دیتاشیت LED آبی سری T3B - ابعاد 3.0x1.4x0.8mm - ولتاژ 3.0V - توان 102mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

سری T3B یک LED آبی SMD با عملکرد بالا است که برای کاربردهای روشنایی مدرن طراحی شده است. این سری از پکیج فشرده 3014 استفاده می‌کند و تعادلی بین خروجی نوری، بازده و قابلیت اطمینان ارائه می‌دهد. این محصول برای کاربردهایی که نیاز به انتشار نور آبی یکنواخت دارند، مانند نور پس‌زمینه، چراغ‌های نشانگر، نورپردازی تزئینی و به عنوان یک جزء در سیستم‌های RGB یا نور سفید مهندسی شده است.

مزیت اصلی این سری در سیستم باینینگ استاندارد شده آن برای پارامترهای کلیدی مانند شار نوری، طول موج و ولتاژ مستقیم نهفته است که عملکرد قابل پیش‌بینی و ثبات رنگ را در تولید انبوه تضمین می‌کند. زاویه دید گسترده 110 درجه آن، آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی وسیع دارند مناسب می‌سازد.

2. پارامترها و مشخصات فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق (T_s=25°C)

مقادیر زیر محدوده‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم (I_F):60 میلی‌آمپر (مداوم)
• جریان پالسی مستقیم (I_FP):80 میلی‌آمپر (عرض پالس ≤10ms، چرخه کاری ≤1/10)
• توان تلف شده (P_D):102 میلی‌وات
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (T_j):125 درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (T_sld):230 درجه سانتی‌گراد یا 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه (رفلو)

2.2 مشخصات الکترو-نوری (T_s=25°C, I_F=40mA)

این پارامترها عملکرد معمول تحت شرایط آزمایش استاندارد را تعریف می‌کنند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):3.0 ولت (معمول)، 3.4 ولت (حداکثر)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• طول موج پیک (λ_d):455 نانومتر (معمول)
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه (معمول)

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای اندازه‌گیری شده در باین‌ها دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شار نوری (در 40mA)

باین‌ها توسط حداقل و حداکثر خروجی نوری تعریف می‌شوند.

• کد A3:1.0 لومن (حداقل) تا 1.5 لومن (حداکثر)
• کد A4:1.5 لومن (حداقل) تا 2.0 لومن (حداکثر)
• کد A5:2.0 لومن (حداقل) تا 2.5 لومن (حداکثر)

توجه: تلرانس اندازه‌گیری شار نوری ±7% است.

3.2 باینینگ طول موج

این محدوده طول موج غالب نور آبی ساطع شده را تعریف می‌کند.

• کد B1:445 نانومتر تا 450 نانومتر
• کد B2:450 نانومتر تا 455 نانومتر
• کد B3:455 نانومتر تا 460 نانومتر
• کد B4:460 نانومتر تا 465 نانومتر

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

دسته‌بندی بر اساس ولتاژ به طراحی مدارهای درایور کارآمد کمک می‌کند.

• کد 1:2.8 ولت تا 3.0 ولت
• کد 2:3.0 ولت تا 3.2 ولت
• کد 3:3.2 ولت تا 3.4 ولت

توجه: تلرانس اندازه‌گیری ولتاژ مستقیم ±0.08V است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

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

منحنی I-V رابطه بین جریان عبوری از LED و ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. این رابطه غیرخطی و مشخصه یک دیود است. ولتاژ مستقیم معمول (V_F) در جریان آزمایش 40mA مشخص شده است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مدار درایور ولتاژ کافی برای رسیدن به جریان کاری مطلوب فراهم می‌کند در حالی که تلفات توان را مدیریت می‌کند.

4.2 جریان مستقیم در مقابل شار نوری نسبی

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد. در حالی که خروجی با جریان افزایش می‌یابد، بازده معمولاً در جریان‌های بالاتر به دلیل افزایش اثرات حرارتی کاهش می‌یابد. عملکرد در جریان مداوم توصیه شده (60mA) یا کمتر، بازده بهینه و طول عمر را تضمین می‌کند.

4.3 دمای اتصال در مقابل توان طیفی نسبی

عملکرد LED وابسته به دما است. با افزایش دمای اتصال (T_j)، شار نوری به طور کلی کاهش می‌یابد و طول موج پیک ممکن است کمی جابجا شود (معمولاً به سمت طول موج‌های بلندتر برای LEDهای آبی). مدیریت حرارتی مؤثر در کاربرد برای حفظ عملکرد نوری پایدار و طول عمر بسیار مهم است.

