دیتاشیت LTST-C194TGKT - ال‌ای‌دی SMD سبز فوق‌نازک - ارتفاع 0.30 میلی‌متر - 3.2 ولت - 76 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال‌ای‌دی LTST-C194TGKT یک دستگاه نصب‌سطحی (SMD) از نوع چیپ است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن با محدودیت فضا طراحی شده است. این قطعه فوق‌نازک با ارتفاع پروفایل تنها 0.30 میلی‌متر، مناسب دستگاه‌های باریک مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها، نمایشگرهای فوق‌نازک و فناوری‌های پوشیدنی است. دستگاه با استفاده از ماده نیمه‌هادی اینگن (ایندیم گالیم نیترید) که در یک پکیج لنز شفاف آبی قرار دارد، نور سبز ساطع می‌کند. این محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌شود. ال‌ای‌دی بر روی ریل‌های 7 اینچی در نوار استاندارد صنعتی 8 میلی‌متری عرضه می‌شود که با تجهیزات اتوماتیک پیک‌اندپلیس سرعت بالا و فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار است و تولید انبوه کارآمد را تسهیل می‌کند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود. محدودیت‌های کلیدی شامل حداکثر اتلاف توان 76 میلی‌وات، جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر و جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (سیکل وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) است. دستگاه می‌تواند ولتاژ معکوس 5 ولت را تحمل کند، اما عملکرد مداوم تحت بایاس معکوس ممنوع است. محدوده دمای کاری از 20- درجه سلسیوس تا 80+ درجه سلسیوس است، با محدوده ذخیره‌سازی وسیع‌تر از 30- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس. قطعه برای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز در دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه درجه‌بندی شده است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس و جریان آزمایش استاندارد (IF) 20 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند که داده‌های عملکرد پایه را ارائه می‌دهند. شدت نور (Iv) دارای مقدار معمول 450 میلی‌کاندلا (mcd) با حداقل 71 mcd است که نشان‌دهنده خروجی روشن است. این دستگاه دارای زاویه دید گسترده (2θ1/2) 130 درجه است که روشنایی وسیع و یکنواختی را فراهم می‌کند. طول موج غالب (λd) 525 نانومتر است که درک رنگ سبز آن را تعریف می‌کند، در حالی که طول موج تابش پیک (λp) 530 نانومتر است. پهنای باند طیفی (Δλ) 35 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) معمولاً 3.2 ولت اندازه‌گیری می‌شود، با محدوده‌ای از 2.8 ولت تا 3.6 ولت. جریان معکوس (IR) در حداکثر بایاس معکوس 5 ولت، حداکثر 10 میکروآمپر است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات در تولید، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس عملکرد دسته‌بندی می‌شوند. LTST-C194TGKT از یک سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی استفاده می‌کند که ولتاژ مستقیم (Vf)، شدت نور (Iv) و طول موج غالب (λd) را پوشش می‌دهد. این به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی را انتخاب کنند که با نیازهای خاص مدار و روشنایی/رنگ آنها مطابقت دارد.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در گام‌های 0.2 ولتی دسته‌بندی می‌شود. کدهای دسته D7 (2.80-3.00V)، D8 (3.00-3.20V)، D9 (3.20-3.40V) و D10 (3.40-3.60V) موجود هستند. در هر دسته، تلرانس ±0.1 ولت اعمال می‌شود. انتخاب ال‌ای‌دی‌ها از یک دسته Vf یکسان به حفظ توزیع جریان یکنواخت هنگام اتصال چندین ال‌ای‌دی به صورت موازی کمک می‌کند.

3.2 دسته‌بندی شدت نور

دسته‌های شدت نور، طیفی از سطوح روشنایی را ارائه می‌دهند. دسته‌ها عبارتند از: Q (71.0-112.0 mcd)، R (112.0-180.0 mcd)، S (180.0-280.0 mcd) و T (280.0-450.0 mcd). برای هر دسته تلرانس ±15% اعمال می‌شود. این امکان انتخاب مقرون‌به‌صرفه را در جایی که حداکثر روشنایی حیاتی نیست، یا برای ویژگی‌های محصول لایه‌بندی شده فراهم می‌کند.

