مشخصات فنی کامل LED SMD مدل LTST-C193KRKT-5A - ابعاد 1.6x0.8x0.35 میلی‌متر - ولتاژ مستقیم 1.7-2.3 ولت - رنگ قرمز - توان 50 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل ال‌ای‌دی SMD فوق‌نازک مدل LTST-C193KRKT-5A را ارائه می‌دهد که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن با محدودیت فضا طراحی شده است. این قطعه از ماده نیمه‌هادی پیشرفته AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور قرمز با روشنایی بالا استفاده می‌کند. اهداف اصلی طراحی آن، مینیاتوری‌سازی، سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار و عملکرد قابل اعتماد تحت شرایط کاری استاندارد است. این ال‌ای‌دی بر روی نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری نصب شده بر روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که امکان تولید انبوه با استفاده از ماشین‌های Pick-and-Place را فراهم می‌کند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

عملکرد LTST-C193KRKT-5A توسط مجموعه‌ای جامع از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی که در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند، تعریف می‌شود.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز 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 نزدیک به آن تضمین نمی‌شود.

• توان تلف شده (Pd):50 میلی‌وات. این حداکثر توان کلی است که پکیج می‌تواند به صورت حرارت دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):40 میلی‌آمپر. این جریان تنها تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):20 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان توصیه شده برای کار DC است.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• محدوده دمای کاری:30- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد. قطعه در این محدوده دمای محیط عملکردی است.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• شرایط لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز:مقاوم در برابر حداکثر دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 10 ثانیه، سازگار با فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free).

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

این پارامترها، خروجی نور و رفتار الکتریکی را تحت شرایط کاری معمول (I_F= 5mA, Ta=25°C) تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):از حداقل 7.1 میلی‌کاندلا تا حداکثر 45.0 میلی‌کاندلا متغیر است. مقدار واقعی توسط کد باین تعیین می‌شود (به بخش 3 مراجعه کنید). شدت نور با استفاده از سنسوری که برای تطابق با منحنی پاسخ چشم انسان در شرایط فتوبیک (CIE) فیلتر شده است، اندازه‌گیری می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):130 درجه. این زاویه دید گسترده نشان‌دهنده الگوی تابش لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است که برای کاربردهای نیازمند روشنایی گسترده به جای پرتو متمرکز مناسب است.
• طول موج تابش پیک (λ_P):639 نانومتر. این طول‌موجی است که در آن توزیع توان طیفی در حداکثر خود قرار دارد.
• طول موج غالب (λ_d):631 نانومتر. این مقدار از نمودار رنگ‌سنجی CIE استخراج می‌شود و بهترین نمایش‌دهنده رنگ درک شده (قرمز) ال‌ای‌دی است.
• عرض نیم‌عرض طیف (Δλ):20 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ عرض باریک‌تر نشان‌دهنده منبع نور تک‌رنگ‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):در جریان 5mA از 1.70 ولت تا 2.30 ولت متغیر است. محدوده خاص توسط کد باین ولتاژ مستقیم تعریف می‌شود.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال شود.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد در دسته‌های مختلف (باین) دسته‌بندی می‌شوند. LTST-C193KRKT-5A از یک سیستم باینینگ دو بعدی استفاده می‌کند.

3.1 باینینگ ولتاژ مستقیم

واحدها بر اساس افت ولتاژ مستقیم آنها در جریان تست 5mA دسته‌بندی می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا ال‌ای‌دی‌هایی با مشخصات الکتریکی مشابه برای روشنایی یکنواخت هنگام استفاده از منبع ولتاژ ثابت انتخاب کنند یا محاسبات مقاومت محدودکننده جریان را ساده‌تر نمایند.

• کد باین E2: V_F= 1.70V - 1.90V
• کد باین E3: V_F= 1.90V - 2.10V
• کد باین E4: V_F= 2.10V - 2.30V
• تلورانس درون هر باین ±0.1V است.

