دیتاشیت LED SMD مدل LTW-270TLA - نمای جانبی - نور سفید - 10mA - حداکثر 3.4 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTW-270TLA یک دیود نورافشان (LED) نصب سطحی (SMD) است که به‌طور خاص برای کاربردهای روشنایی با تابش جانبی طراحی شده است. هدف اصلی طراحی آن، خدمت‌رسانی به عنوان منبع نور پس‌زمینه برای پنل‌های نمایشگر کریستال مایع (LCD) است، جایی که نور باید به صورت جانبی در سراسر صفحه راهنمای نور هدایت شود. این قطعه از ماده نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تولید نور سفید استفاده می‌کند. در یک فرمت استاندارد مطابق با EIA بسته‌بندی شده و روی نوار 8 میلی‌متری نصب شده بر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ عرضه می‌شود که آن را کاملاً با تجهیزات مونتاژ خودکار پیک اند پلیس سرعت بالا و فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار می‌سازد. این محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و به عنوان یک محصول سبز طبقه‌بندی می‌شود.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا زیر آن تضمین نمی‌شود. پارامترهای کلیدی شامل حداکثر اتلاف توان 70 میلی‌وات در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد است. حداکثر جریان مستقیم DC مطلق 20 میلی‌آمپر است. برای عملکرد پالسی، حداکثر جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص مجاز است: چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه. قطعه می‌تواند حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت را تحمل کند، اما عملکرد مداوم تحت بایاس معکوس ممنوع است. محدوده دمای کاری از 20- درجه سانتی‌گراد تا 80+ درجه سانتی‌گراد است، در حالی که محدوده دمای ذخیره‌سازی وسیع‌تر، از 55- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد است. یک رتبه‌بندی حیاتی برای مونتاژ، شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز است که نباید بیش از 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه باشد.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 10 میلی‌آمپر، که شرایط آزمایش استاندارد است، اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور (Iv) حداقل 45 میلی‌کندلا و حداکثر معمول 180 میلی‌کندلا است. زاویه دید (2θ1/2) بسیار وسیع و معمولاً 130 درجه است که برای دستیابی به نور پس‌زمینه یکنواخت مفید است. ولتاژ مستقیم (VF) در جریان آزمایش از حداقل 2.8 ولت تا حداکثر 3.4 ولت متغیر است. جریان معکوس (IR) بسیار کم است و حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال می‌شود. مختصات رنگی، که نقطه سفید رنگ را در نمودار CIE 1931 تعریف می‌کند، معمولاً x=0.31 و y=0.32 است. توجه به این نکته مهم است که یک تلرانس ±0.01 باید برای این مختصات رنگی اعمال شود. اقدامات احتیاطی مناسب تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، مانند استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده، در حین جابجایی اجباری است تا از آسیب جلوگیری شود.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات در تولید انبوه، LEDها بر اساس عملکرد در دسته‌های مختلف (باین) دسته‌بندی می‌شوند. LTW-270TLA از یک سیستم باینینگ سه‌بعدی استفاده می‌کند که ولتاژ مستقیم (VF)، شدت نور (IV) و فام (مختصات رنگ) را پوشش می‌دهد.

3.1 باینینگ ولتاژ مستقیم (VF)

LEDها بر اساس افت ولتاژ در IF=10 میلی‌آمپر در سه باین VF (2، 3، 4) طبقه‌بندی می‌شوند. باین 2 محدوده 2.80 ولت تا 3.00 ولت، باین 3 محدوده 3.00 ولت تا 3.20 ولت و باین 4 محدوده 3.20 ولت تا 3.40 ولت را پوشش می‌دهد. یک تلرانس ±0.1 ولت برای هر باین اعمال می‌شود.

3.2 باینینگ شدت نور (IV)

خروجی نور در سه دسته باین می‌شود: P (45.0-71.0 میلی‌کندلا)، Q (71.0-112.0 میلی‌کندلا) و R (112.0-180.0 میلی‌کندلا). یک تلرانس ±15% برای هر باین شدت نور قابل اعمال است.

