیوس یا 60% RH تجاوز کند. قطعاتی که از بسته‌بندی اصلی خود خارج شده‌اند باید ظرف یک هفته تحت لحیم‌کاری بازجریانی IR قرار گیرند (سطح حساسیت رطوبت 3، MSL 3). برای نگهداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، باید در یک ظرف دربسته با ماده جاذب رطوبت یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته استاندارد صنعتی به عرض 8 میلی‌متر، پیچیده شده روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) عرضه می‌شوند. هر قرقره کامل حاوی 4000 قطعه است. نوار دارای یک نوار پوششی برای مهر و موم کردن حفره‌های قطعه است. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است. برای مقادیر باقی‌مانده، حداقل مقدار بسته‌بندی 500 قطعه است.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• نور پس‌زمینه صفحه کلید/کی‌پد:پروفایل نازک و قابلیت RGB آن را برای روشنایی کلیدها در دستگاه‌های قابل حمل، با امکان ایجاد افکت‌های تغییر رنگ، ایده‌آل می‌سازد.
• شاخص‌های وضعیت:می‌تواند اطلاعات وضعیت چندرنگ (مثلاً قرمز برای خطا، سبز برای آماده، آبی برای فعال) را در یک فوت‌پرینت قطعه واحد ارائه دهد.
• نمایشگرهای میکرو و نورپردازی نمادها:مناسب برای نمایشگرهای اطلاعاتی کوچک رنگی یا نور پس‌زمینه نمادها روی پنل‌های کنترل.

8.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:به دلیل V_Fو I_F characteristics.
• متفاوت آن‌ها، از درایورهای جریان ثابت یا مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب برای هر کانال رنگ به طور مستقل استفاده کنید.مدیریت حرارتی:
• اطمینان حاصل کنید که طراحی PCB امکان اتلاف حرارت از پد LED را فراهم می‌کند، به ویژه اگر در جریان حداکثر یا نزدیک به آن درایو شود.طراحی اپتیکی:
• زاویه دید 120 درجه انتشار گسترده‌ای فراهم می‌کند. در صورت نیاز به خروجی یکنواخت‌تر یا جهت‌دار، پخش‌کننده‌های نور یا راهنماهای نور را در نظر بگیرید.باینینگ برای ثبات:_Vبرای کاربردهایی که نیاز به رنگ و روشنایی یکنواخت در بین چندین واحد دارند، کدهای بین I

و Hue مورد نیاز را در طول خرید مشخص کنید.

9. مقایسه و تمایز فنیLTST-C19MGEBK-RR عمدتاً از طریقارتفاع فوق‌نازک 0.5 میلی‌متریخود متمایز می‌شود که برای الکترونیک مصرفی به طور فزاینده‌ای باریک مزیت‌آفرین است. ادغامسه چیپ پرکارایی (InGaN برای G/B، AlInGaP برای R)در یک پکیج، روشنایی و گاموت رنگ برتری نسبت به LEDهای سفید قدیمی تبدیل‌شده با فسفر یا تکنولوژی‌های چیپ کم‌کارایی ارائه می‌دهد. مطابقت کامل آن بافرآیندهای مونتاژ خودکار (نوار و قرقره، بازجریانی IR)

آن را به انتخابی مقرون‌به‌صرفه برای تولید انبوه تبدیل می‌کند و آن را از LEDهایی که نیاز به لحیم‌کاری دستی دارند متمایز می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال: آیا می‌توانم هر سه رنگ (RGB) را از یک منبع جریان ثابت واحد درایو کنم؟_Fپاسخ: خیر. محدوده‌های ولتاژ مستقیم (V

) بین چیپ قرمز و چیپ‌های سبز/آبی به طور قابل توجهی متفاوت است. آن‌ها باید توسط مدارهای تنظیم جریان جداگانه درایو شوند یا مقاومت‌های محدودکننده جریان به طور جداگانه محاسبه شده داشته باشند.
سوال: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Pپاسخ: طول موج پیک (λ_d) قله فیزیکی طیف نوری است که LED منتشر می‌کند. طول موج غالب (λ_d) طول موج واحدی است که چشم انسان آن را با رنگ مرتبط می‌داند. λ