3.2 باینینگ شدت نور

این پارامتر اصلی باینینگ است که ال‌ای‌دی‌ها را بر اساس خروجی نور آنها در 5mA دسته‌بندی می‌کند. طراحان می‌توانند باینی را برای برآوردن نیازهای روشنایی خاص انتخاب کنند.

• کد باین K: I_V= 7.1 mcd - 11.2 mcd
• کد باین L: I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• کد باین M: I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• کد باین N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd
• تلورانس درون هر باین ±15% است.

یک شماره قطعه کامل معمولاً شامل این کدهای باین برای مشخص کردن دقیق درجه عملکرد است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که داده‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، روابط معمول را می‌توان اینگونه توصیف کرد:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):ماده AlInGaP یک ولتاژ آستانه مشخص در حدود 1.7-2.3V از خود نشان می‌دهد، پس از آن جریان به صورت نمایی با ولتاژ افزایش می‌یابد. یک درایور جریان ثابت برای خروجی نوری پایدار ضروری است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:شدت نور به طور کلی در محدوده کاری توصیه شده (تا 20mA) به صورت خطی با جریان افزایش می‌یابد. تجاوز از حداکثر جریان منجر به افت بازده و تخریب تسریع‌شده می‌شود.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:مانند همه ال‌ای‌دی‌ها، خروجی نور با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. مدیریت حرارتی مناسب در طراحی PCB برای حفظ روشنایی یکنواخت و طول عمر حیاتی است.
• توزیع طیفی:طیف تابش حول 639 نانومتر (پیک) با عرض نیم‌عرض معمول 20 نانومتر متمرکز شده است که مشخصه ال‌ای‌دی‌های قرمز AlInGaP است و بازده بالا و اشباع رنگ خوبی ارائه می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LTST-C193KRKT-5A دارای یک پکیج فوق‌نازک در مقیاس چیپ است.

• ارتفاع پکیج (H):حداکثر 0.35 میلی‌متر. این پروفیل فوق‌کم‌ارتفاع برای کاربردها در دستگاه‌های نازک مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و نمایشگرهای فوق‌نازک حیاتی است.
• فوت‌پرینت:پکیج مطابق با ابعاد استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) برای ال‌ای‌دی‌های چیپ است که سازگاری با الگوهای لند استاندارد PCB و سیستم‌های بازرسی نوری خودکار (AOI) را تضمین می‌کند.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

این ال‌ای‌دی با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار است، به ویژه آنهایی که برای خمیر لحیم بدون سرب طراحی شده‌اند. یک پروفیل پیشنهادی ارائه شده است که عموماً از استانداردهای JEDEC پیروی می‌کند:

پیش‌گرم:

• شیب از دمای محیط تا 150-200 درجه سانتی‌گراد.زمان خیس‌خوردگی/پیش‌گرم:
• حداکثر 120 ثانیه برای فعال‌سازی فلاکس و یکنواخت کردن دمای برد.ریفلو (مایع):
• دمای پیک نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.زمان بالاتر از نقطه ذوب (TAL):
• مدت زمان در یا بالاتر از نقطه ذوب لحیم باید کنترل شود، با حداکثر 10 ثانیه در دمای پیک.تعداد سیکل‌های ریفلو:
• حداکثر دو بار.از آنجایی که پروفیل‌های حرارتی به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارند، پروفیل ارائه شده باید به عنوان یک هدف استفاده شود و توصیه می‌شود مشخصه‌یابی در سطح برد انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، باید نهایت دقت را به کار برد:

دمای هویه:

• حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد.زمان لحیم‌کاری:
• حداکثر 3 ثانیه برای هر پد.تعداد دفعات:
• فقط یک بار. گرمایش مکرر می‌تواند به ال‌ای‌دی یا اتصال لحیم آسیب برساند.6.3 تمیزکاری

فقط باید از مواد شوینده مشخص شده استفاده شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به پکیج پلاستیکی آسیب برسانند.

