دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C194KGKT - ابعاد 1.6x0.8x0.3 میلی‌متر - ولتاژ 1.8-2.4 ولت - رنگ سبز - توان 75 میلی‌وات - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTST-C194KGKT یک ال‌ایدی چیپ نصب‌سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن و فشرده طراحی شده است. موقعیت اصلی آن به عنوان یک قطعه نشانگر با روشنایی بالا و پروفیل فوق‌العاده کم‌ارتفاع یا نور پس‌زمینه است. مزیت اصلی این محصول در ارتفاع فوق‌العاده کم پکیج آن، تنها 0.30 میلی‌متر، نهفته است که امکان استفاده از آن در طراحی‌های با محدودیت فضا مانند دستگاه‌های موبایل فوق‌نازک، پوشیدنی‌ها و پنل‌های نور لبه‌ای را فراهم می‌کند. این یک ال‌ایدی سبز رنگ است که از فناوری نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که به دلیل بازدهی بالا و خلوص رنگ خوب شناخته شده است. بازار هدف شامل الکترونیک مصرفی، پنل‌های کنترل صنعتی، نورپردازی داخلی خودرو و کاربردهای نشانگر عمومی است که در آن‌ها عملکرد قابل اعتماد و انطباق با RoHS اجباری است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این قطعه برای اتلاف توان حداکثر 75 میلی‌وات در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است. حداکثر جریان مستقیم DC مطلق 30 میلی‌آمپر است، در حالی که یک جریان مستقیم پیک بالاتر 80 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است. این تمایز برای طراحی حیاتی است: محدودیت 30mA برای کار مداوم است، در حالی که درجه‌بندی 80mA امکان پالس‌های کوتاه و با شدت بالا در طرح‌های درایو مالتی‌پلکس را فراهم می‌کند. حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت است که یک سطح حفاظتی استاندارد است. محدوده دمای کار و ذخیره‌سازی به ترتیب 30- تا 85+ درجه سانتی‌گراد و 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که نشان‌دهنده عملکرد قوی در طیف وسیعی از شرایط محیطی است. شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز به عنوان 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه مشخص شده است که یک پروفیل استاندارد برای فرآیندهای ریفلو بدون سرب (Pb-free) است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

اندازه‌گیری شده در Ta=25°C و جریان تست استاندارد (IF) 20mA، پارامترهای کلیدی عملکرد ال‌ایدی را تعریف می‌کنند. شدت نور (Iv) محدوده معمولی از 18.0 تا 112.0 میلی‌کاندلا (mcd) دارد. این محدوده وسیع از طریق یک سیستم باینینگ مدیریت می‌شود. زاویه دید (2θ1/2) 130 درجه است که یک الگوی انتشار بسیار وسیع و پخش شده را فراهم می‌کند که برای نورپردازی منطقه‌ای مناسب است نه پرتوهای متمرکز. طول موج اوج انتشار (λP) به طور معمول 574 نانومتر است. طول موج غالب (λd)، که رنگ درک شده را تعریف می‌کند، در 20mA از 567.5 نانومتر تا 576.5 نانومتر متغیر است که مربوط به رنگ سبز خالص است. نیم‌عرض خط طیفی (Δλ) 15 نانومتر است که نشان‌دهنده پهنای باند طیفی نسبتاً باریک و اشباع رنگ خوب است. ولتاژ مستقیم (VF) در 20mA از 1.80 ولت تا 2.40 ولت متغیر است که برای محاسبه مقادیر مقاومت سری و طراحی منبع تغذیه مهم است. جریان معکوس (IR) حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است که نشان‌دهنده مشخصات اتصال خوب است.

3. توضیح سیستم باینینگ

این محصول از یک سیستم باینینگ دو بعدی استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل شود که رنگ و روشنایی در یک کاربرد خاص یکنواخت است. این موضوع برای کاربردهایی که از چندین ال‌ایدی استفاده می‌کنند و یکنواختی بصری مورد نیاز است، حیاتی است.

