دیتاشیت فنی LTST-C193TGKT - ابعاد 3.2x1.6x0.4mm - ولتاژ 2.8-3.6V - رنگ سبز - توان 76mW - مستندات فنی فارسی

1. مرور محصول

LTST-C193TGKT یک LED چیپ نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن و محدود از نظر فضا طراحی شده است. این LED متعلق به خانواده LEDهای فوق‌نازک است که دارای پروفیل بسیار کم ارتفاع تنها 0.4 میلی‌متر می‌باشد. این ویژگی آن را به انتخابی ایده‌آل برای نشانگرهای نور پس‌زمینه، چراغ‌های وضعیت و نورپردازی تزئینی در لوازم الکترونیکی مصرفی باریک، فضای داخلی خودرو و دستگاه‌های قابل حمل تبدیل می‌کند که در آن‌ها فضای عمودی محدود است.

این LED با استفاده از ماده نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) که به دلیل بازدهی و روشنایی بالای آن شناخته شده است، نور سبز ساطع می‌کند. بسته دارای یک لنز شفاف است که نور را پخش نمی‌کند و در نتیجه خروجی نوری متمرکز و شدیدتری از خود چیپ حاصل می‌شود. این محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌شود.

2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و نوری

پارامترهای نوری کلیدی در دمای محیط استاندارد (Ta) برابر 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (IF) برابر 20mA اندازه‌گیری می‌شوند که جریان کاری پیوسته توصیه شده است.

• شدت نور (Iv):از حداقل 112.0 میلی‌کاندلا (mcd) تا حداکثر 450.0 mcd متغیر است. مقدار معمول در این محدوده قرار دارد. شدت نور با استفاده از یک سنسور فیلتر شده برای تطابق با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) اندازه‌گیری می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):این LED دارای زاویه دید بسیار وسیع 130 درجه است. زاویه θ_1/2به عنوان زاویه خارج از محوری تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار اندازه‌گیری شده روی محور مرکزی (0 درجه) کاهش می‌یابد.
• طول موج پیک (λ_P):طول موجی که در آن توان نوری ساطع شده حداکثر است، که برای این دستگاه معمولاً 525 نانومتر است.
• طول موج غالب (λ_d):معیاری مرتبط‌تر با ادراک رنگ، مشتق شده از نمودار رنگی CIE. این پارامتر طول موج واحدی را مشخص می‌کند که به بهترین شکل رنگ درک شده را نشان می‌دهد. برای LTST-C193TGKT، این محدوده از 520.0 نانومتر تا 535.0 نانومتر است.
• عرض نیم‌ارتفاع طیف (Δλ):خلوص طیفی منبع نور را اندازه‌گیری می‌کند. این عرض طیف انتشار در نصف حداکثر توان آن است. مقدار 35 نانومتر برای این LED سبز InGaN معمول است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی

• ولتاژ مستقیم (V_F):هنگامی که با جریان 20mA راه‌اندازی می‌شود، افت ولتاژ بین آند و کاتد LED از 2.80V (حداقل) تا 3.60V (حداکثر) متغیر است. این پارامتر برای طراحی مدار درایور و محاسبات اتلاف توان حیاتی است.
• جریان معکوس (I_R):با اعمال بایاس معکوس 5V، جریان نشتی حداکثر 10 میکروآمپر است. توجه به این نکته بسیار مهم است که این LED برای کار تحت ولتاژ معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش فقط برای مشخصه‌یابی است.

2.3 مقادیر حداکثر مطلق و ویژگی‌های حرارتی

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. آن‌ها برای کارکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

• اتلاف توان (P_d):حداکثر توان مجازی که بسته می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند، 76 میلی‌وات است.
• جریان مستقیم:حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته 20 میلی‌آمپر است. یک جریان مستقیم پیک بالاتر معادل 100 میلی‌آمپر فقط تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است.
• محدوده‌های دمایی:دستگاه می‌تواند در دمای محیطی از 20- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد کار کند. برای نگهداری، محدوده وسیع‌تر است: 30- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• محدودیت حرارتی لحیم‌کاری:LED می‌تواند لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز را با حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 10 ثانیه تحمل کند که با فرآیندهای مونتاژ معمول بدون سرب (Pb-free) همسو است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های عملکردی مرتب می‌شوند. LTST-C193TGKT از یک سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

