دیتاشیت LED SMD مدل LTST-C190TGKT-5A - ابعاد 1.6x0.8x0.6 میلی‌متر - ولتاژ 3.2 ولت - رنگ سبز - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED چیپ نصب‌سطحی با عملکرد بالا را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه با پروفیل فوق‌العاده نازک خود شناخته می‌شود که آن را برای کاربردهایی با محدودیت‌های شدید ارتفاع مناسب می‌سازد. این یک دیود نورافشان سبز رنگ است که از تکنولوژی نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) بهره می‌برد و در یک بسته‌بندی با لنز شفاف آبکی محصور شده است. محصول برای سازگاری با فرآیندهای مونتاژ اتوماتیک مدرن، از جمله لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز طراحی شده و به عنوان یک محصول سبز مطابق با استاندارد RoHS، از استانداردهای زیست‌محیطی پیروی می‌کند.

مزایای اصلی این LED شامل فرم‌فاکتور فوق‌فشرده، خروجی شدت نور بالا و ساختار مستحکم مناسب برای تولید انبوه است. بازارهای هدف اصلی آن الکترونیک مصرفی، چراغ‌های نشانگر، نور پس‌زمینه نمایشگرهای کوچک و هر کاربرد دیگری است که به یک منبع نور سبز قابل اعتماد، پرنور و مینیاتوری نیاز دارد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملکردی دستگاه در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس تعریف شده است. حداکثر جریان مستقیم پیوسته (DC) در 20 میلی‌آمپر ریت شده است. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر تحت یک چرخه کاری سخت 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است. تلفات توان کل نباید از 76 میلی‌وات تجاوز کند. قطعه می‌تواند در محدوده دمایی 20- تا 80+ درجه سلسیوس کار کند و در محیط‌هایی با دمای 30- تا 100+ درجه سلسیوس نگهداری شود. نکته حیاتی این است که برای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز در دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه ریت شده است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

شاخص‌های کلیدی عملکرد در Ta=25°C و جریان تست استاندارد (IF) 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور (Iv) مقدار معمول 60.0 میلی‌کاندلا (mcd) را دارد، با حداقل مقدار مشخص‌شده 28.0 mcd. این نشان‌دهنده خروجی پرنوری است که برای نشانگرهای قابل مشاهده در نور روز مناسب است. دستگاه دارای زاویه دید بسیار گسترده (2θ1/2) 130 درجه است که توزیع نور یکنواخت و وسیعی را فراهم می‌کند.

از نظر الکتریکی، ولتاژ مستقیم (VF) معمولاً 3.20 ولت اندازه‌گیری می‌شود که محدوده آن توسط سیستم باینینگ تعریف شده است. جریان معکوس (IR) در حداکثر 10 میکروآمپر مشخص شده است هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال می‌شود، اگرچه دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است. از نظر نوری، طول موج غالب (λd) معمولاً 525 نانومتر است که آن را در طیف سبز قرار می‌دهد، با عرض نیم‌عرض طیفی (Δλ) 35 نانومتر. طول موج تابش پیک (λp) تقریباً 530 نانومتر است.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس عملکرد در دسته‌های (بین) مختلفی دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات تحمل خاص کاربردشان را برآورده می‌کنند.

3.1 باینینگ ولتاژ مستقیم

واحدها بر اساس ولتاژ مستقیم آنها در 5mA دسته‌بندی می‌شوند. کدهای بین D6، D7 و D8 به ترتیب نشان‌دهنده محدوده‌های ولتاژ 2.60-2.80V، 2.80-3.00V و 3.00-3.20V هستند که هر کدام تحمل ±0.1V دارند.

3.2 باینینگ شدت نور

LEDها بر اساس خروجی نورشان در 5mA دسته‌بندی می‌شوند. کدهای N، P، Q و R به ترتیب مربوط به محدوده‌های شدت 28.0-45.0 mcd، 45.0-71.0 mcd، 71.0-112.0 mcd و 112.0-180.0 mcd هستند. تحمل ±15% برای هر بین اعمال می‌شود.