عوامل توصیه شده:

• اتانول یا ایزوپروپیل الکل.روش کار:
• در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، ال‌ای‌دی را در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کنید.6.4 نگهداری و جابجایی

احتیاط‌های ESD (تخلیه الکترواستاتیک):

• ال‌ای‌دی‌ها به ESD حساس هستند. در حین جابجایی از مچ‌بند، زیرانداز ضد استاتیک و تجهیزات زمین‌شده مناسب استفاده کنید.حساسیت به رطوبت:
• پکیج به رطوبت حساس است.بسته مهر و موم شده:
  • در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود. ظرف یک سال استفاده شود.بسته باز شده:
  • برای قطعات خارج شده از کیسه ضد رطوبت، محیط نگهداری نباید از 30°C / 60% RH تجاوز کند. توصیه می‌شود ریفلو IR ظرف 672 ساعت (28 روز) تکمیل شود.نگهداری طولانی مدت/پخت:
  • اگر بیش از 672 ساعت در معرض محیط قرار گرفته باشد، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در حدود 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 20 ساعت است تا از "پاپ کورن شدن" در حین ریفلو جلوگیری شود.7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

محصول برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شود.

عرض نوار حامل:

• 8 میلی‌متر.قطر قرقره:
• 7 اینچ.تعداد در هر قرقره:
• 5000 عدد.حداقل مقدار سفارش (MOQ):
• 500 عدد برای مقادیر باقیمانده.استاندارد بسته‌بندی:
• مطابق با مشخصات ANSI/EIA-481. پاکت‌های خالی با نوار پوششی مهر و موم می‌شوند.کیفیت:
• حداکثر تعداد قطعات متوالی گم‌شده در نوار دو عدد است.8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

پروفیل فوق‌نازک و روشنایی بالا این ال‌ای‌دی را برای موارد زیر مناسب می‌کند:

نور پس‌زمینه:

• نور پس‌زمینه صفحه کلید، آیکون یا نمایشگر کوچک در تلفن‌های همراه، کنترل‌های از راه دور و الکترونیک مصرفی قابل حمل.شاخص‌های وضعیت:
• شاخص‌های برق، شارژ، اتصال و وضعیت عملیاتی در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها.شاخص‌های پنل:
• روشنایی دکمه‌ها، سوئیچ‌ها و نمادها روی پنل‌های کنترل.الکترونیک مصرفی:
• روشنایی عمومی و سیگنالینگ در لوازم خانگی، تجهیزات اداری و دستگاه‌های ارتباطی.نکته مهم:

دیتاشیت مشخص می‌کند که این ال‌ای‌دی‌ها برای تجهیزات الکترونیکی معمولی در نظر گرفته شده‌اند. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند که در آن خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (هوانوردی، پزشکی، سیستم‌های ایمنی)، قبل از طراحی، مشورت با سازنده الزامی است.8.2 روش درایو و طراحی مدار

ال‌ای‌دی یک دستگاه جریان‌محور است. برای اطمینان از شدت نور یکنواخت و جلوگیری از آسیب، باید توسط یک جریان کنترل‌شده راه‌اندازی شود، نه یک ولتاژ.

درایو جریان ثابت:

• روش ترجیحی. از یک درایور IC اختصاصی ال‌ای‌دی یا یک مدار ساده محدودکننده جریان استفاده کنید.مقاومت محدودکننده جریان:
• هنگام استفاده از منبع ولتاژ (V)، یک مقاومت سری (R_CC) اجباری است. آن را با استفاده از قانون اهم محاسبه کنید: R_S= (V_S- V_CC) / I_F. از حداکثر V_Fاز باین استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود I_Fحتی با تغییرات واحد به واحد از حد مجاز تجاوز نمی‌کند._Fتاریک‌سازی PWM:
• برای کنترل روشنایی، مدولاسیون عرض پالس (PWM) مؤثر است. اطمینان حاصل کنید که فرکانس به اندازه کافی بالا است تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود (معمولاً >100 هرتز).8.3 مدیریت حرارتی

اگرچه توان تلف شده کم است (حداکثر 50mW)، طراحی حرارتی مناسب طول عمر را افزایش داده و پایداری رنگ را حفظ می‌کند.

