دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTS-4812CKS-PM - ارتفاع رقم 0.39 اینچ - رنگ زرد - ولتاژ معمول 2.05 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTS-4812CKS-PM یک قطعه نصب سطحی (SMD) است که به عنوان نمایشگر عددی تک رقمی طراحی شده است. این محصول از فناوری نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) رشد یافته بر روی زیرلایه GaAs برای تولید نور زرد استفاده می‌کند. نمایشگر دارای صفحه‌ای خاکستری با سگمنت‌های سفید است که کنتراست بالایی برای وضوح قابل مشاهده کاراکترها فراهم می‌کند. کاربرد اصلی آن در دستگاه‌های الکترونیکی نیازمند نمایش عددی فشرده، قابل اعتماد و روشن، مانند پنل‌های ابزار دقیق، لوازم الکترونیکی مصرفی و کنترل‌های صنعتی است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

• ابعاد فشرده:دارای ارتفاع استاندارد رقم 0.39 اینچ (10.0 میلی‌متر) است که آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا مناسب می‌سازد.
• کیفیت نوری:سگمنت‌های یکنواخت پیوسته، ظاهر عالی کاراکتر، روشنایی بالا و زاویه دید گسترده برای خوانایی بهینه از موقعیت‌های مختلف ارائه می‌دهد.
• بهره‌وری انرژی:با نیاز توان پایین طراحی شده است که به صرفه‌جویی انرژی کلی سیستم کمک می‌کند.
• قابلیت اطمینان بالا:از ساختار حالت جامد بهره می‌برد که عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش را تضمین می‌کند.
• خروجی استاندارد شده:قطعات بر اساس شدت نور و طول موج غالب دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند که امکان عملکرد یکنواخت در تولید انبوه را فراهم می‌کند.
• انطباق محیطی:The package is lead-free and conforms to RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directives.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 رتبه‌بندی حداکثر مطلق

این محدودیت‌ها تحت هیچ شرایطی نباید بیش‌تر شوند تا از آسیب دائمی به قطعه جلوگیری شود. تمام مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند.

• اتلاف توان هر سگمنت:حداکثر 70 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک هر سگمنت:90 میلی‌آمپر (تحت شرایط پالسی: چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت:25 میلی‌آمپر. این رتبه برای دماهای بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد به صورت خطی با نرخ 0.28 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد.
• محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:35- درجه تا 105+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:در برابر لحیم‌کاری با هویه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه مقاوم است، که در فاصله 1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری می‌شود.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکرد معمول در Ta=25°C اندازه‌گیری می‌شوند. این پارامترها رفتار عملیاتی استاندارد نمایشگر را تعریف می‌کنند.

• شدت نور متوسط (Iv):در جریان مستقیم (IF) 1 میلی‌آمپر، از 1301 تا 5400 میکروکاندلا متغیر است. در IF=10 میلی‌آمپر، شدت نور معمول 30250 میکروکاندلا حاصل می‌شود.
• ولتاژ مستقیم هر تراشه (VF):معمولاً 2.05 ولت، با محدوده از 1.6 ولت (حداقل) تا 2.6 ولت (حداکثر) در IF=20 میلی‌آمپر.
• طول موج تابش پیک (λp):588 نانومتر در IF=20 میلی‌آمپر.
• طول موج غالب (λd):در IF=20 میلی‌آمپر از 582.1 نانومتر تا 590 نانومتر متغیر است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر در IF=20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس هر سگمنت (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. توجه: این یک شرایط آزمایش است؛ قطعه برای کارکرد پیوسته با بایاس معکوس طراحی نشده است.
• نسبت تطابق شدت نور:نسبت بین درخشان‌ترین و کم‌نورترین سگمنت‌ها در یک ناحیه نوری مشابه در IF=1 میلی‌آمپر حداکثر 2:1 است که ظاهر یکنواخت را تضمین می‌کند.
• تداخل نوری (Cross Talk):مشخص شده است که ≤ 2.5% باشد، که روشنایی ناخواسته سگمنت‌های مجاور را به حداقل می‌رساند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، قطعات بر اساس پارامترهای اندازه‌گیری شده در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 محدوده دسته‌بندی شدت نور

قطعات بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 1 میلی‌آمپر در سه دسته (J، K، L) دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس برای اختصاص دسته ±15% است.