3.1 باینینگ شدت نور

شدت نور در چهار دسته (M, N, P, Q) که بر حسب mcd در 20mA اندازه‌گیری می‌شود، دسته‌بندی شده است. هر دسته دارای یک مقدار حداقل و حداکثر است: M (18.0-28.0)، N (28.0-45.0)، P (45.0-71.0)، Q (71.0-112.0). یک تلرانس +/-15% به هر دسته شدت اعمال می‌شود. طراحان باید کد دسته مورد نیاز را مشخص کنند تا سطح روشنایی برای کاربرد خود را تضمین کنند.

3.2 باینینگ طول موج غالب

رنگ (طول موج غالب) نیز در سه کد دسته‌بندی شده است: C (567.5-570.5 نانومتر)، D (570.5-573.5 نانومتر)، و E (573.5-576.5 نانومتر). یک تلرانس دقیق +/- 1 نانومتر برای هر دسته طول موج حفظ می‌شود. با ترکیب یک کد دسته شدت و یک کد دسته طول موج، می‌توان یک زیرمجموعه عملکردی خاص و یکنواخت از محصول LTST-C194KGKT را انتخاب کرد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1، شکل 6)، رفتار معمولی آن‌ها را می‌توان بر اساس فناوری توصیف کرد. رابطه بین جریان مستقیم (IF) و شدت نور (Iv) به طور کلی در محدوده کاری خطی است، به این معنی که روشنایی متناسب با جریان تا حداکثر درجه‌بندی افزایش می‌یابد. ولتاژ مستقیم (VF) دارای ضریب دمایی منفی است؛ با افزایش دمای اتصال کمی کاهش می‌یابد. طول موج غالب (λd) نیز ممکن است با افزایش دمای اتصال، تغییر جزئی (معمولاً به سمت طول موج‌های بلندتر) را تجربه کند که یک مشخصه رایج ال‌ایدی‌های نیمه‌هادی است. منحنی زاویه دید وسیع 130 درجه‌ای، الگوی انتشار نزدیک به لامبرت را نشان می‌دهد، که در آن شدت در مرکز بیشترین است و به تدریج به سمت لبه‌ها کاهش می‌یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این ال‌ایدی دارای فوت‌پرینت پکیج استاندارد EIA است. ابعاد کلیدی شامل طول و عرض معمولی است، با مشخصه تعیین‌کننده ارتفاع فوق‌نازک 0.30 میلی‌متر. تمام تلرانس‌های ابعادی به طور معمول ±0.10 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. ماده لنز شفاف است که اجازه می‌دهد رنگ سبز ذاتی چیپ AlInGaP بدون فیلتر رنگ یا پخش‌شدن منتشر شود و خروجی نور را به حداکثر برساند.

5.2 طراحی پد لحیم‌کاری و قطبیت

دیتاشیت شامل ابعاد پیشنهادی پد لحیم‌کاری برای اطمینان از تشکیل صحیح اتصال لحیم و پایداری مکانیکی در حین ریفلو است. ضخامت استنسیل توصیه شده حداکثر 0.10 میلی‌متر برای اعمال خمیر لحیم ارائه شده است. قطعه دارای نشانه‌های آند و کاتد است؛ قطبیت صحیح باید در حین قرارگیری رعایت شود تا عملکرد مناسب تضمین شود. طراحی پد، ترشوندگی خوب لحیم را تسهیل می‌کند و به خودترازی قطعه در حین ریفلو کمک می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل ریفلو لحیم‌کاری

یک پروفیل ریفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی ارائه شده است که با استانداردهای JEDEC برای فرآیندهای بدون سرب مطابقت دارد. پارامترهای کلیدی شامل ناحیه پیش‌گرم (150-200°C)، زمان پیش‌گرم (حداکثر 120 ثانیه)، دمای پیک (حداکثر 260°C) و زمان بالاتر از نقطه ذوب (زمان خاص در دمای پیک، حداکثر 10 ثانیه) است. این پروفیل برای جلوگیری از شوک حرارتی، اطمینان از ریفلو صحیح لحیم و جلوگیری از آسیب به پکیج ال‌ایدی یا دی نیمه‌هادی حیاتی است.