3.3 دسته‌بندی طول موج غالب

دسته‌های طول موج غالب، ثبات رنگ را تضمین می‌کنند. دسته‌های موجود AP (520.0-525.0 nm)، AQ (525.0-530.0 nm) و AR (530.0-535.0 nm) هستند، با تلرانس دقیق ±1 نانومتر برای هر دسته. این برای کاربردهایی که تطبیق رنگ دقیق مورد نیاز است، مانند نشانگرهای چندرنگ یا نور پس‌زمینه نمایشگر، حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مثلاً شکل 1 برای توزیع طیفی، شکل 6 برای زاویه دید)، داده‌های ارائه شده امکان تحلیل روابط کلیدی را فراهم می‌کنند. ولتاژ مستقیم در یک جریان واحد (20mA) مشخص شده است. در عمل، Vf یک رابطه لگاریتمی با جریان مستقیم (If) دارد و یک ضریب دمایی منفی دارد، به این معنی که Vf با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. شدت نور نیز وابسته به دما است و معمولاً با افزایش دما کاهش می‌یابد. زاویه دید گسترده 130 درجه نشان‌دهنده یک الگوی تابشی لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است، که در آن شدت نور تقریباً متناسب با کسینوس زاویه دید است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج

این ال‌ای‌دی با طرح‌های استاندارد پکیج EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) مطابقت دارد. ویژگی تعیین‌کننده آن، ارتفاع فوق‌کم پروفایل 0.30 میلی‌متر است. نقشه‌های ابعادی دقیق، طول، عرض، فاصله پایه‌ها و سایر تلرانس‌های مکانیکی حیاتی را مشخص می‌کنند، که معمولاً با تلرانس استاندارد ±0.10 میلی‌متر مگر خلاف آن ذکر شده باشد. این ابعاد برای طراحی جای پای PCB (برد مدار چاپی) و اطمینان از قرارگیری صحیح توسط ماشین‌آلات اتوماتیک ضروری هستند.

5.2 طراحی پد لحیم

دیتاشیت شامل ابعاد پیشنهادی الگوی پد لحیم است. رعایت این توصیه‌ها برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد در حین ریفلو حیاتی است. یک نکته کلیدی، توصیه برای حداکثر ضخامت استنسیل 0.10mm برای کنترل حجم خمیر لحیم و جلوگیری از پل زدن یا ایستادن قبرستانی قطعه کوچک است.

5.3 شناسایی قطبیت

مانند اکثر ال‌ای‌دی‌ها، این دستگاه به قطبیت حساس است. کاتد معمولاً با یک شکاف، یک نقطه سبز یا شکل پایه متفاوت علامت‌گذاری شده است. جهت‌گیری صحیح باید در برابر نقشه پکیج تأیید شود تا عملکرد صحیح مدار تضمین شده و از آسیب ناشی از بایاس معکوس جلوگیری شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل ریفلو مادون قرمز (IR) پیشنهادی برای فرآیندهای لحیم بدون سرب (Pb-free) ارائه شده است. این پروفیل با استانداردهای JEDEC مطابقت دارد. این شامل پارامترهای حیاتی است: مرحله پیش‌گرم (معمولاً 150-200 درجه سلسیوس تا 120 ثانیه)، افزایش دما، منطقه دمای پیک (حداکثر 260 درجه سلسیوس) و زمان بالاتر از نقطه ذوب (دمایی که لحیم ذوب می‌شود). قطعه نباید بیش از 10 ثانیه در معرض دمای پیک قرار گیرد. این پروفیل اطمینان حاصل می‌کند که اتصالات لحیم به طور قابل اعتماد تشکیل می‌شوند بدون اینکه پکیج ال‌ای‌دی در معرض تنش حرارتی بیش از حد قرار گیرد.

6.2 جابجایی و ذخیره‌سازی

ال‌ای‌دی به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. اقدامات احتیاطی جابجایی مانند استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده، زیراندازهای ضداستاتیک و ظروف رسانا اجباری است. برای ذخیره‌سازی، کیسه‌های مهر و موم شده رطوبتی (با ماده خشک‌کننده) باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شوند، با عمر قفسه یک سال. پس از باز شدن، قطعات باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره شوند. اگر قطعات بیش از 672 ساعت (28 روز) در معرض شرایط محیطی قرار گیرند، قبل از لحیم‌کاری، پخت در حدود 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت توصیه می‌شود تا رطوبت جذب شده حذف شده و از \"پف کردن\" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