4.4 توزیع توان طیفی

منحنی طیفی شدت نور ساطع شده در طول موج‌های مختلف را به تصویر می‌کشد. برای یک LED آبی، این یک پیک نسبتاً باریک است که حول طول موج غالب (مثلاً 455nm) متمرکز شده است. عرض کامل در نصف بیشینه (FWHM) این پیک خلوص رنگ را تعیین می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج: 3014 (3.0mm x 1.4mm x 0.8mm)

LED در یک پکیج استاندارد SMD 3014 قرار دارد. ابعاد کلیدی شامل طول بدنه 3.0mm، عرض 1.4mm و ارتفاع 0.8mm است. تلرانس‌ها برای ابعاد .X به صورت ±0.10mm و برای ابعاد .XX به صورت ±0.05mm مشخص شده‌اند.

5.2 چیدمان پد و طراحی استنسیل

فوت‌پرینت توصیه شده برای طراحی PCB شامل دو پد آند و دو پد کاتد است تا اتصال مکانیکی پایدار و تشکیل اتصال لحیم خوبی را تضمین کند. یک الگوی استنسیل خمیر لحیم متناظر ارائه شده است تا حجم خمیر لحیم رسوب داده شده در طول مونتاژ کنترل شود، که برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان بدون پل زدن یا لحیم ناکافی حیاتی است.

5.3 شناسایی قطبیت

قطعه معمولاً یک علامت یا یک فرورفتگی روی پکیج دارد که سمت کاتد را نشان می‌دهد. فوت‌پرینت PCB نیز باید به وضوح علامت‌گذاری شود تا از نصب معکوس در طول مونتاژ جلوگیری شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری، مونتاژ و نگهداری

6.1 حساسیت به رطوبت و عملیات پخت

پکیج 3014 به رطوبت حساس است (طبقه‌بندی MSL مطابق با IPC/JEDEC J-STD-020C). اگر بسته مهر و موم شده رطوبتی اصلی باز شود و قطعات در معرض رطوبت محیطی فراتر از محدوده‌های مشخص شده (که توسط کارت نشانگر رطوبت داخل بسته نشان داده می‌شود) قرار گیرند، باید قبل از لحیم‌کاری رفلو برای جلوگیری از ترکیدن پاپ کورن یا سایر آسیب‌های ناشی از رطوبت، پخت شوند.

• شرایط پخت:60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت.
• پس از پخت:قطعات باید ظرف 1 ساعت لحیم شوند یا در یک محیط خشک (<20% RH) نگهداری شوند.
• نبایددر دمای بالاتر از 60 درجه سانتی‌گراد پخت شوند.

6.2 شرایط نگهداری

• بسته بازنشده:در دمای 5 تا 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت زیر 85% نگهداری شود.
• پس از باز کردن:در دمای 5 تا 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت زیر 60% نگهداری شود. برای بهترین روش، در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا کابینت نیتروژن نگهداری شود.
• عمر مفید در محیط کار:ظرف 12 ساعت پس از باز کردن بسته تحت شرایط محیط کار کارخانه استفاده شود.

6.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDهای آبی به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. ESD می‌تواند باعث خرابی فوری (فاجعه‌بار) یا آسیب پنهان شود که منجر به کاهش طول عمر و افت عملکرد می‌شود.

اقدامات پیشگیرانه:

• از ایستگاه‌های کاری و کف‌های ضد استاتیک زمین‌شده استفاده کنید.
• اپراتورها باید از مچ‌بندهای زمین‌شده، روپوش‌های ضد استاتیک و دستکش استفاده کنند.
• از یونایزرها برای خنثی کردن بارهای استاتیک در منطقه کار استفاده کنید.
• از بسته‌بندی و مواد نگهداری ایمن در برابر ESD استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام ابزارها (مانند هویه) به درستی زمین شده‌اند.

6.4 طراحی مدار کاربردی

طراحی صحیح مدار برای عملکرد قابل اطمینان ضروری است.

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا ترجیحاً یک درایور جریان ثابت استفاده کنید. یک منبع جریان ثابت خروجی نور پایدار را بدون توجه به تغییرات جزئی در ولتاژ مستقیم فراهم می‌کند.
• پیکربندی مدار:هنگام اتصال چندین LED، یک پیکربندی سری با یک المان محدودکننده جریان در هر رشته نسبت به اتصالات موازی خالص توصیه می‌شود تا توزیع یکنواخت جریان تضمین شود.
• ترتیب روشنایی توان:هنگام اتصال ماژول LED به منبع تغذیه، ابتدا خروجی درایور را به LED وصل کنید، سپس ورودی درایور را به منبع تغذیه وصل کنید تا از نوسانات ولتاژ جلوگیری شود.

6.5 نگهداری قطعه

از تماس مستقیم انگشتان با لنز LED خودداری کنید، زیرا چربی پوست می‌تواند سطح سیلیکون را آلوده کند و به طور بالقوه خروجی نور را کاهش دهد یا باعث تغییر رنگ شود. از ابزارهای مکش خلأ یا پنس استفاده کنید. از اعمال فشار مکانیکی بیش از حد به گنبد سیلیکونی خودداری کنید، زیرا این می‌تواند به سیم‌های باند یا تراشه داخل آسیب برساند و منجر به خرابی شود.

