دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTS-4817CTB-P - ارتفاع رقم 0.39 اینچ - رنگ آبی InGaN - ولتاژ آستانه 3.8 ولت - توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTS-4817CTB-P یک قطعه نصب‌سطحی (SMD) است که به‌عنوان نمایشگر عددی تک‌رقمی طراحی شده است. عملکرد اصلی آن ارائه نشانگر عددی یا الفبایی واضح و قابل اعتماد در تجهیزات الکترونیکی است. جزء اصلی آن استفاده از ماده نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) رشد‌یافته بر روی زیرلایه یاقوت کبود برای تولید نور آبی است. این قطعه در دسته آند مشترک طبقه‌بندی می‌شود، به این معنی که آندهای تمام سگمنت‌های LED به صورت داخلی به هم متصل شده‌اند که طراحی مدار برای مالتی‌پلکسینگ را ساده می‌کند. این قطعه به‌طور خاص برای فرآیندهای مونتاژ نصب معکوس طراحی شده است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

• ارتفاع رقم:دارای ارتفاع کاراکتر 0.39 اینچ (10.0 میلی‌متر) است که خوانایی خوبی برای اندازه فشرده خود ارائه می‌دهد.
• کیفیت نوری:روشنایی پیوسته و یکنواخت سگمنت‌ها، ظاهر عالی کاراکتر، روشنایی بالا، کنتراست بالا و زاویه دید گسترده را فراهم می‌کند.
• بازدهی و قابلیت اطمینان:برای نیاز توان پایین طراحی شده و قابلیت اطمینان حالت جامد ذاتی فناوری LED را ارائه می‌دهد.
• کنترل کیفیت:واحدها بر اساس شدت نور دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند تا یکنواختی روشنایی در بین دسته‌های تولید تضمین شود.
• انطباق محیطی:بسته‌بندی بدون سرب و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است.

1.2 شناسایی قطعه

شماره قطعه LTS-4817CTB-P نوع دستگاه را رمزگشایی می‌کند: یک نمایشگر تک‌رقمی با نقطه اعشار سمت راست، که از چیپ‌های LED آبی InGaN در پیکربندی آند مشترک استفاده می‌کند.

2. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

2.1 ابعاد بسته‌بندی

دستگاه مطابق با یک فوت‌پرینت SMD خاص است. نکات ابعادی حیاتی شامل موارد زیر است: تمام اندازه‌گیری‌ها بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. بسته‌بندی شامل نشانه‌هایی برای شماره قطعه، کد تاریخ و دسته LED است. مشخصات کیفیت، مواد خارجی، آلودگی جوهر، حباب در ناحیه سگمنت، خمیدگی بسته و برآمدگی پایه را محدود می‌کند تا مونتاژ و عملکرد صحیح تضمین شود.

2.2 پیکربندی پایه‌ها و دیاگرام مدار

نمایشگر دارای پیکربندی 10 پایه است. دیاگرام مدار داخلی یک معماری آند مشترک را نشان می‌دهد. پایه‌ها به شرح زیر است: پایه 1 (کاتد E)، پایه 2 (کاتد D)، پایه 3 (آند مشترک)، پایه 4 (کاتد C)، پایه 5 (کاتد DP برای نقطه اعشار)، پایه 6 (کاتد B)، پایه 7 (کاتد A)، پایه 8 (آند مشترک)، پایه 9 (کاتد F)، پایه 10 (کاتد G). در دیاگرام ارائه شده، پایه 8 به عنوان \"بدون اتصال\" ذکر شده است که ممکن است بسته به طراحی داخلی، رزرو شده یا یک اتصال آند تکراری باشد.

3. پارامترها و مشخصات فنی

3.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این‌ها محدودیت‌های تنشی هستند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• اتلاف توان هر سگمنت:حداکثر 70 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک هر سگمنت:50 میلی‌آمپر (در شرایط پالسی: چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت:20 میلی‌آمپر در 25 درجه سلسیوس، با کاهش خطی 0.21 میلی‌آمپر/درجه سلسیوس بالاتر از 25 درجه سلسیوس.
• محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:35- درجه سلسیوس تا 105+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری:مقاوم در برابر 260 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن.

3.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکرد معمول در Ta=25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری می‌شوند.

• شدت نور (I_V):8.4 میلی‌کندلا (حداقل)، 26.8 میلی‌کندلا (معمول) در جریان مستقیم (I_F) 10 میلی‌آمپر.
• طول موج پیک (λ_p):468 نانومتر (معمول) در I_F=20 میلی‌آمپر.
• عرض نیمه طیفی (Δλ):25 نانومتر (معمول) در I_F=20 میلی‌آمپر.
• طول موج غالب (λ_d):470 نانومتر (معمول) در I_F=20 میلی‌آمپر.
• ولتاژ مستقیم (V_F):3.3 ولت (حداقل)، 3.8 ولت (معمول) برای هر چیپ در I_F=20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت. این یک شرایط آزمایش است، نه یک حالت کارکرد.
• نسبت تطابق شدت نور:حداکثر 2:1 بین سگمنت‌ها در شرایط مشابه (I_F=10 میلی‌آمپر)، که یکنواختی روشنایی را تضمین می‌کند.
• نشت نوری (کراس‌تاک):به صورت ≤ 2.5% مشخص شده است که روشنایی ناخواسته سگمنت‌های مجاور را به حداقل می‌رساند.