واحدها بر اساس ولتاژ مستقیم (V_F) آن‌ها در جریان 20mA در چهار دسته (D7 تا D10) مرتب می‌شوند که هر کدام دارای محدوده 0.2V و تلرانس ±0.1V هستند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با تطابق ولتاژ دقیق‌تر را برای کاربردهایی که نیاز به اشتراک جریان یکنواخت در پیکربندی‌های موازی دارند، انتخاب کنند.

3.2 دسته‌بندی شدت نور

LEDها از نظر روشنایی در سه دسته (R, S, T) با تلرانس ±15٪ در محدوده هر دسته مرتب می‌شوند. دسته 'T' نشان‌دهنده گروه با شدت بالاترین (280-450 mcd) است. این دسته‌بندی برای کاربردهایی که نیاز به سطوح روشنایی یکنواخت در چندین نشانگر دارند، ضروری است.

3.3 دسته‌بندی طول موج غالب

رنگ (فام) با دسته‌بندی طول موج غالب در سه گروه (AP, AQ, AR) کنترل می‌شود که هر کدام 5 نانومتر را با تلرانس ±1 نانومتر پوشش می‌دهند. این امر ظاهر رنگ سبز یکنواختی را در تمام واحدهای یک دسته تولید تضمین می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، مفاهیم آن‌ها برای فناوری LED استاندارد است.

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

این رابطه نمایی است، که برای یک دیود معمول است. افزایش کمی در ولتاژ فراتر از آستانه روشن شدن، باعث افزایش زیادی در جریان می‌شود. بنابراین، LEDها باید توسط یک منبع محدودکننده جریان، نه یک منبع ولتاژ ثابت، راه‌اندازی شوند تا از فرار حرارتی و تخریب جلوگیری شود.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم تا حداکثر مقدار نامی است. کارکرد بالاتر از 20mA ممکن است روشنایی را افزایش دهد اما به دلیل افزایش دمای اتصال، عمر و قابلیت اطمینان را کاهش می‌دهد.

4.3 وابستگی به دما

عملکرد LED به دما حساس است. با افزایش دمای اتصال:

• ولتاژ مستقیم (V_F):کمی کاهش می‌یابد.
• شدت نور (Iv):کاهش می‌یابد. بازده با افزایش دما افت می‌کند.
• طول موج غالب (λ_d):ممکن است کمی جابجا شود و به طور بالقوه باعث تغییر رنگ جزئی شود.

مدیریت حرارتی مناسب روی PCB (مثلاً از طریق پدهای تخلیه حرارتی) برای حفظ عملکرد و طول عمر بسیار مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

این LED مطابق با فوت‌پرینت استاندارد بسته LED چیپ EIA است. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه تقریباً 3.2mm x 1.6mm می‌باشد که ویژگی تعیین‌کننده آن ارتفاع فوق‌العاده کم 0.4mm است. نقشه‌های ابعادی دقیق با تلرانس ±0.10mm برای چیدمان PCB ارائه شده است.

5.2 چیدمان پد و شناسایی قطبیت

دیتاشیت شامل ابعاد پیشنهادی پد لحیم برای اطمینان از لحیم‌کاری قابل اعتماد و تراز مناسب است. LED قطبی است. ترمینال‌های آند (+) و کاتد (-) معمولاً روی بسته علامت‌گذاری شده یا در نمودار فوت‌پرینت نشان داده می‌شوند. جهت‌گیری صحیح برای عملکرد مدار ضروری است.