اگر تمیزکاری پس از لحیم‌کاری ضروری است، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. دیتاشیت غوطه‌وری در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه را توصیه می‌کند. تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز پلاستیکی یا ماده پکیج آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد، نوار حامل برجسته 8 میلی‌متری پیچیده شده بر روی ریل‌های با قطر 7 اینچ (178mm) است. هر ریل حاوی 5000 قطعه است. جیب‌های خالی در نوار با یک نوار پوششی مهر و موم می‌شوند. بسته‌بندی با مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 مطابقت دارد. برای تداوم تولید، حداکثر تعداد مجاز قطعات گمشده متوالی در نوار دو عدد است. حداقل مقدار سفارش برای ریل‌های باقیمانده 500 قطعه است. شماره قطعه LTST-C194TGKT از یک سیستم کدگذاری خاص پیروی می‌کند که عناصر آن احتمالاً نشان‌دهنده سری، پکیج، رنگ و کدهای دسته هستند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این ال‌ای‌دی سبز فوق‌نازک برای نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه کلیدها یا نمادها و نورپردازی تزئینی در الکترونیک مصرفی که ارتفاع یک محدودیت حیاتی است، ایده‌آل است. مثال‌ها شامل چراغ‌های نشانگر در تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها، اولترابوک‌ها، دستگاه‌های پوشیدنی (ساعت‌های هوشمند، بندهای تناسب اندام) و پنل‌های کنترل نازک است. سازگاری آن با قرارگیری اتوماتیک و لحیم‌کاری ریفلو، آن را برای تولید انبوه عالی می‌کند.

8.2 ملاحظات طراحی

محدودکننده جریان:هنگام راه‌اندازی ال‌ای‌دی از یک منبع ولتاژ بالاتر از ولتاژ مستقیم آن، همیشه به یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی نیاز است. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vcc - Vf) / If، که در آن Vf ولتاژ مستقیم است (برای طراحی بدترین حالت از حداکثر مقدار استفاده کنید)، If جریان مستقیم مورد نظر است (≤20 میلی‌آمپر DC) و Vcc ولتاژ تغذیه است.
مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، اما اطمینان از مساحت کافی مس PCB یا وایاهای حرارتی می‌تواند به دفع گرما کمک کند، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا در حداکثر جریان، و در نتیجه خروجی نوری و طول عمر را حفظ کند.
محافظت در برابر ESD:در محیط‌های مستعد ESD، در نظر بگیرید که دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) یا سایر مدارهای محافظتی را روی خطوط ال‌ای‌دی اضافه کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