3.3 حساسیت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها مستعد آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک هستند. اقدامات احتیاطی اجباری هنگام کار شامل موارد زیر است: استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضداستاتیک؛ اطمینان از زمین‌شدن صحیح تمام تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و محل ذخیره‌سازی؛ و استفاده از یونایزرها برای خنثی‌سازی بارهای استاتیکی که ممکن است در حین کار روی بسته پلاستیکی جمع شوند.

4. منحنی‌های عملکرد و داده‌های گرافیکی

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است (اگرچه در متن استخراج‌شده ارائه شده جزئیات آن ذکر نشده). این نمودارها برای طراحی ضروری هستند و معمولاً رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور (منحنی I-V)، تأثیر دمای محیط بر شدت نور، و توزیع توان طیفی نسبی که نشان‌دهنده پیک انتشار نور آبی در حدود 468-470 نانومتر است را نشان می‌دهند. تحلیل این منحنی‌ها به طراحان اجازه می‌دهد جریان درایو را برای روشنایی مطلوب بهینه‌سازی کنند و مبادلات عملکردی در شرایط حرارتی مختلف را درک کنند.

5. دستورالعمل‌های مونتاژ و فرآیند

5.1 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری SMT

این قطعه برای لحیم‌کاری رفلو مناسب است. محدودیت‌های حیاتی فرآیند:

• لحیم‌کاری رفلو (حداکثر 2 سیکل):پیش‌گرم: 120-150 درجه سلسیوس حداکثر تا 120 ثانیه. دمای پیک: حداکثر 260 درجه سلسیوس. کل زمان لحیم‌کاری نباید از محدودیت‌های پروفایل فراتر رود.
• لحیم‌کاری دستی (هویه، حداکثر 1 سیکل):دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سلسیوس. زمان تماس: حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.
• در صورت لزوم انجام دو مرحله، یک دوره خنک‌سازی اجباری تا دمای عادی بین فرآیند رفلو اول و دوم مورد نیاز است.

5.2 الگوی پد لحیم‌کاری توصیه‌شده

یک طرح الگوی لند ارائه شده است تا تشکیل اتصال لحیم قابل اعتماد، تراز خودکار صحیح در حین رفلو و استحکام مکانیکی کافی تضمین شود. رعایت این الگو برای بازده تولید و قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.

6. بسته‌بندی و جابجایی

6.1 مشخصات بسته‌بندی

قطعات در بسته‌بندی نوار و قرقره عرضه می‌شوند که با ماشین‌های پیک‌اندپلیس خودکار سازگار است.

• ابعاد قرقره:جزئیات برای قرقره نوع PS6 ارائه شده است، شامل قطر قرقره، عرض هاب و ابعاد جیب نوار.
• نوار حامل:ابعاد و مشخصات مطابق با استاندارد EIA-481-C است. پارامترهای کلیدی شامل فاصله جیب‌ها، ضخامت نوار (0.40±0.05 میلی‌متر) و تلرانس انحنا است.
• تعداد بسته‌بندی:طول استاندارد قرقره برای قرقره 22 اینچی، 45.5 متر است که حاوی 800 قطعه است. حداقل تعداد بسته‌بندی 200 قطعه برای دسته‌های باقی‌مانده مشخص شده است.
• نوار ابتدا/انتها:شامل حداقل 400 میلی‌متر نوار ابتدا و 40 میلی‌متر نوار انتها برای جابجایی ماشینی است.

6.2 حساسیت به رطوبت و ذخیره‌سازی

بسته‌بندی SMD به رطوبت حساس است. قطعات در کیسه‌های مهر و موم شده ضد رطوبت با ماده جاذب رطوبت ارسال می‌شوند.

• شرایط ذخیره‌سازی:پس از باز کردن کیسه مهر و موم شده، قطعات باید در دمای ≤30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره شوند.
• نیازهای پخت (بیکینگ):اگر در معرض رطوبت محیطی فراتر از مشخصات قرار گیرند، قبل از رفلو نیاز به پخت است تا از ترک \"پاپ‌کورن\" یا لایه‌لایه شدن جلوگیری شود. شرایط پخت تأیید‌شده: 60 درجه سلسیوس به مدت ≥48 ساعت (در قرقره)، یا 100 درجه سلسیوس به مدت ≥4 ساعت / 125 درجه سلسیوس به مدت ≥2 ساعت (به صورت فله). پخت باید فقط یک بار انجام شود.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

LTS-4817CTB-P برای کاربردهایی که نیاز به نمایشگرهای عددی تک‌رقمی فشرده و روشن دارند ایده‌آل است. کاربردهای رایج شامل: پنل‌های ابزار دقیق (مولتی‌متر، تایمر)، لوازم خانگی مصرفی (مایکروویو، قهوه‌ساز)، رابط‌های کنترل صنعتی، نمایشگرهای دستگاه‌های پزشکی و نمایشگرهای لوازم جانبی خودرو است که در آن‌ها نشانگر آبی به دلایل دید یا زیبایی شناسی ترجیح داده می‌شود.

