دیتاشیت LTST-C191KGKT - ال‌ای‌دی SMD سبز فوق‌روشن - 0.55 میلی‌متر نازک - حداکثر 2.4 ولت - 75 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

LTST-C191KGKT یک لامپ ال‌ای‌دی نصب‌سطحی (SMD) است که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. اندازه کوچک و پروفیل کم‌ارتفاع آن، آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی ایده‌آل می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها

• مطابق با استانداردهای محیط‌زیستی RoHS.
• پروفیل بسته‌بندی فوق‌العاده نازک با ارتفاع تنها 0.55 میلی‌متر.
• از یک تراشه نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) فوق‌روشن برای تولید نور سبز استفاده می‌کند.
• روی نوار 8 میلی‌متری بسته‌بندی و روی قرقره‌های 7 اینچی پیچیده شده است تا با تجهیزات خودکار پیک و پلیس سرعت‌بالا سازگار باشد.
• طرح استاندارد بسته‌بندی EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• سازگار با منطق ورودی، مناسب برای درایو مستقیم از مدارهای مجتمع.
• طراحی شده برای استفاده با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون‌قرمز (IR).

1.2 کاربردها

این ال‌ای‌دی برای اهداف مختلف روشنایی و نشانگر مناسب است، از جمله:

• نور پس‌زمینه برای صفحه‌کلیدها، کیبوردها و نمایشگرهای ریز.
• نشانگر وضعیت و برق در تجهیزات مخابراتی، دستگاه‌های اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی.
• چراغ‌های سیگنال و نمادین.

2. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این قطعه دارای لنز شفاف آبی است که نور سبز تراشه AlInGaP را به‌طور کارآمد منتشر می‌کند. نقشه‌های ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده است و تمام اندازه‌گیری‌های حیاتی بر حسب میلی‌متر مشخص شده‌اند. ویژگی‌های کلیدی بسته شامل یک طرح پایه استاندارد برای لحیم‌کاری قابل اطمینان و یک پروفیل کم‌ارتفاع که ارتفاع کلی مونتاژ را به حداقل می‌رساند، می‌شود. قطبیت به وضوح روی بدنه قطعه برای جهت‌دهی صحیح روی PCB مشخص شده است.

3. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

3.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا زیر آن تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):75 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته ال‌ای‌دی می‌تواند به صورت گرما بدون کاهش عملکرد یا قابلیت اطمینان تلف کند.
• جریان مستقیم رو به جلو (IF):30 میلی‌آمپر. حداکثر جریان پیوسته‌ای که می‌توان به ال‌ای‌دی اعمال کرد.
• جریان اوج رو به جلو:80 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) برای دستیابی مختصر به خروجی نور بالاتر مجاز است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست سریع پیوند شود.
• محدوده دمای کار و ذخیره‌سازی:55- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده محیطی کامل برای عملکرد قطعه و ذخیره‌سازی غیرعملیاتی را مشخص می‌کند.
• شرایط لحیم‌کاری مادون‌قرمز:مقاوم در برابر دمای اوج 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه، که برای فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free) حیاتی است.

3.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند و معیارهای عملکرد معمول را ارائه می‌دهند.

• شدت نور (Iv):از 18.0 تا 71.0 میلی‌کاندلا (mcd) متغیر است. این محدوده وسیع از طریق یک سیستم دسته‌بندی مدیریت می‌شود (بخش 4 را ببینید).
• زاویه دید (2θ½):130 درجه. این زاویه دید گسترده نشان‌دهنده یک الگوی انتشار لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است که برای روشنایی منطقه‌ای به جای پرتوهای متمرکز مناسب است.
• طول موج اوج انتشار (λP):معمولاً 574.0 نانومتر. این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λd):بین 567.5 نانومتر و 576.5 نانومتر مشخص شده است. این رنگ درک‌شده (سبز) ال‌ای‌دی را تعریف می‌کند و مشمول دسته‌بندی نیز می‌شود.
• عرض نیمه خط طیفی (Δλ):تقریباً 15 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور سبز منتشر شده است.
• ولتاژ رو به جلو (VF):بین 1.9 ولت و 2.4 ولت در 20mA. افت ولتاژ در سراسر ال‌ای‌دی هنگام کار، که برای طراحی مدار درایور مهم است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. معیاری از نشتی پیوند در حالت خاموش.

4. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات در تولید انبوه، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس عملکرد دسته‌بندی می‌شوند. LTST-C191KGKT از سه معیار دسته‌بندی مستقل استفاده می‌کند.