• دسته J:1301 – 2100 میکروکاندلا
• دسته K:2101 – 3400 میکروکاندلا
• دسته L:3401 – 5400 میکروکاندلا

3.2 محدوده فام (طول موج غالب)

قطعات همچنین بر اساس طول موج غالب در چهار گروه فام (0، 1، 2، 3) دسته‌بندی می‌شوند، با تلرانس ±1 نانومتر.

• فام 0:582.1 – 584.0 نانومتر
• فام 1:584.1 – 586.0 نانومتر
• فام 2:586.1 – 588.0 نانومتر
• فام 3:588.1 – 590.0 نانومتر

تعیین دسته‌ها به طراحان این امکان را می‌دهد تا قطعاتی با خواص نوری به شدت کنترل شده را برای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی رنگ یا روشنایی در چندین نمایشگر دارند، انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، آن‌ها معمولاً روابط زیر را که برای طراحی حیاتی هستند، نشان می‌دهند:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه غیرخطی را نشان می‌دهد که برای محاسبه مقادیر مقاومت محدودکننده جریان و اتلاف توان ضروری است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد، که به بهینه‌سازی روشنایی و محاسبات بازده کمک می‌کند.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد، که برای طراحی سیستم‌هایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند حیاتی است.
• توزیع طیفی:توان نسبی ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را به تصویر می‌کشد، که حول طول موج پیک 588 نانومتر برای این LED زرد متمرکز است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

قطعه مطابق با طرح استاندارد SMD است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است.
• تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• معیارهای کیفیت خاصی برای مواد خارجی، آلودگی جوهر، حباب درون سگمنت‌ها، خمش رفلکتور و براده‌های پین پلاستیکی تعریف شده است تا قابلیت تولید و ظاهر یکنواخت تضمین شود.

5.2 پیکربندی پایه‌ها و دیاگرام مدار

نمایشگر دارای پیکربندی 10 پایه است و از توپولوژی مدار آند مشترک استفاده می‌کند. دیاگرام داخلی اتصالات آند مشترک برای سگمنت‌ها را نشان می‌دهد، در حالی که هر سگمنت (A-G و DP) پایه کاتد مخصوص به خود را دارد. این پیکربندی برای مالتی‌پلکس کردن چندین رقم رایج است. ترتیب پایه‌ها به شرح زیر است: پایه 3 و پایه 8 آندهای مشترک هستند. پایه‌های 1، 2، 4، 5، 6، 7، 9، 10 به ترتیب کاتدهای سگمنت‌های E، D، C، DP، B، A، F، G هستند.

5.3 الگوی پد لحیم‌کاری توصیه شده

یک طرح الگوی لند ارائه شده است تا تشکیل اتصال لحیم قابل اعتماد در طی فرآیندهای ریفلو تضمین شود. رعایت این الگو به جلوگیری از پدیده "سنگ قبر"، ناهمترازی و اتصالات لحیم ناکافی کمک می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری ریفلو

قطعه برای لحیم‌کاری ریفلو با محدودیت‌های بحرانی زیر مناسب است:

• حداکثر چرخه‌های ریفلو:قطعه نباید بیش از دو بار تحت فرآیند لحیم‌کاری ریفلو قرار گیرد.
• نیاز به خنک‌سازی:قطعه باید بین فرآیند اول و دوم لحیم‌کاری تا دمای محیط عادی خنک شود.
• پروفایل حرارتی:یک پروفایل حرارتی توصیه شده شامل مرحله پیش‌گرم در 120–150 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 120 ثانیه، با دمای پیک حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد است.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید به یک بار محدود شود با دمای هویه حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد و زمان لحیم‌کاری حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.

7. بسته‌بندی و جابجایی

7.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات در نوار حامل برجسته بر روی قرقره برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند. مشخصات کلیدی شامل موارد زیر است:

• جنس نوار حامل آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه است.
• ابعاد با استاندارد EIA-481-D مطابقت دارد.
• طول بسته‌بندی 44.5 متر برای هر قرقره 22 اینچی است.
• تعداد قطعات 800 عدد برای هر قرقره 13 اینچی است.
• حداقل مقدار بسته‌بندی برای دسته‌های باقیمانده 200 عدد تعریف شده است.
• قرقره شامل قسمت‌های ابتدایی و انتهایی برای تغذیه ماشین است.

7.2 حساسیت به رطوبت و ذخیره‌سازی

به عنوان یک قطعه نصب سطحی، به جذب رطوبت حساس است.