7.2 دستورالعمل‌های طراحی مدار

به عنوان یک نمایشگر آند مشترک، کاتد هر سگمنت به طور مستقل درایو می‌شود، معمولاً توسط یک مقاومت محدودکننده جریان متصل به یک درایور قابلیت سینک (مانند پین GPIO میکروکنترلر یا IC درایور LED اختصاصی). ولتاژ مستقیم (V_F) حدود 3.8 ولت باید در طراحی منبع تغذیه در نظر گرفته شود. جریان پیوسته نباید از 20 میلی‌آمپر برای هر سگمنت تجاوز کند، با کاهش مناسب (دریتینگ) بالاتر از دمای محیط 25 درجه سلسیوس. برای مالتی‌پلکسینگ چند رقم، اطمینان حاصل کنید که قابلیت سینک جریان و سرعت سوئیچینگ درایور کافی است.

7.3 مدیریت حرارتی

در حالی که LEDها کارآمد هستند، اتلاف توان (تا 70 میلی‌وات برای هر سگمنت) گرما تولید می‌کند. لایه‌بندی PCB مناسب با مساحت کافی مس برای اتصالات آند مشترک می‌تواند به عنوان هیت‌سینک عمل کند. اطمینان حاصل کنید که دمای محیط کار از 105 درجه سلسیوس تجاوز نکند و منحنی کاهش جریان (دریتینگ) را برای محیط‌های با دمای بالا در نظر بگیرید.

8. مقایسه فنی و تمایز

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای قرمز GaAsP، این LED آبی InGaN روشنایی بالاتر و رنگ آبی متمایزی ارائه می‌دهد. در بخش نمایشگرهای آبی SMD، تمایزدهنده‌های کلیدی آن ارتفاع رقم 0.39 اینچ، شدت نور دسته‌بندی شده برای یکنواختی، و مشخصات برای نشت نوری کم و تطابق سگمنت است. بسته‌بندی مستحکم و مشخصات دقیق لحیم‌کاری/بسته‌بندی آن را برای مونتاژ خودکار با حجم بالا مناسب می‌سازد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: هدف پایه \"بدون اتصال\" (پایه 8) چیست؟

پ: این پایه به صورت داخلی متصل نیست. ممکن است برای تقارن مکانیکی، استانداردسازی بسته‌بندی یا به عنوان یک نگهدارنده وجود داشته باشد. نباید به عنوان یک اتصال الکتریکی استفاده شود.

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را با منبع تغذیه 5 ولت درایو کنم؟

پ: بله، اما یک مقاومت سری محدودکننده جریان برای هر کاتد سگمنت اجباری است. مقدار مقاومت به صورت R = (V_منبع- V_F) / I_F محاسبه می‌شود. برای منبع تغذیه 5 ولت، V_F برابر 3.8 ولت و I_F برابر 10 میلی‌آمپر، R ≈ (5 - 3.8) / 0.01 = 120 اهم.

س: چرا پخت (بیکینگ) لازم است و آیا می‌توان قطعات را بیش از یک بار پخت؟

پ: بسته پلاستیکی رطوبت جذب می‌کند. در حین رفلو، گرمایش سریع این رطوبت را به بخار تبدیل می‌کند و ممکن است باعث آسیب داخلی شود. پخت این رطوبت را حذف می‌کند. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که پخت باید فقط یک بار انجام شود تا از پیرشدگی حرارتی مواد جلوگیری شود.

س: \"مونتاژ نصب معکوس\" به چه معناست؟

پ: نشان می‌دهد که قطعه برای نصب در سمت مخالف PCB نسبت به سمت معمول قطعات در نظر گرفته شده است، که اغلب به دلایل زیبایی شناسی (نمایش از طریق برد) است. الگوی لحیم‌کاری توصیه‌شده برای این منظور طراحی شده است.

10. اصول عملیاتی و روندهای فناوری

10.1 اصل عملکرد پایه

یک LED یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از گپ انرژی آن در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ماده خاص، InGaN، دارای گپ انرژی است که با انتشار نور آبی مطابقت دارد. زیرلایه یاقوت کبود یک پایه کریستالی برای رشد لایه‌های اپیتاکسیال InGaN فراهم می‌کند.

10.2 روندهای صنعت

استفاده از فناوری InGaN برای LEDهای آبی (و به تبع آن، سفید از طریق تبدیل فسفر) نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجهی در روشنایی حالت جامد است. روندها در اجزای نمایشگر شامل افزایش مداوم بازده نوری (روشنایی بر وات)، کوچک‌سازی بیشتر، بهبود ثبات رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر، و افزایش قابلیت اطمینان برای محیط‌های خشن است. حرکت به سمت بسته‌بندی بدون سرب و مطابق با RoHS، همانطور که در این قطعه مشاهده می‌شود، یک نیاز استاندارد صنعتی است.