مشخصات LED سفید LT3004WH-A-GL - اندازه 3.0×0.85×0.42mm - ولتاژ 3.0V - توان 60mW

1. بررسی اجمالی محصول

محصول LT3004WH-A-GL یک دیود نورافشان سفید نصب سطحی است که برای روشنایی عمومی و نور پس‌زمینه طراحی شده است. این دیود از تراشه آبی InGaN به همراه فسفر زرد برای تولید نور سفید استفاده می‌کند. بسته بندی از نوع PLCC با ابعاد 3.0mm × 0.85mm × 0.42mm است که آن را برای طراحی‌های فشرده مناسب می‌سازد. این LED زاویه دید عریض 120 درجه، شدت نور بالا تا 3250 میلی‌کندلا و قابلیت اطمینان عالی ارائه می‌دهد. این محصول مطابق با RoHS است و سطح حساسیت رطوبتی 3 دارد. کاربردهای اصلی شامل نور پس‌زمینه LCD و نور پس‌زمینه تلفن همراه است.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی

در شرایط تست IF=20mA و Ts=25°C، ولتاژ پیشرو (VF) معمولاً 3.0V با دامنه 2.7V تا 3.3V بسته به دسته است. جریان معکوس (IR) در VR=5V کمتر از 1µA است. حداکثر مطلق جریان پیشرو 30mA و حداکثر جریان پیشرو پیک (1/10 چرخه، پالس 0.1ms) 100mA است. حداکثر ولتاژ معکوس 5V است. رتبه تخلیه الکترواستاتیک (HBM) 2000V است. دمای اتصال LED (Tj) نباید از 105°C تجاوز کند.

2.2 ویژگی‌های نوری

شدت نور (Iv) در IF=20mA معمولاً 2650 میلی‌کندلا، با دامنه 2150 تا 3450 میلی‌کندلا بسته به دسته. زاویه دید (2θ1/2) 120 درجه است. مختصات رنگی در نمودار رنگی CIE 1931 تعریف شده است، با چندین گروه دسته (N0 تا N4، M0 تا M4، و گروه‌های MN) برای کنترل دقیق رنگ. توزیع طیفی یک طول موج پیک حدود 450nm از تراشه آبی و یک انتشار زرد عریض از فسفر را نشان می‌دهد که منجر به نور سفید می‌شود.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

دمای اتصال LED باید زیر 105°C نگه داشته شود. منحنی کاهش جریان پیشرو (شکل 1-9) نشان می‌دهد که با افزایش دمای لحیم، حداکثر جریان پیشرو مجاز کاهش می‌یابد تا Tj ≤ 105°C تضمین شود. مدیریت حرارتی مناسب، مانند مساحت مس PCB کافی و خنک‌کننده، برای عملکرد قابل اعتماد ضروری است.

3. سیستم دسته‌بندی

3.1 دسته‌بندی شدت نور

در IF=20mA، شدت نور به دسته‌های 30 تا 42 تقسیم می‌شود که هر کدام محدوده 100 میلی‌کندلا را پوشش می‌دهند. به عنوان مثال، دسته 30 محدوده 2150-2250 میلی‌کندلا، دسته 36 محدوده 2750-2850 میلی‌کندلا، و دسته 42 محدوده 3350-3450 میلی‌کندلا را پوشش می‌دهد. شار نوری معادل (بر حسب لومن) نیز برای هر دسته ارائه شده است.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ پیشرو

ولتاژ پیشرو از V0 (2.7-2.8V) تا V5 (3.2-3.3V) با گام 0.1V دسته‌بندی می‌شود. تمام اندازه‌گیری‌ها در IF=20mA، Ta=25°C، با تلرانس ±0.03V است.

3.3 دسته‌بندی رنگی

مختصات رنگی CIE 1931 به چندین گروه (N0 تا N4، M0 تا M4، و گروه‌های MN) برای سازگاری دقیق رنگ تقسیم می‌شود. هر گروه یک ناحیه مستطیلی کوچک در نمودار رنگی تعریف می‌کند که کنترل رنگ دقیق را برای کاربردهای نور پس‌زمینه و نمایشگر تضمین می‌کند.

4. منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-7)

منحنی VF-IF یک مشخصه دیودی نمایی معمولی را نشان می‌دهد. در 20mA، VF حدود 3.0V است. این منحنی به طراحان کمک می‌کند افت ولتاژ را در جریان‌های مختلف رانش پیش‌بینی کنند.

4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی (شکل 1-8)

شدت نور نسبی به صورت تقریباً خطی با جریان پیشرو تا 50mA افزایش می‌یابد. این خطی بودن برای کاربردهای تنظیم روشنایی مفید است.

4.3 توزیع طیفی (شکل 1-10)

توزیع توان طیفی یک پیک آبی در حدود 450nm و یک انتشار زرد عریض از فسفر از 500nm تا 700nm را نشان می‌دهد. نور سفید دارای شاخص نمود رنگی بالا است که برای روشنایی عمومی مناسب است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

LED دارای بسته PLCC با ابعاد 3.0mm × 0.85mm × 0.42mm است. تلرانس‌ها ±0.1mm هستند مگر در موارد دیگر ذکر شده باشد. بسته دارای یک لنز سیلیکونی در بالا است که نرم بوده و نیاز به حمل و نقل دقیق دارد.