چیدمان PCB:

• از پدهای تخلیه حرارتی متصل به یک ناحیه مسی برای کمک به دفع حرارت استفاده کنید.اجتناب از اوردرایو:
• کار در حداکثر جریان DC (20mA) یا نزدیک به آن حرارت بیشتری تولید می‌کند. کاهش جریان کاری (مثلاً به 10-15mA) به طور قابل توجهی طول عمر و قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد.9. مرور تکنولوژی و مواد

9.1 تکنولوژی نیمه‌هادی AlInGaP

LTST-C193KRKT-5A از یک چیپ AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند. این سیستم ماده برای تولید ال‌ای‌دی‌های با بازده بالا در محدوده طول‌موج کهربایی، قرمز و نارنجی مشهور است. در مقایسه با تکنولوژی‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی)، پایداری دمایی بهتر و قابلیت اطمینان بلندمدت برتر ارائه می‌دهد. ماده لنز "شیشه‌ای شفاف" اجازه می‌دهد رنگ واقعی چیپ دیده شود که منجر به ظاهری قرمز اشباع می‌شود.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 تفاوت طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λ

):_Pطول‌موج واحدی که در آن ال‌ای‌دی بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند. این یک اندازه‌گیری فیزیکی از طیف است.طول موج غالب (λ
):_dیک مقدار محاسبه‌شده از مختصات رنگ CIE که رنگ درک شده را نشان می‌دهد. برای یک منبع تک‌رنگ، آنها یکسان هستند. برای ال‌ای‌دی‌هایی با عرض طیفی، λچیزی است که چشم انسان به عنوان رنگ درک می‌کند و پارامتر استاندارد مورد استفاده برای باینینگ رنگ است._d10.2 آیا می‌توانم از منبع تغذیه 3.3 ولت برای راه‌اندازی مستقیم این ال‌ای‌دی استفاده کنم؟

خیر، نباید آن را مستقیماً وصل کنید.

با Vمعمولی حدود ~2.0V، اتصال آن به 3.3V بدون مقاومت محدودکننده جریان باعث جریان بیش از حد شده و تقریباً بلافاصله ال‌ای‌دی را از بین می‌برد. همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید._F10.3 چرا پس از باز کردن بسته، عمر مفید 672 ساعته (28 روزه) وجود دارد؟

پکیج پلاستیکی ال‌ای‌دی رطوبت را از هوا جذب می‌کند. 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 پکیج را ترک دهد ("پاپ کورن شدن"). محدودیت 672 ساعته، زمانی است که قطعه می‌تواند در شرایط محیطی کارخانه (≤30°C/60% RH) قرار گیرد قبل از اینکه این خطر غیرقابل قبول شود. فراتر از این زمان، پخت برای حذف رطوبت مورد نیاز است.

10.4 چگونه باین کد صحیح را انتخاب کنم؟

انتخاب به نیازهای کاربرد شما بستگی دارد:

برای روشنایی یکنواخت در یک آرایه:

• برای همه واحدها باین شدت نور یکسان (K, L, M, N) را مشخص کنید. همچنین ممکن است بخواهید باین ولتاژ مستقیم یکسان (E2, E3, E4) را در صورت استفاده از طرح درایو مقاومتی ساده مشخص کنید.برای کاربردهای حساس به هزینه:
• یک باین گسترده‌تر (مثلاً K-N) ممکن است قابل قبول و ارزان‌تر باشد.برای نیازهای رنگ دقیق:
• اطمینان حاصل کنید که مشخصه طول موج غالب نیازهای شما را برآورده می‌کند. دیتاشیت یک مقدار معمولی ارائه می‌دهد؛ برای کاربردهای رنگ بحرانی، برای اطلاعات دقیق باینینگ رنگ‌سنجی با سازنده مشورت کنید.Ensure the Dominant Wavelength specification meets your needs. The datasheet provides a typical value; for critical color applications, consult the manufacturer for detailed chromaticity binning information.