دیتاشیت LED SMD مدل LTST-G683GEBW - بسته‌بندی 3.2x2.8x1.9 میلی‌متر - ولتاژ مستقیم 2.8V/3.8V - جریان 20mA/30mA - رنگ‌های RGB - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی LTST-G683GEBW یک دستگاه نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. اندازه مینیاتوری آن، آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا در طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی مناسب می‌سازد. این دستگاه سه چیپ LED مجزا را در یک بسته واحد ادغام کرده است: یک چیپ سبز InGaN، یک چیپ قرمز AlInGaP و یک چیپ آبی InGaN که هر کدام اتصالات الکتریکی مستقل خود را دارند. این پیکربندی امکان کنترل جداگانه هر رنگ را فراهم می‌کند و قابلیت‌هایی مانند نشانگر وضعیت، روشنایی نمادها و نور پس‌زمینه پنل جلویی را ممکن می‌سازد.

1.1 ویژگی‌های اصلی

• مطابق با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی RoHS.
• بسته‌بندی شده در نوار 8 میلی‌متری روی قرقره‌های 7 اینچی برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place.
• پایه استاندارد EIA، تضمین کننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ استاندارد صنعتی.
• ویژگی‌های راه‌اندازی سازگار با مدارهای مجتمع (I.C.).
• طراحی شده برای مقاومت در برابر فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR).
• شرط‌دهی شده مطابق با سطح حساسیت رطوبت JEDEC سطح 3 (MSL 3).

1.2 کاربردهای هدف

• تجهیزات مخابراتی (تلفن‌های بی‌سیم/سلولی).
• دستگاه‌های اتوماسیون اداری و لپ‌تاپ‌ها.
• سیستم‌های شبکه و لوازم خانگی.
• تابلوهای نشانگر داخلی و نشانگرهای وضعیت.
• چراغ‌های سیگنال و نماد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

تمامی مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان اتلافی:80 میلی‌وات (سبز/آبی)، 72 میلی‌وات (قرمز).
• جریان مستقیم پیک (چرخه کاری 1/10، پالس 0.1 میلی‌ثانیه):100 میلی‌آمپر (سبز/آبی)، 80 میلی‌آمپر (قرمز).
• جریان مستقیم DC:20 میلی‌آمپر (سبز/آبی)، 30 میلی‌آمپر (قرمز).
• محدوده دمای کاری:40- درجه تا 85+ درجه سلسیوس.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه تا 100+ درجه سلسیوس.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اندازه‌گیری شده در Ta=25°C با جریان مستقیم (IF) 20mA، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv):
  • سبز: حداقل 900 میلی‌کندلا، معمولی 2240 میلی‌کندلا (حداکثر).
  • قرمز: حداقل 355 میلی‌کندلا، معمولی 900 میلی‌کندلا (حداکثر).
  • آبی: حداقل 180 میلی‌کندلا، معمولی 355 میلی‌کندلا (حداکثر).
• شار نوری (Φv):مقادیر معمولی: 3.5 لومن (سبز)، 2.1 لومن (قرمز)، 0.9 لومن (آبی).
• زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 120 درجه.
• طول موج پیک (λP):مقادیر معمولی: 518 نانومتر (سبز)، 630 نانومتر (قرمز)، 465 نانومتر (آبی).
• طول موج غالب (λd):
  • سبز: 520-530 نانومتر.
  • قرمز: 617-629 نانومتر.
  • آبی: 465-475 نانومتر.
• پهنای نیمه طیفی (Δλ):مقادیر معمولی: 35 نانومتر (سبز)، 20 نانومتر (قرمز)، 25 نانومتر (آبی).
• ولتاژ مستقیم (VF):
  • سبز/آبی: حداقل 2.8 ولت، حداکثر 3.8 ولت.
  • قرمز: حداقل 1.8 ولت، حداکثر 2.4 ولت.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول بر اساس شدت نور و طول موج غالب به دسته‌های مختلفی طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور با استفاده از یک کد دو کاراکتری (مانند A1, B4, D12) دسته‌بندی می‌شود. حرف اول (A-D) محدوده شدت نور سبز را تعریف می‌کند، در حالی که عدد (1-12) محدوده شدت نور متناظر برای قرمز و آبی را تعریف می‌کند. هر دسته دارای تلرانس ±11% است.

• گروه‌های شدت نور سبز:A (900-1120 میلی‌کندلا)، B (1120-1400 میلی‌کندلا)، C (1400-1800 میلی‌کندلا)، D (1800-2240 میلی‌کندلا).
• زیرگروه‌های شدت نور قرمز/آبی:اعداد 1 تا 12 به مقادیر حداقل و حداکثر خاص برای LEDهای قرمز و آبی مطابق جدول متقابل نگاشت می‌شوند.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

طول موج با استفاده از کدهای E1 تا E4 دسته‌بندی می‌شود که هر دسته تلرانس ±1 نانومتر دارد.