5.2 ابعاد نوار حامل

LED‌ها بر روی نوار حامل به عرض 12mm با ابعاد حفره A0=0.95mm، B0=3.15mm، K0=0.55mm عرضه می‌شوند. گام P1=4.00mm، P2=2.00mm، P0=4.00mm. قطر قرقره 178mm با 5000 عدد در هر قرقره است.

5.3 قطبیت و علامت‌گذاری

LED دارای یک علامت کاتد (معمولاً یک بریدگی یا نقطه) در یک طرف است. برای جهت قطبیت به نقشه بسته مراجعه کنید.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

پروفایل لحیم‌کاری ریفلو توصیه شده مطابق با استانداردهای JEDEC است: پیش‌گرمایش از 160°C تا 260°C طی 60-120 ثانیه؛ زمان بالای 217°C (TL) باید 60-120 ثانیه باشد؛ دمای پیک 260°C برای حداکثر 10 ثانیه (در 5 درجه از پیک). نرخ خنک‌کاری نباید از 6°C/s تجاوز کند. زمان کل از 25°C تا پیک باید کمتر از 8 دقیقه باشد. بیش از دو بار ریفلو انجام ندهید و اگر فاصله بین مراحل بیش از 24 ساعت باشد، LED‌ها ممکن است به دلیل جذب رطوبت آسیب ببینند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

برای لحیم‌کاری دستی، دمای هویه باید زیر 300°C باشد و زمان تماس کمتر از 3 ثانیه باشد. فقط یک بار عملیات لحیم‌کاری دستی مجاز است.

6.3 حمل و نقل و نگهداری

سطح حساسیت رطوبتی 3 است. قبل از باز کردن کیسه مهر و موم شده، شرایط نگهداری: ≤30°C، ≤75% RH، عمر مفید 1 سال از تاریخ مهر و موم. پس از باز کردن، LED‌ها باید ظرف 24 ساعت استفاده شوند (≤30°C، ≤60% RH). اگر شرایط نگهداری نقض شود یا ماده خشک‌کننده تغییر رنگ دهد، پخت در 60±5°C به مدت ≥24 ساعت لازم است.

6.4 احتیاط‌های حمل و نقل

از اعمال تنش یا فشار مکانیکی بر روی لنز سیلیکونی در حین برداشت و قرار دادن خودداری کنید. از نازل خلاء با نیروی مناسب استفاده کنید. پس از لحیم‌کاری، PCB را خم نکنید. از تمیز کردن اولتراسونیک که می‌تواند به LED آسیب برساند، خودداری کنید. در صورت نیاز، از ایزوپروپیل الکل برای تمیز کردن استفاده کنید.

7. بسته‌بندی و سفارش

7.1 جزئیات بسته‌بندی

هر قرقره حاوی 5000 عدد است. قطر قرقره 178mm، عرض 12.8mm. نوار حامل با یک نوار پوششی مهر و موم شده است. اطلاعات برچسب شامل شماره قطعه، کد دسته، شدت نور (Iv)، ولتاژ پیشرو (VF)، کد طول موج (WL)، تعداد، کد تاریخ و شماره لات است.

7.2 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

قرقره‌ها در یک کیسه مانع رطوبت با خلاء، همراه با ماده خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت، بسته‌بندی می‌شوند. سپس کیسه در یک جعبه مقوایی بسته‌بندی می‌شود.

7.3 اطلاعات سفارش

مشتریان باید کدهای دسته مورد نظر خود را برای شدت نور، ولتاژ پیشرو و رنگی هنگام سفارش مشخص کنند. محصول استاندارد LT3004WH-A-GL است.

8. توصیه‌های کاربردی

LT3004WH-A-GL برای نور پس‌زمینه LCD (به خصوص اندازه‌های کوچک تا متوسط)، نور پس‌زمینه صفحه کلید و نمایشگر تلفن همراه، چراغ‌های نشانگر و نورپردازی تزئینی ایده‌آل است. اندازه فشرده آن امکان نصب با تراکم بالا را فراهم می‌کند. برای نور پس‌زمینه یکنواخت، می‌توان از چندین LED به صورت آرایه با پخش‌کننده‌های مناسب استفاده کرد. زاویه دید عریض 120 درجه روشنایی خوبی در زوایای غیر مستقیم فراهم می‌کند. در طراحی مدار، یک مقاومت محدودکننده جریان برای جلوگیری از افزایش جریان ضروری است. برای تنظیم روشنایی، مدولاسیون عرض پالس (PWM) در فرکانس‌های بالای 1kHz برای جلوگیری از لرزش توصیه می‌شود. هنگام استفاده از LED‌ها به صورت سری/موازی، با استفاده از مقاومت‌های بالاست یا درایورهای جریان ثابت، توزیع متعادل جریان را تضمین کنید.