6.2 شرایط نگهداری و جابجایی

ال‌ایدی‌ها به رطوبت حساس هستند. هنگامی که در بسته‌بندی کارخانه‌ای مهر و موم شده با ماده خشک‌کن هستند، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری و ظرف یک سال استفاده شوند. هنگامی که کیسه ضد رطوبت باز شد، محیط نگهداری نباید از 30°C و 60% رطوبت نسبی تجاوز کند. قطعاتی که بیش از 672 ساعت (28 روز) در معرض شرایط محیطی قرار گرفته‌اند، توصیه می‌شود قبل از لحیم‌کاری تقریباً در دمای 60°C به مدت حداقل 20 ساعت پخت شوند تا رطوبت جذب شده حذف شود و از "پاپ کورن شدن" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. غوطه‌وری ال‌ایدی در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه توصیه می‌شود. تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص ممکن است به ماده پکیج اپوکسی یا لنز آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

محصول در بسته‌بندی نوار و قرقره ارائه می‌شود که با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place سازگار است. عرض نوار 8 میلی‌متر است که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 5000 قطعه است. برای مقادیر کمتر، حداقل مقدار بسته‌بندی 500 قطعه برای لات‌های باقی‌مانده موجود است. مشخصات نوار و قرقره از استانداردهای ANSI/EIA 481-1-A-1994 پیروی می‌کند. بسته‌بندی شامل یک نوار پوشش بالایی برای مهر و موم کردن پاکت‌های خالی است و حداکثر تعداد قطعات گمشده متوالی در نوار دو عدد است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این ال‌ایدی برای نشانگرهای وضعیت در لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها و گوشی‌های هوشمند فوق‌نازک ایده‌آل است. به خوبی به عنوان نور پس‌زمینه برای سوئیچ‌های ممبران، صفحه کلیدها و نمایشگرهای گرافیکی کوچک در کنترل‌های صنعتی یا دستگاه‌های پزشکی عمل می‌کند. زاویه دید وسیع آن، آن را برای نورپردازی عمومی پنل‌هایی که نور یکنواخت و پخش شده نیاز دارند، مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی مدار درایو

ال‌ایدی‌ها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگامی که چندین ال‌ایدی به صورت موازی متصل شده‌اند، اکیداً توصیه می‌شود از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر ال‌ایدی استفاده شود. درایو مستقیم ال‌ایدی‌ها از یک منبع ولتاژ بدون محدودیت جریان توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در ولتاژ مستقیم می‌تواند منجر به تفاوت‌های قابل توجهی در جریان و در نتیجه روشنایی شود. مقدار مقاومت سری (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ مستقیم ال‌ایدی (از مقدار حداکثر برای محاسبه جریان در بدترین حالت استفاده کنید) و IF جریان مستقیم مورد نظر (≤30mA DC) است.

9. مقایسه و تمایز فنی

عامل تمایز اصلی LTST-C194KGKT ارتفاع 0.30 میلی‌متری آن است که به طور قابل توجهی نازک‌تر از بسیاری از ال‌ایدی‌های چیپ استاندارد (اغلب 0.6 میلی‌متر یا بلندتر) است. این امکان ادغام در دستگاه‌های نازک نسل بعدی را فراهم می‌کند. استفاده از فناوری AlInGaP برای نور سبز، در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaP سنتی، بازدهی بالاتر و پایداری دمایی بهتری ارائه می‌دهد. ترکیب زاویه دید وسیع 130 درجه‌ای و لنز شفاف، یک نقطه سبز خالص و روشن با قابلیت دید خوب از زوایای خارج از محور فراهم می‌کند، برخلاف لنزهای پخش‌کننده که نور را بیشتر پراکنده می‌کنند اما شدت پیک را کاهش می‌دهند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