4.1 رتبه ولتاژ رو به جلو (Vf)

دسته‌ها اطمینان می‌دهند که ال‌ای‌دی‌ها افت ولتاژ مشابهی دارند و طراحی مدار محدودکننده جریان را ساده می‌کنند. دسته‌ها از کد 4 (1.90V-2.00V) تا کد 8 (2.30V-2.40V) متغیر هستند که هر کدام تلرانس ±0.1V دارند.

4.2 رتبه شدت نور (Iv)

ال‌ای‌دی‌ها را بر اساس شدت خروجی نور گروه‌بندی می‌کند. کدها عبارتند از M (18.0-28.0 mcd)، N (28.0-45.0 mcd) و P (45.0-71.0 mcd) که هر کدام تلرانس ±15% دارند.

4.3 رتبه رنگ (طول موج غالب)

ال‌ای‌دی‌ها را بر اساس سایه دقیق سبزشان مرتب می‌کند. کدها عبارتند از C (567.5-570.5 nm)، D (570.5-573.5 nm) و E (573.5-576.5 nm) که هر کدام تلرانس ±1 نانومتر دارند.

5. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است که بینش عمیق‌تری از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهد.

• جریان رو به جلو در مقابل ولتاژ رو به جلو (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای تعیین ولتاژ درایو مورد نیاز برای یک جریان هدف حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان رو به جلو:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً یک رابطه تقریباً خطی در محدوده کاری قبل از کاهش بازده در جریان‌های بسیار بالا.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش حرارتی خروجی نور را نشان می‌دهد. با افزایش دمای پیوند، بازده نوری عموماً کاهش می‌یابد.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که اوج در ~574nm و عرض نیمه ~15nm را نشان می‌دهد و نقطه رنگ سبز را تأیید می‌کند.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل ریفلو IR توصیه شده (بدون سرب)

یک فرآیند حیاتی برای اتصال قابل اطمینان. پروفیل باید شامل یک منطقه پیش‌گرم (150-200°C)، یک شیب کنترل شده به دمای اوج حداکثر 260°C و زمان در دمای اوج (مثلاً 260°C) محدود به حداکثر 10 ثانیه باشد. کل فرآیند باید در حداکثر زمان پیش‌گرم 120 ثانیه تکمیل شود. این پروفیل بر اساس استانداردهای JEDEC است تا از آسیب حرارتی به بسته یا تراشه ال‌ای‌دی جلوگیری کند.

6.2 طراحی پد اتصال PCB

یک الگوی لند (پایه) توصیه شده ارائه شده است تا تشکیل صحیح اتصال لحیم، تراز قطعه و مدیریت حرارتی در حین ریفلو را تضمین کند.

6.3 تمیزکاری

اگر پس از لحیم‌کاری نیاز به تمیز کردن باشد، فقط باید از حلال‌های الکلی مشخص شده مانند اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل استفاده شود. ال‌ای‌دی باید در دمای معمولی کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا بسته آسیب برسانند.

6.4 ذخیره‌سازی و جابجایی

• احتیاط ESD:این قطعه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. در حین جابجایی باید از کنترل‌های مناسب ESD (مچ‌بند، تجهیزات زمین‌شده) استفاده شود.
• حساسیت رطوبت:بسته دارای رتبه MSL2a است. هنگامی که کیسه ضد رطوبت اصلی باز می‌شود، قطعات باید در عرض 672 ساعت (28 روز) تحت شرایط ذخیره‌سازی ≤30°C و ≤60% RH ریفلو IR شوند. برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در دمای 60°C به مدت حداقل 20 ساعت است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

ال‌ای‌دی‌ها روی نوار حامل برجسته 8 میلی‌متری عرض، مهر و موم شده با نوار پوشش عرضه می‌شوند. نوار روی قرقره‌های استاندارد با قطر 7 اینچ (178mm) پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 5000 قطعه است. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481 است. حداقل مقدار سفارش برای مقادیر باقی‌مانده 500 قطعه اعمال می‌شود.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

برای عملکرد قابل اطمینان، یک مقاومت محدودکننده جریان باید به صورت سری با ال‌ای‌دی وصل شود. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (منبع تغذیه - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ رو به جلو دسته انتخاب شده است و IF جریان درایو مورد نظر است (نباید از 30mA DC تجاوز کند).