9. آزمون قابلیت اطمینان و معیارهای شکست

LED آزمون‌های قابلیت اطمینان شامل لحیم‌کاری ریفلو (حداکثر 260°C، 10 ثانیه)، شوک حرارتی (40- تا 100°C، 100 چرخه)، نگهداری در دمای بالا (100°C، 1000h)، نگهداری در دمای پایین (40-°C، 1000h)، تست عمر (Ta=25°C، IF=20mA، 1000h)، نگهداری در دمای بالا/رطوبت (60°C/90%RH، 1000h)، و عملکرد در دمای بالا/رطوبت (60°C/90%RH، IF=15mA، 500h) را پشت سر گذاشته است. معیار پذیرش 0 شکست از 20 نمونه برای هر آزمون است. شکست به صورت VF > USL×1.1، IR > USL×2.0، یا شار نوری

10. سوالات متداول

س1: ولتاژ پیشرو معمولی در 20mA چقدر است؟پ: معمولاً 3.0V، با دامنه دسته 2.7V-3.3V.

س2: آیا می‌توانم LED را به طور مداوم با 30mA رانش کنم؟پ: بله، 30mA حداکثر مطلق جریان پیشرو است، اما مدیریت حرارتی دقیق برای نگه داشتن دمای اتصال زیر 105°C لازم است. برای عمر طولانی، کاهش به 20mA را در نظر بگیرید.

س3: چگونه دسته صحیح را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟پ: دسته شدت نور را بر اساس روشنایی مورد نیاز، دسته ولتاژ را بر اساس تطابق ولتاژ درایور، و دسته رنگی را برای سازگاری رنگ انتخاب کنید. کاربردهای معمول نور پس‌زمینه از دسته‌های گروه N یا M استفاده می‌کنند.

س4: آیا می‌توان از LED در محیط‌های بیرون استفاده کرد؟پ: محدوده دمای عملیاتی 30-°C تا 85+°C است، اما کپسول سیلیکونی ممکن است تحت تابش طولانی UV تخریب شود. برای استفاده در فضای باز، از محافظت اضافی در برابر نور مستقیم خورشید و رطوبت اطمینان حاصل کنید.

11. مطالعه موردی طراحی

مورد: نور پس‌زمینه LCD برای نمایشگر 7 اینچییک نمایشگر 7 اینچی نیاز به نور پس‌زمینه یکنواخت با روشنایی 300cd/m² دارد. با استفاده از 30 عدد LT3004WH-A-GL به صورت 5 ردیف × 6 ستون، هر یک با جریان 20mA، جریان کل 600mA است. با یک صفحه راهنمای نور و پخش‌کننده، سیستم می‌تواند روشنایی مورد نیاز را به دست آورد. ولتاژ پیشرو هر LED حدود 3.0V است، بنابراین یک منبع تغذیه 12V با مقاومت‌های سری (به عنوان مثال 330Ω در هر ردیف 6 LED) کار خواهد کرد. چیدمان PCB باید شامل ویاس حرارتی برای دفع گرما باشد. آزمایش قابلیت اطمینان تأیید می‌کند که LED‌ها پس از 10,000 ساعت در دمای محیط 25°C بیش از 90% نگهداری لومن را حفظ می‌کنند.

12. اصل کار

LED سفید از یک تراشه نیمه‌هادی آبی InGaN (نیترید ایندیوم-گالیم) استفاده می‌کند. وقتی جریان پیشرو از تراشه عبور می‌کند، الکترون‌ها و حفره‌ها به صورت تابشی بازترکیب می‌شوند و نور آبی (پیک ~450nm) ساطع می‌کنند. این نور آبی به طور جزئی فسفر زرد (معمولاً YAG:Ce) پوشش داده شده روی تراشه را تحریک می‌کند. ترکیب نور آبی و انتشار فسفر زرد منجر به نور سفید می‌شود. دمای رنگ دقیق و شاخص نمود رنگی به ترکیب فسفر و ضخامت پوشش بستگی دارد. بسته PLCC محافظ مکانیکی و یک حفره بازتابنده برای استخراج نور کارآمد فراهم می‌کند.

13. روندهای فناوری

صنعت LED به سمت راندمان بالاتر (لومن بر وات)، بسته‌های کوچک‌تر (به عنوان مثال بسته‌های مقیاس تراشه 1.6x0.8mm) و سازگاری رنگ بهتر (دسته‌بندی باریک) در حال حرکت است. LT3004WH-A-GL یک راه حل PLCC فشرده با عملکرد خوب برای کاربردهای فعلی است. روندهای آینده شامل ادغام چندین LED در یک بسته واحد (به عنوان مثال RGB سفید)، مدیریت حرارتی بهبود یافته و استفاده از نقاط کوانتومی برای محدوده رنگ گسترده است. برای نور پس‌زمینه، فناوری‌های mini-LED و micro-LED در حال ظهور هستند، اما LED‌های PLCC برای محصولات با حجم متوسط مقرون به صرفه باقی می‌مانند.