3.3 باینینگ طول موج غالب

رنگ (طول موج) برای کنترل تغییرات فام دسته‌بندی می‌شود. کدهای بین AP، AQ و AR محدوده‌های طیف سبز 520.0-525.0 نانومتر، 525.0-530.0 نانومتر و 530.0-535.0 نانومتر را پوشش می‌دهند که تحمل دقیق ±1 نانومتر برای هر بین دارند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1 برای توزیع طیفی، شکل 5 برای زاویه دید)، داده‌های ارائه‌شده امکان درک تحلیلی را فراهم می‌کنند. رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور عموماً در محدوده کاری خطی است. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای اتصال کمی کاهش می‌یابد. منحنی توزیع طیفی یک پیک منفرد حول 530 نانومتر با عرض نیم‌عرض ذکر شده 35 نانومتر نشان می‌دهد که انتشار رنگ سبز خالص را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این LED یک بسته‌بندی استاندارد EIA با ابعاد فوق‌نازک است. مشخصه کلیدی آن ارتفاع تنها 0.80 میلی‌متر است. نقشه‌های ابعادی دقیق، طول، عرض، فاصله پایه‌ها و هندسه کلی را برای اطمینان از طراحی صحیح جای پای PCB مشخص می‌کنند. بسته‌بندی از ماده لنز شفاف آبکی استفاده می‌کند. قطبیت توسط ساختار فیزیکی قطعه نشان داده می‌شود، معمولاً با علامت کاتد. ابعاد پیشنهادی پد لحیم برای اطمینان از تشکیل اتصال لحیم قابل اعتماد و تراز مناسب در حین ریفلو ارائه شده است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل ریفلو مادون قرمز پیشنهادی برای فرآیندهای لحیم بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است. این پروفیل بر اساس استانداردهای JEDEC است. پارامترهای کلیدی شامل مرحله پیش‌گرمایش بین 120-150 درجه سلسیوس، حداکثر دمای پیک 260 درجه سلسیوس و زمان بالای دمای مایع (معمولاً 217 درجه سلسیوس برای لحیم بدون سرب) حداکثر 10 ثانیه است. هدف پروفیل به حداقل رساندن تنش حرارتی روی بسته LED در حین اطمینان از ریفلو صحیح لحیم است.

6.2 جابجایی و نگهداری

دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. جابجایی با مچ‌بند زمین‌شده یا دستکش‌های ضداستاتیک توصیه می‌شود. در بسته رطوبت‌گیر اصلی مهر و موم شده با ماده خشک‌کن، عمر قفسه یک سال است در صورتی که در دمای ≤30°C و رطوبت ≤90% RH نگهداری شود. پس از باز کردن بسته، قطعات باید در دمای ≤30°C و رطوبت ≤60% RH نگهداری و در عرض یک هفته استفاده شوند. برای نگهداری بیش از یک هفته خارج از بسته‌بندی اصلی، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در حدود 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت است تا رطوبت جذب شده خارج شده 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 LED در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای عادی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به اپوکسی بسته یا لنز آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

قطعات در بسته‌بندی نوار و قرقره سازگار با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place عرضه می‌شوند. عرض نوار 8 میلی‌متر است که روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ پیچیده شده است. هر قرقره کامل حاوی 4000 قطعه است. حداقل مقدار سفارش برای قرقره‌های جزئی 500 قطعه اعمال می‌شود. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 است. شماره قطعه LTST-C190TGKT-5A از سیستم کدگذاری داخلی سازنده پیروی می‌کند که در آن عناصر احتمالاً نشان‌دهنده سری، رنگ (TG برای سبز) و کدهای بین خاص برای شدت و طول موج هستند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای نشانگرهای وضعیت در دستگاه‌های قابل حمل (تلفن‌ها، تبلت‌ها، پوشیدنی‌ها)، نور پس‌زمینه LCDهای کوچک یا صفحه کلیدها، نشانگرهای پنل در کنترل‌های صنعتی و نورپردازی تزئینی در محصولات مصرفی ایده‌آل است. پروفیل نازک آن برای طراحی‌های باریک مدرن حیاتی است.