5.3 بسته‌بندی نوار و قرقره

محصول در نوار حامل استاندارد صنعتی 8mm روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178mm) عرضه می‌شود. هر قرقره حاوی 5000 قطعه است. بسته‌بندی از مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 پیروی می‌کند که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place است و این امر برای تولید انبوه حیاتی است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل رفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:

• پیش‌گرم:150°C تا 200°C به مدت حداکثر 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی برد و قطعات، به حداقل رساندن شوک حرارتی.
• دمای پیک:حداکثر 260°C.
• زمان بالاتر از نقطه ذوب:زمانی که لحیم ذوب شده است باید کنترل شود.
• محدودیت بحرانی:دمای بدنه قطعه نباید بیش از 10 ثانیه از 260°C تجاوز کند.

پروفیل بر اساس استانداردهای JEDEC است که قابلیت اطمینان را تضمین می‌کند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه کنترل دمایی با حداکثر دمای 300°C استفاده کنید. زمان لحیم‌کاری برای هر پایه نباید از 3 ثانیه تجاوز کند و باید فقط یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به بسته پلاستیکی و دی نیمه‌هادی جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های الکلی مشخص شده مانند اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل استفاده شود. LED باید در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص ممکن است به ماده بسته آسیب برسانند.

6.4 نگهداری و جابجایی

• حساسیت ESD (تخلیه الکترواستاتیک):LEDها مستعد آسیب از الکتریسیته ساکن هستند. اقدامات احتیاطی مناسب ESD (مچ‌بندهای اتصال به زمین، ایستگاه‌های کاری زمین شده، فوم رسانا) در حین جابجایی اجباری است.
• حساسیت رطوبت:به عنوان یک دستگاه نصب سطحی، دارای سطح حساسیت رطوبتی (ضمنی) است. اگر کیسه مهر و موم شده اصلی مانع رطوبت باز شود، LEDها باید در عرض 672 ساعت (28 روز) استفاده شوند یا قبل از رفلو پخته شوند تا از "ترکیدن" در حین لحیم‌کاری جلوگیری شود.
• شرایط نگهداری:برای نگهداری طولانی‌مدت در بسته‌بندی باز شده، از یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا اتمسفر نیتروژن استفاده کنید.

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی متداول

• نشانگرهای وضعیت:چراغ‌های روشن بودن، شارژ باتری، فعالیت شبکه در تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها و پوشیدنی‌ها.
• نور پس‌زمینه:نورپردازی برای کلیدهای غشایی، نمایشگرهای LCD کوچک یا لوگوها در محصولات مصرفی نازک.
• نورپردازی تزئینی:نورپردازی تأکیدی در داشبورد خودرو، تزئینات داخلی یا لوازم خانگی.
• نشانگرهای پنل:روی پنل‌های کنترل صنعتی، دستگاه‌های پزشکی و تجهیزات ارتباطی که فضا در آن‌ها با ارزش است.

7.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک IC درایور LED با جریان ثابت اختصاصی استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_Fمحاسبه کنید، با استفاده از حداکثر V_Fاز دیتاشیت تا اطمینان حاصل شود که جریان در بدترین شرایط از 20mA تجاوز نمی‌کند.
• مدیریت حرارتی:اگرچه کوچک است، اتلاف توان (تا 72mW در 20mA و 3.6V) گرما تولید می‌کند. اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB مساحت کافی مس را در اطراف پدهای لحیم فراهم می‌کند تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند، به ویژه اگر از چندین LED استفاده می‌شود یا دمای محیط بالا است.
• طراحی نوری:لنز شفاف یک پرتو باریک و شدید تولید می‌کند. برای نورپردازی وسیع‌تر یا پخش شده، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد.
• انتخاب دسته‌بندی:برای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی رنگ یا روشنایی دارند، هنگام سفارش، کدهای دسته مورد نیاز (V_F, I_v, λ_d) را مشخص کنید.