7. قانون شماره‌گذاری مدل

کد محصول از یک فرمت ساختاریافته پیروی می‌کند:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

این کد شامل اطلاعات زیر است:

• طرح کلی پکیج:مثلاً '3B' برای 3014.
• لنز/اپتیک:مثلاً '00' برای بدون لنز.
• پیکربندی تراشه:مثلاً 'S' برای تراشه تک قدرت کم.
• رنگ:مثلاً 'B' برای آبی.
• کد داخلی
• کدمربوط به دمای رنگ (CCT):برای LEDهای سفید.
• کد باین شار نوری:مثلاً 'A3'، 'A4' و غیره.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• نور پس‌زمینه:برای نمایشگرهای LCD، صفحه کلیدها یا تابلوها.
• نورپردازی تزئینی:نورپردازی تأکیدی، نورپردازی حال و هوا.
• چراغ‌های نشانگر:نشانگرهای وضعیت روی لوازم الکترونیکی مصرفی یا تجهیزات صنعتی.
• سیستم‌های RGB:به عنوان المان آبی در کاربردهای ترکیب رنگ.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان نسبتاً کم است (حداکثر 102mW)، هیت سینک مؤثر هنوز برای حفظ عملکرد و طول عمر مهم است، به ویژه در محفظه‌های بسته یا دمای محیطی بالا. اطمینان حاصل کنید که PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است و در صورت لزوم، از یک PCB با هسته فلزی (MCPCB) برای اتلاف حرارت بهتر استفاده کنید.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید گسترده 110 درجه روشنایی منتشر را فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، اپتیک ثانویه (لنزها یا رفلکتورها) می‌توانند روی LED قرار گیرند. ماده لنز سیلیکونی باید با اجزای اپتیکی ثانویه سازگار باشد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

9.1 تفاوت بین باین‌های شار نوری A3، A4 و A5 چیست؟

این باین‌ها سطوح مختلف حداقل و حداکثر خروجی نور در جریان آزمایش استاندارد 40mA را نشان می‌دهند. A5 درخشان‌ترین باین است، پس از آن A4 و سپس A3 قرار دارد. انتخاب یک باین خاص امکان کنترل دقیق‌تر روشنایی را در کاربرد شما فراهم می‌کند.

9.2 چرا قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت وجود دارد؟

پکیج پلاستیکی می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طول فرآیند لحیم‌کاری رفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که می‌تواند پکیج را ترک دهد یا رابط‌های داخلی را جدا کند و منجر به خرابی شود. پخت این رطوبت جذب شده را حذف می‌کند.

9.3 آیا می‌توانم این LED را با حداکثر جریان پالسی خود (80mA) به طور مداوم راه‌اندازی کنم؟

خیر. رتبه 80mA فقط برای عملکرد پالسی است (عرض پالس ≤10ms، چرخه کاری ≤10%). عملکرد مداوم در این جریان از حداکثر رتبه تلفات توان فراتر می‌رود و به احتمال زیاد به دلیل گرمای بیش از حد باعث تخریب سریع یا خرابی می‌شود.

9.4 چگونه کد باین طول موج (مثلاً B2) را تفسیر کنم؟

کد B2 نشان می‌دهد که طول موج غالب LED بین 450nm و 455nm است. این به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با رنگ خاصی از آبی را برای کاربردهای حساس به رنگ انتخاب کنند.

10. مقایسه فنی و روندها

10.1 مقایسه با پکیج‌های مشابه

پکیج 3014 فوت‌پرینت کوچکتری نسبت به پکیج قدیمی 3528 ارائه می‌دهد در حالی که اغلب خروجی نور و عملکرد حرارتی قابل مقایسه یا برتر را فراهم می‌کند. در مقایسه با پکیج 2835، پکیج 3014 ممکن است الگوی تابش فضایی و مقاومت حرارتی کمی متفاوتی داشته باشد که انتخاب را وابسته به کاربرد می‌کند.

10.2 روندهای صنعت

روند کلی در LEDهای SMD به سمت بازده بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود ثبات رنگ از طریق باینینگ دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان است. فناوری‌های بسته‌بندی همچنان در حال تکامل هستند تا گرمای ناشی از تراشه نیمه‌هادی را بهتر مدیریت کنند، که عامل اصلی محدودکننده طول عمر و عملکرد LED است. اصول نگهداری حساسیت به رطوبت (MSL) و محافظت ESD در تمام پکیج‌های LED مدرن همچنان از اهمیت حیاتی برخوردار هستند.