برای مشخص‌سازی رنگ در نمایشگرها و نورپردازی مرتبط‌تر است.
سوال: MSL رتبه 3 دارد. این برای فرآیند تولید من چه معنایی دارد؟

پاسخ: سطح حساسیت رطوبت 3 به این معنی است که پکیج می‌تواند تا 168 ساعت (7 روز) قبل از لحیم‌کاری اجباری، در معرض شرایط محیط کارخانه (≤30°C/60% RH) قرار گیرد. در صورت تجاوز از این زمان، ممکن است قطعات نیاز به پخت (بیکینگ) برای حذف رطوبت جذب شده قبل از بازجریانی داشته باشند تا از آسیب "پاپ کورن" جلوگیری شود.

11. مورد عملی طراحی و استفاده
سناریو: طراحی یک شاخص وضعیت چندرنگ برای یک دستگاه IoT قابل حمل.
طراحی نیازمند یک قطعه واحد و کوچک برای نشان دادن وضعیت شبکه (آبی: در حال اتصال، سبز: متصل، قرمز: خطا) و وضعیت باتری (سبز: پر، قرمز: کم) است. LTST-C19MGEBK-RR به دلیل نازکی و قابلیت RGB انتخاب می‌شود. طراح:
1. PCB را با استفاده از فوت‌پرینت پد پیشنهادی طراحی می‌کند._F2. سه مدار کلیدزنی MOSFET سمت منفی جداگانه طراحی می‌کند که هر کدام یک مقاومت سری محاسبه شده برای محدوده V
خاص رنگ هدف (قرمز، سبز، آبی) برای دستیابی به جریان مطلوب (مثلاً 15mA برای روشنایی خوب در توان کم) دارند.
3. اطمینان حاصل می‌کند که پایه‌های GPIO میکروکنترلر می‌توانند جریان مورد نیاز را سینک کنند.
4. در هنگام سفارش، یک بین رنگ تنگ (مثلاً B1 برای سبز) را مشخص می‌کند تا اطمینان حاصل شود که رنگ سبز "متصل" در تمام واحدهای تولیدی یکنواخت است.

5. فرآیند مونتاژ را طوری برنامه‌ریزی می‌کند که قرقره در بازه زمانی MSL 3 پس از باز شدن استفاده شود.

12. معرفی اصول عملکرد
- انتشار نور در LEDها بر اساس الکترولومینسانس در مواد نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n چیپ اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. طول موج خاص (رنگ) نور توسط انرژی گپ باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. این قطعه از موارد زیر استفاده می‌کند:ایندیوم گالیم نیترید (InGaN):
- یک نیمه‌هادی مرکب که گپ باند آن را می‌توان با تنظیم محتوای ایندیوم تنظیم کرد. در اینجا برای تولید نور سبز و آبی استفاده می‌شود.آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید (AlInGaP):

یک نیمه‌هادی مرکب دیگر که برای تولید نور قرمز و کهربایی با راندمان بالا عالی است. لنز شفاف اجازه می‌دهد رنگ ذاتی چیپ مستقیماً بدون تبدیل رنگ دیده شود.

13. روندهای توسعهتکامل LEDهای SMD مانند این مورد، چندین روند صنعتی واضح را دنبال می‌کند:مینیاتوری‌سازی(نازک‌تر، فوت‌پرینت‌های کوچک‌تر) برای امکان‌پذیر ساختن محصولات نهایی باریک‌تر.افزایش راندمان(شدت نور بالاتر به ازای هر میلی‌آمپر) برای کاهش مصرف توان در دستگاه‌های باتری‌خور.بهبود بازتولید رنگ و گاموتاز طریق مواد چیپ پیشرفته مانند InGaN و AlInGaP برای نمایشگرهای زنده‌تر و دقیق‌تر.بهبود قابلیت اطمینان و استانداردسازی