دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTS-4817CKG-P - ارتفاع رقم 0.39 اینچ - رنگ سبز AlInGaP - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - اتلاف توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTS-4817CKG-P یک دستگاه نصب سطحی (SMD) است که برای نمایشگرهای الکترونیکی نیازمند یک رقم عددی طراحی شده است. این محصول با ابعاد فشرده و بازده نوری بالا شناخته می‌شود و برای ادغام در محصولات الکترونیکی مختلف که محدودیت فضا و مصرف برق در آنها مد نظر است، مناسب می‌باشد.

1.1 ویژگی‌های اصلی و بازار هدف

این نمایشگر دارای ارتفاع رقمی معادل 0.39 اینچ (10.0 میلی‌متر) است که خوانایی خوبی در ابعاد کوچک فراهم می‌کند. مزایای کلیدی آن شامل نیاز به توان پایین، روشنایی بالا، ظاهر عالی کاراکتر با سگمنت‌های یکنواخت پیوسته و زاویه دید گسترده است. دستگاه از فناوری LED حالت جامد AlInGaP بر روی بستر GaAs استفاده می‌کند که به قابلیت اطمینان و عملکرد آن کمک می‌کند. این محصول بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده و در بسته‌بندی بدون سرب مطابق با دستورالعمل‌های RoHS عرضه می‌گردد. کاربردهای اصلی هدف شامل لوازم الکترونیکی مصرفی، پنل‌های ابزار دقیق، کنترل‌های صنعتی و لوازم خانگی است که در آنها نمایش عددی واضح و قابل اطمینان مورد نیاز است.

1.2 شناسایی دستگاه

شماره قطعه LTS-4817CKG-P مشخص‌کننده دستگاهی با چیپ‌های LED سبز AlInGaP در پیکربندی آند مشترک و دارای نقطه اعشار سمت راست است. این قرارداد نام‌گذاری به شناسایی و سفارش دقیق کمک می‌کند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

در دمای محیط (Ta) برابر 25 درجه سانتی‌گراد، دستگاه دارای محدودیت‌های تعریف‌شده‌ای برای اطمینان از عملکرد مطمئن است. حداکثر اتلاف توان هر سگمنت 70 میلی‌وات است. حداکثر جریان مستقیم پیک هر سگمنت در شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) 60 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است. جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت در 25 درجه سانتی‌گراد 25 میلی‌آمپر است که با ضریب کاهش 0.28 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد با افزایش دما همراه است. محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی از 35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد مشخص شده است. دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری آهنی در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه را تحمل کند که در فاصله 1/16 اینچی زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری می‌شود.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

در دمای Ta=25°C اندازه‌گیری شده است. شدت نور متوسط معمولی هر سگمنت در جریان مستقیم (IF) برابر 1mA، 500 µcd است و در IF=10mA می‌تواند به 5500 µcd برسد. طول موج پیک انتشار (λp) معمولاً 571 نانومتر است، با نیم‌عرض خط طیفی (Δλ) برابر 15 نانومتر و طول موج غالب (λd) برابر 572 نانومتر که همگی در IF=20mA اندازه‌گیری شده‌اند. ولتاژ مستقیم (VF) هر چیپ در IF=20mA از 2.05 ولت تا 2.6 ولت متغیر است. جریان معکوس (IR) حداکثر 100 µA در ولتاژ معکوس (VR) برابر 5 ولت است، اگرچه این شرایط تنها برای اهداف آزمایشی است و برای کارکرد پیوسته نمی‌باشد. نسبت تطابق شدت نور بین سگمنت‌ها در یک ناحیه نوری مشابه حداکثر 2:1 در IF=1mA است. تداخل بین سگمنت‌ها حداکثر ≤ 2.5% مشخص شده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که محصول بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است. این به معنای فرآیند بینینگی است که در آن دستگاه‌ها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در جریان آزمایش استاندارد (احتمالاً 1mA یا 10mA مطابق جدول مشخصات) مرتب می‌شوند. این امر ثبات در روشنایی را در بین سگمنت‌های یک دستگاه واحد و بین دسته‌های تولیدی مختلف تضمین می‌کند که برای دستیابی به ظاهر یکنواخت نمایشگر بسیار حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصات الکتریکی/نوری معمولی اشاره می‌کند. اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات داده نشده‌اند، اما چنین منحنی‌هایی معمولاً رابطه بین جریان مستقیم (IF) و شدت نور (IV)، ولتاژ مستقیم (VF) در مقابل دما و توزیع طیفی نور ساطع شده را نشان می‌دهند. این منحنی‌ها برای طراحان جهت درک رفتار دستگاه در شرایط عملیاتی مختلف، مانند چگونگی تغییر روشنایی با جریان یا چگونگی افت ولتاژ مستقیم با افزایش دما، ضروری هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد و تلرانس‌های بسته‌بندی

همه ابعاد حیاتی برای بسته‌بندی SMD بر حسب میلی‌متر ارائه شده است. تلرانس عمومی ابعاد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. نکات کلیدی کیفیت شامل محدودیت‌هایی برای مواد خارجی درون سگمنت‌ها (≤10 میل)، آلودگی جوهر سطحی (≤20 میل)، حباب در سگمنت‌ها (≤10 میل)، خمش رفلکتور (≤1% طول آن) و حداکثر اندازه براده روی پایه‌های پلاستیکی (0.14 میلی‌متر) است. یک کد تاریخ و اطلاعات دسته LED روی دستگاه برای ردیابی علامت‌گذاری شده است.