• حمل و نقل:قطعات در بسته‌بندی ضد رطوبت ارسال می‌شوند.
• ذخیره‌سازی:کیسه‌های باز نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند.
• پخت (بیکینگ):اگر کیسه باز شود یا قطعات برای مدت طولانی در معرض محیط‌های مرطوب (>60% RH) قرار گیرند، قبل از ریفلو نیاز به پخت دارند تا از پدیده "پاپ کورن" یا لایه‌لایه شدن جلوگیری شود. شرایط پخت توصیه شده عبارتند از: 60 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥48 ساعت برای قطعات در قرقره، یا 100 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥4 ساعت / 125 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥2 ساعت برای قطعات فله.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

هنگام طراحی مدار درایو برای این نمایشگر آند مشترک، یک مقاومت محدودکننده جریان باید به صورت سری با هر پایه کاتد (سگمنت) متصل شود. مقدار مقاومت با استفاده از فرمول R = (Vcc - VF) / IF محاسبه می‌شود، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ مستقیم LED (معمولاً 2.05 ولت) و IF جریان مستقیم مورد نظر است. برای کاربردهای مالتی‌پلکس که چندین رقم را راه‌اندازی می‌کنند، ترانزیستورهای سوئیچینگ یا آی‌سی درایور مناسب در سمت آند مورد نیاز است.

8.2 انتخاب روشنایی و جریان

شدت نور به شدت وابسته به جریان مستقیم است. طراحان می‌توانند به منحنی مشخصه Iv در مقابل IF مراجعه کنند تا یک جریان عملیاتی را انتخاب کنند که روشنایی مورد نیاز را برآورده کند و در عین حال در محدوده رتبه‌بندی حداکثر مطلق برای جریان پیوسته و اتلاف توان باقی بماند. کاهش رتبه جریان در دمای محیط بالا برای قابلیت اطمینان بسیار مهم است.

8.3 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان هر سگمنت کم است، اما توان کل برای رقم و چگالی روی PCB باید در نظر گرفته شود. اطمینان از مساحت کافی مس PCB برای پدهای LED می‌تواند به دفع حرارت کمک کند، به ویژه هنگام کار با جریان‌های بالاتر یا در محیط‌های با دمای بالا.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

9.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λp) طول‌موجی است که در آن توان نوری ساطع شده حداکثر است (588 نانومتر برای این قطعه). طول موج غالب (λd) طول موج تک‌رنگ نور تک‌فامی است که با رنگ درک شده نور LED مطابقت دارد، و پارامتری است که برای دسته‌بندی فام استفاده می‌شود (582.1-590 نانومتر).

9.2 آیا می‌توانم این نمایشگر را بدون مقاومت‌های محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟

خیر. LEDها قطعات جریان‌محور هستند. راه‌اندازی مستقیم آن‌ها از یک منبع ولتاژ بدون محدودیت جریان باعث جریان بیش از حد می‌شود که ممکن است از رتبه حداکثر مطلق فراتر رفته و سگمنت‌های LED را از بین ببرد. همیشه از مقاومت‌های سری یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید.

9.3 چرا تعداد چرخه‌های ریفلو به دو بار محدود شده است؟

این محدودیت به دلیل تنش حرارتی بر روی مواد بسته‌بندی، اتصالات سیم داخلی و خود تراشه LED است. چرخه‌های متعدد دمای بالا می‌توانند مواد را تخریب کنند، خطر لایه‌لایه شدن را افزایش دهند یا اتصالات لحیم را تضعیف کنند و بر قابلیت اطمینان بلندمدت تأثیر بگذارند.

9.4 هنگام سفارش، چگونه کدهای دسته (مثلاً J، K، L) را تفسیر کنم؟

کد دسته محدوده تضمین شده شدت نور را مشخص می‌کند. برای یکنواختی روشنایی در تمام ارقام محصول خود، باید دسته مورد نیاز (مثلاً دسته L برای بالاترین روشنایی) را در سفارش خرید خود مشخص کنید. تولیدکننده قطعات را از آن دسته خاص تأمین خواهد کرد.

10. معرفی فناوری و اصل کار

LTS-4812CKS-PM بر پایه ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) رشد یافته بر روی زیرلایه GaAs (گالیم آرسناید) است. این سیستم ماده برای تولید نور در ناحیه‌های زرد، نارنجی و قرمز طیف بسیار کارآمد است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlInGaP انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند. بسته‌بندی SMD شامل تراشه LED، اتصالات سیم و یک لنز اپوکسی قالب‌گیری شده است که خروجی نور را شکل می‌دهد و محافظت محیطی را فراهم می‌کند.