8.2 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان کم است، حفظ دمای پیوند در محدوده مجاز کلید قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار است. اطمینان حاصل کنید که طراحی پد PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه هنگام کار در یا نزدیک حداکثر جریان رو به جلو.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 130 درجه یک الگوی نور گسترده و پخش شده ارائه می‌دهد. برای نور متمرکزتر، اپتیک ثانویه (لنزها یا راهنماهای نور) مورد نیاز خواهد بود. لنز شفاف آبی برای کاربردهایی که تراشه ال‌ای‌دی خود قابل مشاهده نیست مناسب است.

9. مقایسه و تمایز فنی

ویژگی‌های متمایزکننده اصلی LTST-C191KGKT عبارتند ازپروفیل فوق‌نازک 0.55 میلی‌متریو استفاده از یکتراشه AlInGaPبرای انتشار نور سبز. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی مانند GaP، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتر و اشباع رنگ بهتری ارائه می‌دهد. پروفیل نازک یک مزیت کلیدی نسبت به ال‌ای‌دی‌های چیپ استاندارد 0.6mm یا 0.8mm در دستگاه‌های مصرفی مدرن و باریک است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را مستقیماً از خروجی منطقی 3.3V یا 5V راه‌اندازی کنم؟

پ: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید. یک منبع تغذیه 3.3V با VF معمولی 2.1V، 1.2V در مقاومت باقی می‌گذارد. برای 20mA، R = 60Ω. همیشه بر اساس حداکثر VF از دسته خاص خود محاسبه کنید تا جریان کافی تضمین شود.

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

پ: طول موج اوج (λP) طول موج فیزیکی بالاترین انتشار طیفی است. طول موج غالب (λd) طول موج تک درک‌شده‌ای است که با رنگ ال‌ای‌دی همانطور که توسط چشم انسان دیده می‌شود مطابقت دارد و از نمودار رنگی CIE محاسبه می‌شود. λd برای مشخصات رنگ مرتبط‌تر است.

س: هنگام سفارش چگونه کدهای دسته را تفسیر کنم؟

پ: شما می‌توانید ترکیبی از کدهای دسته Vf، Iv و λd را مشخص کنید تا ال‌ای‌دی‌هایی با مشخصات الکتریکی و نوری به شدت گروه‌بندی شده به دست آورید، که برای عملکرد یکنواخت در آرایه‌های چند ال‌ای‌دی یا کاربردهای نور پس‌زمینه ضروری است.

11. مثال مورد استفاده عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت کم‌مصرف برای یک دستگاه قابل حمل.

دستگاه با باتری سکه‌ای 3.0V کار می‌کند. هدف یک نشانگر سبز واضح است. یک جریان درایو 10mA برای تعادل بین روشنایی و عمر باتری انتخاب می‌شود. با فرض دسته Vf برابر 5 (معمولاً 2.05V)، مقاومت سری محاسبه می‌شود: R = (3.0V - 2.05V) / 0.01A = 95Ω. یک مقاومت استاندارد 100Ω استفاده می‌شود که منجر به جریان ~9.5mA می‌شود. یک دسته Iv از M یا N در این جریان روشنایی کافی را فراهم می‌کند. ارتفاع 0.55mm به آن اجازه می‌دهد در یک محفظه فوق‌نازک جای گیرد.

12. معرفی اصل عملکرد

انتشار نور در این ال‌ای‌دی AlInGaP بر اساس الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در سراسر پیوند تزریق شده و در منطقه فعال بازترکیب می‌شوند. انرژی آزاد شده در حین این بازترکیب به صورت فوتون (نور) منتشر می‌شود. ترکیب خاص آلیاژ نیمه‌هادی AlInGaP انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور منتشر شده را در این مورد سبز تعریف می‌کند. لنز اپوکسی شفاف آبی تراشه نیمه‌هادی را محصور و محافظت می‌کند و در عین حال الگوی خروجی نور را شکل می‌دهد.

13. روندهای فناوری

توسعه ال‌ای‌دی‌های SMD مانند LTST-C191KGKT چندین روند کلیدی صنعت را دنبال می‌کند:کوچک‌سازی(بسته‌های نازک‌تر، کوچک‌تر)،افزایش بازده(خروجی نوری بالاتر به ازای هر واحد ورودی الکتریکی، ناشی از رشد اپی‌تاکسیال و طراحی تراشه بهبود یافته)، وافزایش قابلیت اطمینان(مواد و فرآیندهای بسته‌بندی بهتر برای مقاومت در برابر دمای ریفلو بالاتر و شرایط محیطی سخت‌تر). حرکت به سمت AlInGaP برای رنگ سبز بخشی از یک تغییر گسترده‌تر از مواد سنتی با بازده پایین‌تر به نیمه‌هادی‌های مرکب با عملکرد بالاتر در سراسر طیف مرئی است.