5.2 اتصال پایه‌ها و دیاگرام مدار

دستگاه دارای پیکربندی 10 پایه است. پایه‌های 3 و 8 آندهای مشترک هستند. کاتدهای سگمنت‌های A تا G و نقطه اعشار (DP) به پایه‌های خاصی متصل هستند (1: E, 2: D, 4: C, 5: DP, 6: B, 7: A, 9: F, 10: G). یک پایه به عنوان بدون اتصال (N/C) ذکر شده است. دیاگرام مدار داخلی اتصال آند مشترک به همه سگمنت‌های LED را نشان می‌دهد که یک پیکربندی معمول برای ساده‌سازی مدار درایو در کاربردهای مالتی‌پلکس است.

5.3 الگوی لحیم‌کاری توصیه شده

یک الگوی لند برای طراحی PCB ارائه شده است که یک بعد کلیدی 17.5 میلی‌متری در آن ذکر شده است. این الگو برای اطمینان از تشکیل صحیح اتصال لحیم، پایداری مکانیکی و مدیریت حرارتی در طی فرآیند ریفلو بسیار حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری SMT

دستگاه برای مونتاژ با فناوری نصب سطحی (SMT) طراحی شده است. حداکثر دو فرآیند لحیم‌کاری ریفلو مجاز است که یک دوره خنک‌سازی اجباری تا دمای نرمال بین فرآیند اول و دوم باید رعایت شود. پروفیل ریفلو توصیه شده شامل مرحله پیش‌گرم در 120-150 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 120 ثانیه است، با دمای پیک حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 5 ثانیه. برای لحیم‌کاری دستی با هویه، حداکثر دما 300 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 3 ثانیه است.

6.2 حساسیت به رطوبت و ذخیره‌سازی

نمایشگرهای SMD در بسته‌بندی ضد رطوبت ارسال می‌شوند. آنها باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی (RH) 60% یا کمتر نگهداری شوند. پس از باز شدن بسته مهر و موم شده، قطعات شروع به جذب رطوبت از محیط می‌کنند. اگر قطعات پس از باز شدن تحت شرایط خشک (مثلاً در کابینت خشک) نگهداری نشوند، باید قبل از فرآیند لحیم‌کاری ریفلو پخته شوند تا از ترکیدن یا لایه‌لایه شدن جلوگیری شود. شرایط پخت مشخص شده است: 60 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥48 ساعت اگر هنوز روی ریل باشند، یا 100 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥4 ساعت / 125 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥2 ساعت اگر به صورت فله باشند. پخت باید تنها یک بار انجام شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

دستگاه‌ها در بسته‌بندی نوار و قرقره (Tape-and-Reel) سازگار با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place عرضه می‌شوند. دو اندازه قرقره ذکر شده است: یک قرقره 22 اینچی حاوی 45.50 متر نوار، و یک قرقره 13 اینچی حاوی 800 قطعه. حداقل تعداد بسته‌بندی برای دسته‌های باقیمانده 200 قطعه است. ابعاد دقیق قرقره بسته‌بندی و نوار حامل (مطابق با الزامات EIA-481-C) ارائه شده است که شامل تلرانس فاصله سوراخ زنجیری، محدودیت‌های انحنا و ضخامت نوار (0.40±0.05mm) می‌شود. بسته‌بندی شامل قطعات راهنما و دنباله‌دار روی نوار برای پردازش ماشینی است.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این نمایشگر برای تجهیزات الکترونیکی معمولی مانند تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و کاربردهای خانگی در نظر گرفته شده است. ارقام واضح و فرمت SMD آن را برای پنل‌های جلویی تجهیزات صوتی/تصویری، ابزارهای آزمایشی، کنترل‌های لوازم خانگی و نمایشگرهای پس از فروش خودرو که فضا در آنها محدود است، مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات و احتیاط‌های طراحی