8. مقایسه و تمایز فنی

عامل تمایز اصلی LTST-C193TGKT، پروفیل فوق‌نازک 0.4mm آن است. در مقایسه با LEDهای چیپ استاندارد که اغلب 0.6mm یا 0.8mm ارتفاع دارند، این کاهش 33-50 درصدی در ارتفاع برای طراحی‌های دستگاه‌های فوق‌باریک مدرن قابل توجه است. زاویه دید وسیع 130 درجه آن نیز نسبت به LEDهای با زاویه دید باریک‌تر، زمانی که دید خارج از محور مهم است، یک مزیت محسوب می‌شود. ترکیب فناوری InGaN (برای انتشار نور سبز)، مطابقت با RoHS و سازگاری با فرآیندهای رفلو استاندارد بدون سرب، آن را به یک قطعه همه‌کاره و آینده‌نگر برای تولید الکترونیک جهانی تبدیل می‌کند.0.4mm پروفیل فوق‌نازک. Compared to standard chip LEDs which are often 0.6mm or 0.8mm tall, this 33-50% reduction in height is significant for modern ultra-slim device designs. Its wide 130-degree viewing angle is also an advantage over narrower-angle LEDs when off-axis visibility is important. The combination of InGaN technology (for green emission), RoHS compliance, and compatibility with standard Pb-free reflow processes makes it a versatile and future-proof component for global electronics manufacturing.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3V و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

خیر، این کار توصیه نمی‌شود و به احتمال زیاد LED را از بین می‌برد.ولتاژ مستقیم از 2.8V تا 3.6V متغیر است. اگر یک منبع تغذیه 3.3V را مستقیماً به یک LED با V_Fمعادل 2.9V وصل کنید، اختلاف ولتاژ (0.4V) باعث جریان بسیار بالا و کنترل نشده‌ای می‌شود که به مراتب از حداکثر 20mA فراتر می‌رود. برای راه‌اندازی DC ساده همیشه به یک مقاومت سری نیاز است.

9.2 چرا رتبه جریان پیک (100mA) بالاتر از رتبه جریان DC (20mA) است؟

اتصال نیمه‌هادی می‌تواند پالس‌های جریان بالا و کوتاه را بدون گرم شدن بیش از حد تحمل کند زیرا ثابت زمانی حرارتی دی کوچک بسیار کوتاه است. رتبه 100mA در چرخه وظیفه 1/10 اجازه می‌دهد پالس‌های کوتاهی از روشنایی بالاتر (مثلاً در نمایشگرهای مالتی‌پلکس یا برای سیگنال‌دهی) داشته باشید در حالی که توان و دمای متوسط در محدوده ایمن نگه داشته می‌شوند. کارکرد پیوسته نباید از 20mA تجاوز کند.متوسطpower and temperature within safe limits. Continuous operation must not exceed 20mA.

9.3 عبارت "لنز شفاف" برای خروجی نور به چه معناست؟

یک لنز "شفاف" یا غیر پخش به این معنی است که ماده پوشش اپوکسی شفاف است. این امر منجر به بالاترین خروجی نور ممکن از بسته می‌شود زیرا هیچ نوری توسط ذرات پخش پراکنده نمی‌شود. الگوی پرتو بیشتر توسط شکل چیپ LED و فنجان بازتابنده تعریف می‌شود، که اغلب به صورت یک نقطه کوچک روشن هنگام نگاه مستقیم ظاهر می‌شود.

9.4 هنگام سفارش، چگونه کدهای دسته‌بندی را تفسیر کنم؟

برای نتایج یکنواخت در کاربرد خود، باید کدهای دسته مورد نظر را برای ولتاژ (V_F)، شدت (I_v) و طول موج غالب (λ_d) مشخص کنید. به عنوان مثال، درخواست دسته‌های D8 (3.0-3.2V)، S (180-280 mcd) و AQ (525-530 nm) به شما LEDهایی با ولتاژ متوسط، روشنایی متوسط-بالا و یک سایه خاص از سبز می‌دهد. اگر مشخص نشود، شما ترکیبی از تولید دریافت خواهید کرد.

10. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک بلندگوی بلوتوث باریک

یک طراح در حال ایجاد یک بلندگوی بلوتوث فشرده با بدنه آلومینیومی به ضخامت تنها 5mm است. یک LED وضعیت چند رنگ برای نشان دادن روشن بودن، جفت‌سازی و سطح باتری مورد نیاز است. فضای پشت گریل جلویی بسیار محدود است.