8.2 ملاحظات طراحی

طراحان مدار باید یک مقاومت محدودکننده جریان را به صورت سری با LED قرار دهند. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vsupply - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ مستقیم از بین انتخاب شده و IF جریان درایو مورد نظر است (نباید از 20 میلی‌آمپر DC تجاوز کند). برای یکنواختی روشنایی در آرایه‌های چند LED، انتخاب LEDها از یک بین شدت یکسان (مثلاً همه از بین P) توصیه می‌شود. مدیریت حرارتی روی PCB باید اطمینان حاصل کند که دمای کار اطراف LED از 80 درجه سلسیوس تجاوز نکند تا طول عمر و خروجی نور پایدار حفظ شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده اصلی این LED ارتفاع 0.8 میلی‌متری آن است که از بسیاری از LEDهای چیپ استاندارد (مانند بسته‌های 0603 یا 0805 که اغلب ارتفاعی بیش از 1.0 میلی‌متر دارند) نازک‌تر است. در مقایسه با تکنولوژی قدیمی‌تر مانند LEDهای AlGaInP، چیپ InGaN بازده و روشنایی بالاتری ارائه می‌دهد، به ویژه در طیف سبز/آبی. زاویه دید وسیع 130 درجه‌ای نور همه‌جانبه‌تری نسبت به LEDهای با زاویه دید باریک‌تر ارائه می‌دهد که برای کاربردهایی که موقعیت دید به طور مستقیم روی محور ثابت نیست مفید است.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته با 20mA راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، 20mA حداکثر جریان مستقیم DC ریت شده است. برای طول عمر بهینه، راه‌اندازی با جریان پایین‌تر مانند 10-15mA رایج است و همچنان روشنایی کافی را فراهم می‌کند در حالی که استرس و حرارت را کاهش می‌دهد.

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

ج: طول موج غالب (λd) از نمودار رنگ CIE مشتق شده و نشان‌دهنده رنگ درک شده است. طول موج پیک (λp) پیک فیزیکی واقعی طیف تابشی است. آن‌ها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.

س: چرا اگر قرقره بیش از یک هفته باز شده باشد، پخت ضروری است؟

ج: بسته پلاستیکی می‌تواند رطوبت هوا را جذب کند. در طی فرآیند ریفلو با دمای بالا، این رطوبت می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی (\"پاپ کورن شدن\") شود. پخت این رطوبت جذب شده را خارج می‌کند.

س: آیا می‌توانم به جای ریفلو از هویه استفاده کنم؟

ج: لحیم‌کاری دستی با هویه ممکن است اما برای تولید انبوه توصیه نمی‌شود. در صورت لزوم، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس برای یک رویداد لحیم‌کاری منفرد باید حداکثر 3 ثانیه محدود شود.

11. مطالعه موردی کاربردی

یک طراحی برای یک ساعت هوشمند با چندین LED اعلان را در نظر بگیرید. محدودیت ارتفاع داخل قاب ساعت شدید است، در 1.0 میلی‌متر. یک LED استاندارد ممکن است 1.2 میلی‌متر ارتفاع داشته باشد و باعث مشکلات فیت شود. این LED با ارتفاع 0.8 میلی‌متر کاملاً مناسب است. طراح بین D7 را برای ولتاژ (2.8-3.0V) و P را برای شدت (45-71 mcd) انتخاب می‌کند تا روشنایی و مصرف توان یکنواخت از منبع 3.3 ولتی ساعت اطمینان حاصل شود. زاویه دید وسیع 130 درجه‌ای اطمینان می‌دهد که نور اعلان حتی زمانی که صفحه ساعت از یک زاویه نگاه می‌شود نیز قابل مشاهده است. LEDها روی PCB قرار می‌گیرند و مونتاژ تحت یک فرآیند ریفلو بدون سرب استاندارد با استفاده از پروفیل ارائه شده قرار می‌گیرد که منجر به اتصالات لحیم قابل اعتماد بدون آسیب به قطعات می‌شود.

12. معرفی اصل تکنولوژی

این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. آن‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور تابشی را دیکته می‌کند. برای تابش سبز، محتوای ایندیوم به دقت کنترل می‌شود. لنز اپوکسی شفاف آبکی چیپ نیمه‌هادی را محصور و محافظت می‌کند و شکل آن برای بهینه‌سازی استخراج نور و زاویه دید طراحی شده است.

13. روندها و تحولات صنعت

روند در LEDهای SMD به سمت مینیاتوری‌سازی بیشتر، بازده بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی) و بهبود یکنواختی رنگ ادامه دارد. تلاش برای دستگاه‌های نازک‌تر، همانطور که در این محصول مشاهده می‌شود، توسط تعقیب بی‌امان الکترونیک مصرفی باریک‌تر هدایت می‌شود. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی فزاینده‌ای وجود دارد، به طوری که LEDها با درایورها و ICهای کنترل در بسته‌های واحد ترکیب می‌شوند. تکنولوژی زیربنایی InGaN همچنین برای توسعه LEDهای پرقدرت برای روشنایی عمومی و میکرو LEDها برای نمایشگرهای نسل بعدی محوری است که نشان‌دهنده یک بنیان فناوری مستحکم و در حال تکامل است.