عامل تمایز اصلی LTST-C194TGKT ارتفاع 0.30mm آن است که به طور قابل توجهی نازک‌تر از بسیاری از ال‌ای‌دی‌های SMD استاندارد (مانند پکیج‌های 0603 یا 0805 که اغلب 0.6-0.8mm ارتفاع دارند) است. این امکان طراحی در کاربردهایی را می‌دهد که ارتفاع Z به شدت محدود است. در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های قدیمی ترو-هول، صرفه‌جویی عظیمی در فضا ارائه می‌دهد و امکان مونتاژ اتوماتیک را فراهم می‌کند. استفاده از فناوری اینگن، بازده بالا و خروجی نور سبز روشن را ارائه می‌دهد. مطابقت آن با پروفیل‌های ریفلو بدون سرب، آن را با مقررات زیست‌محیطی مدرن و فرآیندهای تولید همسو می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با 30 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. حداکثر جریان مستقیم DC مطلق 20 میلی‌آمپر است. تجاوز از این درجه‌بندی می‌تواند به دلیل گرمای بیش از حد و تخریب تسریع‌شده اتصال نیمه‌هادی، باعث آسیب غیرقابل برگشت شود.
س: تفاوت بین طول موج غالب و طول موج پیک چیست؟
ج: طول موج غالب (λd) طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و با رنگ ال‌ای‌دی مطابقت دارد، که از نمودار رنگی CIE مشتق شده است. طول موج پیک (λp) طول موج واقعی است که در آن توان نوری تابش شده در بالاترین حد است. آن‌ها اغلب کمی متفاوت هستند.
س: آیا می‌توانم از لحیم‌کاری دستی استفاده کنم؟
ج: لحیم‌کاری دستی با هویه امکان‌پذیر است اما نیاز به دقت بسیار دارد. توصیه می‌شود حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سلسیوس و زمان لحیم‌کاری حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه، فقط برای یک بار باشد. لحیم‌کاری ریفلو روش ترجیحی و قابل اعتمادتر است.
س: چگونه کد دسته در شماره قطعه را تفسیر کنم؟
ج: پسوند \"TGKT\" احتمالاً حاوی اطلاعات کدگذاری شده برای دسته‌های خاص ولتاژ مستقیم (T؟)، شدت نور (G؟) و طول موج غالب (K؟) است. باید لیست کامل دسته‌ها را با اطلاعات سفارش مقایسه کرد تا درجه عملکرد دقیق مورد نیاز انتخاب شود.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک ساعت هوشمند.
طراحی نیاز به یک نشانگر شارژ سبز دارد. ارتفاع داخلی ساعت هوشمند به شدت محدود است. LTST-C194TGKT به دلیل پروفایل 0.30mm آن انتخاب می‌شود. طراح دسته D8 را برای Vf (3.0-3.2V) و دسته T را برای شدت نور (280-450 mcd) انتخاب می‌کند تا دیدپذیری تضمین شود. ال‌ای‌دی از ریل 3.3 ولتی ساعت راه‌اندازی می‌شود. با استفاده از حداکثر Vf برابر 3.6 ولت برای یک طراحی محافظه‌کارانه، مقاومت محدودکننده جریان محاسبه می‌شود: R = (3.3V - 3.6V) / 0.02A = -15 اهم. این مقدار منفی نشان می‌دهد که با یک Vf بدترین حالت بالاتر از منبع تغذیه، ال‌ای‌دی ممکن است روشن نشود. بنابراین، طراح از Vf معمول 3.2 ولت استفاده می‌کند: R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 اهم. یک مقاومت استاندارد 5.1Ω انتخاب می‌شود که منجر به جریان ~19.6 میلی‌آمپر می‌شود. طرح PCB از ابعاد پد لحیم توصیه شده استفاده می‌کند و شامل یک اتصال تسکین حرارتی کوچک به یک صفحه زمین است.

12. معرفی فناوری

LTST-C194TGKT بر اساس فناوری نیمه‌هادی اینگن (ایندیم گالیم نیترید) است. اینگن یک نیمه‌هادی مرکب است که انرژی گپ باند آن را می‌توان با تغییر نسبت ایندیم به گالیم تنظیم کرد. برای ال‌ای‌دی‌های سبز، از یک محتوای ایندیم خاص برای ایجاد یک گپ باند استفاده می‌شود که با انتشار فوتون‌ها در محدوده طول موج سبز (حدود 525 نانومتر) مطابقت دارد. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در منطقه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل نور آزاد می‌کنند - فرآیندی که الکترولومینسانس نامیده می‌شود. اپوکسی لنز شفاف آبی فرموله شده است تا این نور را از چیپ نیمه‌هادی با حداقل جذب به طور کارآمد استخراج کند، در حالی که محافظت مکانیکی و محیطی را نیز فراهم می‌کند.

13. روندهای فناوری

روند ال‌ای‌دی‌های SMD برای الکترونیک مصرفی به سمت مینیاتوری‌سازی، بازده بالاتر و یکپارچه‌سازی بیشتر ادامه دارد. ارتفاع پکیج‌ها بیشتر کاهش می‌یابد تا محصولات نهایی حتی نازک‌تر امکان‌پذیر شوند. بهبودهای بازده (لومن بیشتر در هر وات) مصرف برق را کاهش می‌دهد که برای دستگاه‌های باتری‌خور حیاتی است. همچنین روندی به سمت کنترل رنگ دقیق‌تر و دسته‌بندی تنگ‌تر برای پاسخگویی به نیازهای نمایشگرهای با کیفیت بالا و آرایه‌های چند ال‌ای‌دی یکنواخت وجود دارد. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی الکترونیک کنترل (مانند درایورهای جریان ثابت) مستقیماً در پکیج ال‌ای‌دی رایج‌تر می‌شود و طراحی مدار را برای کاربر نهایی ساده می‌کند. علم مواد زیربنایی همچنان در حال پیشرفت است، با تحقیقات مداوم در مورد بهبود بازده ال‌ای‌دی‌های سبز اینگن، که به طور تاریخی کمتر از ال‌ای‌دی‌های آبی بوده است.