راه‌حل:LTST-C193TGKT (سبز) به همراه LEDهای فوق‌نازک مشابه قرمز و آبی انتخاب می‌شود. ارتفاع 0.4mm آن‌ها اجازه می‌دهد تا کاملاً در فضای داخلی محدود شده جای بگیرند. طراح:

1. LEDها را روی PCB اصلی نزدیک به گریل قرار می‌دهد.
2. از یک پین GPIO میکروکنترلر برای هر رنگ استفاده می‌کند، با یک مقاومت سری 100Ω که برای یک سیستم 3.3V محاسبه شده است (با فرض حداکثر V_Fمعادل 3.6V که جریان ایمنی حدود 10mA را می‌دهد).
3. دسته شدت یکسان (مثلاً 'S') را برای هر سه رنگ مشخص می‌کند تا روشنایی متعادل را تضمین کند.
4. یک مس‌پور کوچک زیر پدهای LED روی PCB برای پخش حرارت جزئی در نظر می‌گیرد.
5. در حین مونتاژ از پروفیل رفلو توصیه شده پیروی می‌کند تا قابلیت اطمینان را تضمین کند.

نتیجه یک نشانگر وضعیت روشن و یکنواخت است که با طراحی صنعتی شیک مطابقت دارد و بدون سازش مکانیکی است.

11. معرفی اصول

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌های ماده نوع n در ناحیه فعال با حفره‌های ماده نوع p بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. رنگ خاص (طول موج) نور توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. LTST-C193TGKT از یک نیمه‌هادی مرکب ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) استفاده می‌کند که مهندسی شده است تا گافی انرژی مطابق با نور سبز (تقریباً 520-535 نانومتر) داشته باشد. ماده پوشش اپوکسی شفاف از دی نیمه‌هادی محافظت می‌کند، به عنوان لنز عمل می‌کند و ممکن است شامل فسفرها باشد (اگرچه در این مورد لنز شفاف نیست) تا خروجی را تغییر دهد.ایندیوم گالیم نیترید (InGaN)compound semiconductor, which is engineered to have a bandgap corresponding to green light (approximately 520-535 nm). The water-clear epoxy encapsulant protects the semiconductor die, acts as a lens, and may include phosphors (though not in this clear-lens case) to modify the output.

12. روندهای توسعه

روند در LEDهای نشانگر و نور پس‌زمینه برای لوازم الکترونیکی مصرفی به شدت با ویژگی‌های این قطعه همسو است:

• کوچک‌سازی و پروفیل پایین‌تر:تقاضای مداوم برای دستگاه‌های نازک‌تر، توسعه LEDهایی با فوت‌پرینت و ارتفاع هرچه کوچک‌تر، مانند این قطعه 0.4mm را هدایت می‌کند.
• بازدهی بالاتر:بهبودها در رشد اپی‌تاکسی و طراحی چیپ، لومن بیشتری در هر وات تولید می‌کند که امکان خروجی روشن‌تر در همان جریان یا همان روشنایی با مصرف توان کمتر و گرمای کمتر را فراهم می‌کند.
• یکنواختی رنگ بهبود یافته:تکنیک‌های پیشرفته دسته‌بندی و کنترل‌های فرآیند دقیق‌تر به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد LEDهایی با تلرانس بسیار باریک روی طول موج و شدت ارائه دهند که برای کاربردهایی مانند نمایشگرهای تمام رنگی و نورپردازی محیطی حیاتی است.
• قابلیت اطمینان بهبود یافته برای محیط‌های خشن:در حالی که این LED برای کاربردهای استاندارد است، صنعت همچنین در حال توسعه نسخه‌هایی با رتبه دمایی بالاتر و استحکام بیشتر برای مصارف خودرویی و صنعتی است.
• یکپارچه‌سازی:روندها شامل یکپارچه‌سازی چندین چیپ LED (RGB) در یک بسته واحد یا ترکیب LEDها با ICهای درایور یا سنسورها است.

LTST-C193TGKT نمایان‌گر یک راه‌حل نسل فعلی است که نیازهای کلیدی کوچک‌سازی و عملکرد برای الکترونیک جریان اصلی را برطرف می‌کند.