قوانین حیاتی طراحی:مدار درایو باید به گونه‌ای طراحی شود که به شدت به حداکثر مقادیر مطلق جریان و اتلاف توان پایبند باشد. تجاوز از این مقادیر، به ویژه در دمای عملیاتی بالا، می‌تواند منجر به تخریب شدید خروجی نور یا خرابی زودرس شود. مدار باید شامل محافظت در برابر ولتاژهای معکوس و اسپایک‌های ولتاژ گذرا که ممکن است در توالی‌های روشن یا خاموش شدن رخ دهند، باشد، زیرا این موارد می‌توانند به چیپ‌های LED آسیب برسانند. به طور کلی درایو جریان ثابت نسبت به درایو ولتاژ ثابت برای روشنایی پایدار و یکنواخت توصیه می‌شود. طراحان باید برای مدارهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند، به ویژه در سیستم‌های حیاتی ایمنی مانند تجهیزات هوانوردی، پزشکی یا حمل و نقل، به یادداشت‌های کاربردی مرتبط مراجعه کنند.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با نمایشگرهای LED قدیمی Through-Hole، مدل LTS-4817CKG-P مزایای قابل توجهی در اتوماسیون مونتاژ، صرفه‌جویی در فضای برد و عملکرد حرارتی بالقوه بهتر به دلیل نصب مستقیم روی PCB ارائه می‌دهد. در دسته نمایشگرهای سگمنتی SMD، استفاده آن از فناوری AlInGaP معمولاً بازده بالاتر و پایداری دمایی بهتری نسبت به برخی مواد نیمه‌هادی دیگر ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی یکنواخت در محدوده دمایی وسیع‌تری می‌شود. دسته‌بندی خاص برای شدت نور یک تمایزدهنده کلیدی است که ثبات بصری را تضمین می‌کند، که ممکن است در محصولات بدون دسته‌بندی یا با دسته‌بندی کمتر سخت‌گیرانه تضمین نشود.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: هدف از ضریب کاهش برای جریان مستقیم پیوسته چیست؟

ج: ضریب کاهش (0.28 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد) نشان می‌دهد که به ازای هر درجه سانتی‌گراد افزایش دمای محیط بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته مجاز باید 0.28 میلی‌آمپر کاهش یابد. این امر برای جلوگیری از تجاوز دمای اتصال LED از حد مجاز آن و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت ضروری است.

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

ج: خیر. ولتاژ مستقیم هر سگمنت معمولاً 2.05-2.6 ولت است. هنگام اتصال به یک منبع ولتاژ بالاتر از ولتاژ مستقیم LED، همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری استفاده شود تا جریان کنترل شده و از آسیب جلوگیری شود. مقدار این مقاومت بر اساس ولتاژ منبع تغذیه، ولتاژ مستقیم LED و جریان عملیاتی مورد نظر محاسبه می‌شود.

س: چرا در صورت باز شدن بسته‌بندی، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت وجود دارد؟

ج: بسته‌بندی‌های پلاستیکی SMD می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که ممکن است باعث ترک خوردن بسته (\"پاپ کورن شدن\") یا لایه‌لایه شدن داخلی شود. پخت این رطوبت جذب شده را حذف می‌کند.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

طراحی نمایشگر یک مولتی‌متر دیجیتال را در نظر بگیرید. یک میکروکنترلر برای راه‌اندازی LTS-4817CKG-P استفاده می‌شود. با توجه به پیکربندی آند مشترک آن، پورت‌های میکروکنترلر جریان را برای سگمنت‌های A-G و DP می‌کشند (به عنوان کاتد عمل می‌کنند)، در حالی که یک ترانزیستور یا IC درایور جریان را به پایه‌های آند مشترک (3 و 8) می‌رساند. جریان درایو، با استفاده از مقاومت‌های محدودکننده جریان، روی مقداری مانند 10 میلی‌آمپر برای هر سگمنت تنظیم می‌شود تا روشنایی خوبی (معمولاً 5500 µcd) حاصل شود و در عین حال به خوبی در محدوده درجه‌بندی پیوسته 25 میلی‌آمپر باقی بماند. چیدمان PCB از الگوی لحیم‌کاری توصیه شده برای مونتاژ قابل اطمینان پیروی می‌کند. اگر مولتی‌متر برای استفاده در محیط باز با تغییرات دمایی بالقوه گسترده در نظر گرفته شده باشد، طراح باید ضریب دمایی ولتاژ مستقیم و الزامات کاهش جریان را در نظر بگیرد.

12. معرفی اصل عملکرد

دستگاه بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک اتصال p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه دیود در سراسر آند و کاتد یک چیپ AlInGaP اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند، که در این مورد سبز (~572 نانومتر) است. نور از چیپ ریز توسط بسته‌بندی پلاستیکی هدایت و شکل‌دهی می‌شود که شامل یک فنجان بازتابنده و یک لنز پخش‌کننده برای تشکیل شکل‌های سگمنتی قابل تشخیص است.

13. روندهای توسعه

روند در نمایشگرهای LED SMD به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات توان الکتریکی) ادامه دارد که مصرف برق کمتر و تولید گرمای کاهش‌یافته را ممکن می‌سازد. همچنین تلاشی برای کوچک‌سازی در حالی که خوانایی حفظ یا بهبود می‌یابد، وجود دارد. ادغام الکترونیک درایور مستقیماً در بسته نمایشگر روند دیگری است که طراحی مدار خارجی را ساده می‌کند. علاوه بر این، پیشرفت‌ها در مواد و بسته‌بندی با هدف بهبود قابلیت اطمینان تحت شرایط محیطی سخت، مانند محدوده‌های دمایی و رطوبتی بالاتر، صورت می‌گیرد. حرکت به سمت پارامترهای دسته‌بندی دقیق‌تر و باریک‌تر، ثبات بصری برتر در محصولات نهایی را تضمین می‌کند.