ج: طول موج اوج (λP) طول موجی است که در آن توان خروجی نوری حداکثر است. طول موج غالب (λd) طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و از نمودار رنگی CIE محاسبه می‌شود. λd برای مشخصات رنگ مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این ال‌ایدی را با 30mA به طور مداوم درایو کنم؟

ج: بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم DC مداوم درجه‌بندی شده است. برای طول عمر و قابلیت اطمینان بهینه، اغلب توصیه می‌شود در جریان پایین‌تر، مانند 20mA (شرایط تست)، کار کند.

س: چرا باینینگ مهم است؟

ج: تغییرات ساخت باعث تفاوت‌های جزئی در روشنایی و رنگ می‌شود. باینینگ ال‌ایدی‌ها را در گروه‌هایی با مشخصات به شدت کنترل شده دسته‌بندی می‌کند. مشخص کردن یک کد دسته، اطمینان از یکنواختی بصری هنگام استفاده از چندین ال‌ایدی در یک محصول واحد را تضمین می‌کند.

س: چگونه دسته "Q" برای شدت نور را تفسیر کنم؟

ج: دسته "Q" حاوی ال‌ایدی‌هایی با بیشترین روشنایی است که در 20mA از 71.0 تا 112.0 mcd متغیر است. تضمین می‌شود که هر ال‌ایدی از دسته Q در این محدوده قرار خواهد گرفت (با تلرانس +/-15% روی واحدهای منفرد).

11. موردکاوی عملی طراحی و استفاده

طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه را در نظر بگیرید که به ده ال‌ایدی سبز نیاز دارد. برای اطمینان از اینکه همه ده چراغ از نظر روشنایی و رنگ یکسان به نظر می‌رسند، طراح LTST-C194KGKT را با یک ترکیب دسته خاص، مثلاً دسته شدت "P" و دسته طول موج "D" مشخص می‌کند. هر ال‌ایدی توسط یک منبع تغذیه 5 ولت از طریق یک مقاومت سری جداگانه درایو می‌شود. محاسبه مقدار مقاومت با استفاده از حداکثر VF (2.4V) و IF هدف 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 اهم. می‌توان از یک مقاومت استاندارد 130Ω یا 150Ω استفاده کرد. پروفیل فوق‌نازک اجازه می‌دهد PCB بسیار نزدیک به محفظه پلاستیکی نازک روتر قرار گیرد. زاویه دید وسیع اطمینان می‌دهد که نشانگر از زوایای مختلف در یک اتاق قابل مشاهده است.

12. معرفی اصول فناوری

این ال‌ایدی بر اساس ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) رشد یافته بر روی یک زیرلایه است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور منتشر شده مطابقت دارد - در این مورد، سبز. پکیج اپوکسی شفاف به عنوان یک لنز عمل می‌کند، خروجی نور را شکل می‌دهد و محافظت محیطی برای چیپ نیمه‌هادی ظریف و اتصالات سیمی فراهم می‌کند.

13. روندها و تحولات صنعت

روند در ال‌ایدی‌های SMD به سمت مینیاتوری‌سازی، بازدهی بالاتر و قابلیت اطمینان بیشتر ادامه دارد. ارتفاع پکیج‌ها در حال کاهش است تا محصولات نهایی نازک‌تری را ممکن سازد. بهبودهای بازدهی (لومن بیشتر در هر وات) مصرف برق و تولید گرما را کاهش می‌دهد. همچنین تمرکز بر تلرانس‌های باینینگ دقیق‌تر و بهبود یکنواختی رنگ در بین دسته‌های تولیدی وجود دارد. علاوه بر این، سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار و پروفیل‌های لحیم‌کاری با دمای بالا و بدون سرب، همچنان یک نیاز اساسی برای پذیرش گسترده بازار در تولید الکترونیک جهانی است.