3.3 باینینگ فام (رنگ)

نقطه سفید رنگ از طریق باین‌های فام تعریف شده بر روی نمودار رنگی CIE 1931 به دقت کنترل می‌شود. باین‌های مشخص شده A0، B3، B4، B5، B6 و C0 هستند که هر کدام نمایانگر یک منطقه چهارضلعی خاص در صفحه مختصات x,y هستند. یک تلرانس ±0.01 برای مختصات درون هر باین اعمال می‌شود. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا LEDهایی با ویژگی‌های رنگ کاملاً مطابقت‌داشته را برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر سفید یکنواخت دارند، انتخاب کنند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته

LED در یک بسته SMD استاندارد عرضه می‌شود. نقشه مکانیکی دقیق تمام ابعاد حیاتی از جمله طول، عرض، ارتفاع بدنه و محل شناسه کاتد را نشان می‌دهد. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است و تلرانس استاندارد ±0.10 میلی‌متر می‌باشد مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. هندسه لنز نمای جانبی یک ویژگی کلیدی است که خروجی نور را موازی با صفحه نصب هدایت می‌کند.

4.2 بسته‌بندی نوار و قرقره

قطعات روی نوار حامل برجسته‌کاری شده با عرض 8 میلی‌متر عرضه می‌شوند. نوار بر روی یک قرقره استاندارد به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) پیچیده شده است. هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 انجام می‌شود. نکات مهم شامل موارد زیر است: جیب‌های خالی با نوار پوششی مهر و موم می‌شوند، حداقل مقدار سفارش برای باقی‌مانده‌ها 500 قطعه پذیرفته می‌شود و حداکثر دو قطعه مفقود متوالی در هر قرقره مجاز است.

4.3 طرح پیشنهادی پد لحیم و قطبیت

یک الگوی لند پیشنهادی (ردپای پد لحیم) برای طراحی PCB ارائه شده است تا اطمینان از لحیم‌کاری قابل اعتماد و تراز مکانیکی مناسب حاصل شود. سند همچنین جهت لحیم‌کاری پیشنهادی نسبت به تغذیه نوار را برای بهینه‌سازی فرآیند قرارگیری نشان می‌دهد. علامت‌گذاری قطبیت واضح (شناسایی کاتد) روی قطعه باید با پد مربوطه روی PCB مطابقت داشته باشد.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفایل ریفلو مادون قرمز پیشنهادی دقیق ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل دمای پیش‌گرم بین 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد، زمان پیش‌گرم حداکثر تا 120 ثانیه، حداکثر دمای بدنه نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان در این دمای پیک محدود به حداکثر 10 ثانیه است. LED نباید تحت بیش از دو چرخه ریفلو در این شرایط قرار گیرد. تأکید شده است که پروفایل بهینه به طراحی خاص PCB، خمیر لحیم و فر بستگی دارد، بنابراین توصیه می‌شود مشخصه‌یابی در سطح برد انجام شود.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، باید با دمای نوک هویه حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد انجام شود. زمان تماس برای هر پایه باید حداکثر به 3 ثانیه محدود شود و این کار فقط یک بار انجام شود.

5.3 تمیزکاری

تمیزکاری پس از لحیم‌کاری فقط در صورت لزوم باید انجام شود. فقط باید از مواد شیمیایی مشخص شده استفاده شود: غوطه‌وری در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه توصیه می‌شود. استفاده از مایعات شیمیایی نامشخص می‌تواند به بسته LED آسیب برساند.