• E1:سبز 520-525 نانومتر، قرمز 617-629 نانومتر، آبی 465-470 نانومتر.
• E2:سبز 520-525 نانومتر، قرمز 617-629 نانومتر، آبی 470-475 نانومتر.
• E3:سبز 525-530 نانومتر، قرمز 617-629 نانومتر، آبی 465-470 نانومتر.
• E4:سبز 525-530 نانومتر، قرمز 617-629 نانومتر، آبی 470-475 نانومتر.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمولی است که برای طراحی مدار ضروری هستند.

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

این منحنی رابطه غیرخطی بین ولتاژ مستقیم اعمال شده و جریان حاصل برای هر چیپ رنگی را نشان می‌دهد. طراحان از این منحنی برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب استفاده می‌کنند. LED قرمز معمولاً ولتاژ مستقیم کمتری (~2.0V) نسبت به LEDهای سبز و آبی (~3.2V) دارد.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان راه‌اندازی افزایش می‌یابد. این رابطه معمولاً در محدوده کاری توصیه شده خطی است اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به اشباع برسد. این نمودار به تعیین جریان راه‌اندازی مورد نیاز برای دستیابی به سطح روشنایی مطلوب کمک می‌کند.

4.3 توزیع طیفی

اگرچه به صراحت ترسیم نشده است، اما طول موج پیک و پهنای نیمه طیفی مشخص شده، طیف انتشار هر رنگ را تعریف می‌کنند. LEDهای سبز و آبی مبتنی بر InGaN، پهنای طیفی گسترده‌تری (~25-35 نانومتر) نسبت به LED قرمز AlInGaP (~20 نانومتر) دارند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این دستگاه مطابق با پایه استاندارد SMD است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر) عبارتند از: طول: 3.2 میلی‌متر، عرض: 2.8 میلی‌متر، ارتفاع: 1.9 میلی‌متر. تلرانس معمولاً ±0.2 میلی‌متر است.

5.2 تخصیص پایه‌ها و قطبیت

بسته 6 پایه دارای اتصالات آند/کاتد مستقل زیر است:

• پایه‌های 1 و 6: LED آبی.
• پایه‌های 2 و 5: LED قرمز.
• پایه‌های 3 و 4: LED سبز.

قطبیت صحیح باید در هنگام طراحی PCB رعایت شود.

5.3 طراحی پیشنهادی پد PCB

یک دیاگرام الگوی پد برای اطمینان از لحیم‌کاری قابل اعتماد ارائه شده است. طراحی پد، تخلیه حرارتی و تشکیل صحیح فیله لحیم در حین بازجریان را در نظر می‌گیرد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری بازجریانی IR

پروفیل لحیم‌کاری بدون سرب مطابق با استاندارد J-STD-020B توصیه می‌شود.

• پیش‌گرم:150-200 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 120 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260 درجه سلسیوس.
• زمان بالاتر از نقطه ذوب:مطابق با منحنی پروفیل.
• محدودیت لحیم‌کاری:حداکثر دو سیکل بازجریان، هر کدام 10 ثانیه زمان پیک.

6.2 شرایط نگهداری

• کیسه مهر و موم شده (MSL 3):در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود. ظرف یک سال پس از باز کردن کیسه استفاده شود.
• پس از باز کردن کیسه:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. عملیات بازجریان IR باید ظرف 168 ساعت (1 هفته) تکمیل شود.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):از ظروف دربسته همراه با جاذب رطوبت استفاده شود. اگر بیش از 168 ساعت نگهداری شده‌اند، قبل از لحیم‌کاری به مدت 48+ ساعت در دمای 60 درجه سلسیوس پخت شوند.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل یا اتیل الکل استفاده کنید. LED را در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید. از تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته‌دار عرضه می‌شوند.

• عرض نوار:8 میلی‌متر.
• قطر قرقره:7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره:2000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 عدد برای مقادیر باقیمانده.
• بسته‌بندی مطابق با مشخصات EIA-481-1-B است.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی متداول

هر کانال رنگی نیاز به یک مقاومت سری محدودکننده جریان دارد. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ مستقیم LED و IF جریان مستقیم مورد نظر (مثلاً 20mA) است. به دلیل ویژگی‌های متفاوت VF، استفاده از مقاومت‌های جداگانه برای هر رنگ الزامی است.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که طراحی PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه هنگام راه‌اندازی چندین LED یا در دمای محیط بالا.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه به صراحت حساس اعلام نشده است، اما رعایت احتیاط‌های استاندارد هنگام کار با نیمه‌هادی‌ها در برابر ESD در حین مونتاژ توصیه می‌شود.
• طراحی نوری:لنز پخش‌کننده زاویه دید گسترده‌ای (120 درجه) ارائه می‌دهد. برای نور جهت‌دار، ممکن است به اپتیک ثانویه نیاز باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTST-G683GEBW یک راه‌حل RGB فشرده و یکپارچه ارائه می‌دهد. تمایزهای کلیدی شامل موارد زیر است:

• سه رنگ یکپارچه:ترکیب سه رنگ مجزا در یک پایه 3.2x2.8 میلی‌متری، که در مقایسه با سه LED جداگانه، فضای برد را ذخیره می‌کند.
• کنترل مستقل:آند/کاتدهای جداگانه امکان تنظیم نور و ترکیب رنگ به صورت مجزا را فراهم می‌کنند، برخلاف LEDهای RGB با آند مشترک یا کاتد مشترک.
• روشنایی بالا:دسته‌های شدت نور بالا، به ویژه برای رنگ سبز ارائه می‌دهد که برای کاربردهای نیازمند دید بالا مناسب است.
• سازگاری با فرآیند:کاملاً سازگار با مونتاژ خودکار SMT در حجم بالا و فرآیندهای بازجریان بدون سرب.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 آیا می‌توانم LED قرمز را با 30mA و LED سبز/آبی را با 20mA به طور همزمان راه‌اندازی کنم؟

بله، محدوده‌های حداکثر مطلق، جریان مستقیم DC 30mA را برای LED قرمز و 20mA را برای LEDهای سبز/آبی مشخص می‌کنند. شما باید مدار درایور خود را طوری طراحی کنید که این جریان‌های خاص را به هر کانال ارائه دهد. تجاوز از جریان نامی، طول عمر را کاهش داده و ممکن است باعث خرابی شود.

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

طول موج پیک (λP)طول موجی است که در آن توان خروجی نوری حداکثر است.طول موج غالب (λd)از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج تک‌رنگ یک نور تک‌رنگی است که برای چشم انسان همان رنگ را دارد. λd برای درک رنگ در کاربردها مرتبط‌تر است.

10.3 چگونه کد دسته‌بندی مانند A7 یا D12 را تفسیر کنم؟

کد دسته‌بندی، تطابق رنگ و روشنایی را تضمین می‌کند. به عنوان مثال، کد "A7" به این معنی است که شدت نور LED سبز در دسته "A" (900-1120 میلی‌کندلا) قرار دارد و شدت نور LEDهای قرمز و آبی مربوط به زیرگروه "7" است (برای مقادیر دقیق حداقل/حداکثر قرمز و آبی به جدول متقابل مراجعه کنید). برای اجرای تولید یکنواخت، همیشه کدهای دسته‌بندی مورد نیاز را مشخص کنید.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک نشانگر چند وضعیتی برای یک دستگاه شبکه. نشانگر باید وضعیت برق (سبز)، فعالیت (چشمک زن آبی) و خطا (قرمز) را نشان دهد.پیاده‌سازی:از LTST-G683GEBW استفاده کنید. هر کانال رنگی را از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان به یک پین GPIO میکروکنترلر متصل کنید. مقاومت‌ها را محاسبه کنید: برای منبع تغذیه 5V، R_سبز/آبی ≈ (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (استاندارد 91Ω استفاده شود). R_قرمز ≈ (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω. سپس نرم‌افزار می‌تواند هر LED را به طور مستقل برای حالت‌های ثابت، چشمک زن یا ترکیب رنگ کنترل کند، همه در یک پایه کوچک واحد.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که هنگام عبور جریان الکتریکی از آن‌ها نور ساطع می‌کنند. این پدیده الکترولومینسانس نامیده می‌شود. در LTST-G683GEBW:

• چیپ‌هایسبز و آبیاز ماده نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده می‌کنند. انرژی شکاف نواری لایه فعال InGaN، رنگ ساطع شده (سبز یا آبی) را تعیین می‌کند.
• چیپقرمزاز ماده فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) استفاده می‌کند که برای ساطع‌کنندگی قرمز و کهربایی با بازده بالا بهینه شده است.
• هنگامی که در بایاس مستقیم قرار می‌گیرد، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. لنز اپوکسی پخش‌کننده، چیپ را محصور کرده، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

13. روندهای فناوری

بازار LEDهای SMD به سمت موارد زیر در حال تکامل است:

• بازدهی بالاتر:افزایش لومن بر وات (lm/W) برای ارائه نور بیشتر با همان ورودی الکتریکی، کاهش مصرف برق و بار حرارتی.
• میکروساخت:توسعه اندازه بسته‌بندی حتی کوچکتر (مانند 2.0x1.6mm، 1.6x0.8mm) برای الکترونیک مصرفی فوق فشرده.
• بهبود بازتولید رنگ و یکنواختی:تلرانس‌های دسته‌بندی دقیق‌تر و فناوری‌های فسفر جدید برای نقاط رنگ دقیق‌تر و پایدارتر، که برای نور پس‌زمینه نمایشگر و نورپردازی معماری حیاتی است.
• ویژگی‌های هوشمند یکپارچه:گرایش به سمت LEDهایی با درایور، کنترلر یا رابط‌های ارتباطی داخلی (مانند I2C) برای ساده‌سازی طراحی سیستم.

دستگاه‌هایی مانند LTST-G683GEBW نمایانگر فناوری جریان اصلی تثبیت‌شده هستند که یک راه‌حل چندرنگ قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه برای کاربردهای نشانگر عمومی ارائه می‌دهند.