6. نگهداری و جابجایی

بسته‌بندی بازنشده:LEDها در کیسه محافظ رطوبتی اصلی خود (با ماده خشک‌کن) باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی 90% یا کمتر نگهداری شوند. عمر مفید تحت این شرایط یک سال است.
بسته‌بندی بازشده:هنگامی که کیسه محافظ رطوبت باز شد، محیط نگهداری نباید از 30 درجه سانتی‌گراد و 60% رطوبت نسبی تجاوز کند. اکیداً توصیه می‌شود فرآیند ریفلو IR ظرف یک هفته پس از باز کردن کامل شود. برای نگهداری بیش از یک هفته، LEDها باید در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا در یک دسیکاتور نیتروژن قرار داده شوند. اگر بیش از یک هفته خارج از کیسه اصلی نگهداری شوند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در حدود 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 20 ساعت است تا رطوبت جذب شده حذف شده و از آسیب \"پاپ کورن\" در حین ریفلو جلوگیری شود.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 کاربردهای هدف

کاربرد اصلی LTW-270TLA به عنوان منبع نور شلیک جانبی در واحدهای نور پس‌زمینه LCD (BLU) است. زاویه دید وسیع آن به توزیع یکنواخت نور در لبه صفحه راهنمای نور کمک می‌کند. برای تجهیزات الکترونیکی معمولی از جمله دستگاه‌های اتوماسیون اداری، تجهیزات ارتباطی و لوازم خانگی مناسب است.

7.2 طراحی مدار

یک مقاومت محدودکننده جریان هنگام راه‌اندازی LED از یک منبع ولتاژ برای تنظیم جریان مستقیم مورد نظر (مثلاً 10 میلی‌آمپر برای آزمایش، حداکثر تا 20 میلی‌آمپر DC) ضروری است. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_source - VF_LED) / I_LED. ولتاژ مستقیم (VF) مورد استفاده در محاسبه باید حداکثر مقدار از دیتاشیت (3.4 ولت) یا مقدار باین مناسب باشد تا اطمینان حاصل شود که جریان تحت بدترین شرایط هرگز از رتبه حداکثر مطلق تجاوز نمی‌کند.

7.3 مدیریت حرارتی

اگرچه خود دستگاه مصرف توان کمی دارد، طراحی حرارتی مناسب روی PCB هنوز برای قابلیت اطمینان بلندمدت مهم است، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا نزدیک به جریان حداکثر. ضریب کاهش رتبه برای جریان مستقیم DC، 0.25 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد بالای 25 درجه سانتی‌گراد است. این بدان معناست که جریان مجاز مداوم به صورت خطی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. اطمینان از مساحت کافی مس در اطراف پدهای لحیم می‌تواند به دفع گرما کمک کند.

8. مقایسه فنی و راهنمای انتخاب

مشخصه متمایزکننده اصلی LTW-270TLA هندسه لنز نمای جانبی آن است که با LEDهای نمای بالا متفاوت است. هنگام انتخاب یک LED برای نور پس‌زمینه لبه‌ای، نوع نمای جانبی اجباری است. طراحان باید پارامترهایی مانند شدت نور (برای دستیابی به روشنایی هدف)، زاویه دید (برای یکنواختی)، ولتاژ مستقیم (برای طراحی درایور و بازده توان) و باین‌های رنگی (برای ثبات رنگ در بین چندین LED) را مقایسه کنند. زاویه دید وسیع 130 درجه یک مزیت قابل توجه برای نور پس‌زمینه است. سیستم باینینگ دقیق امکان تطبیق دقیق ویژگی‌های الکتریکی و نوری در آرایه‌ها را فراهم می‌کند که برای جلوگیری از گرادیان‌های روشنایی یا رنگ قابل مشاهده در نمایشگر نهایی حیاتی است.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: تفاوت بین مقادیر \"معمول\" و \"حداکثر/حداقل\" در جدول ویژگی‌ها چیست؟
پ: \"معمول\" نمایانگر مقدار متوسط مورد انتظار تحت شرایط آزمایش استاندارد است. \"حداقل\" و \"حداکثر\" محدودیت‌های عملکرد تضمین شده برای تمام قطعات را تعریف می‌کنند؛ هر واحد دارای مقدار پارامتری خواهد بود که بین حداقل و حداکثر مشخص شده آن قرار می‌گیرد.

س: آیا می‌توانم این LED را با یک منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟
پ: خیر. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. ولتاژ مستقیم آنها تلرانس دارد و با دما تغییر می‌کند. راه‌اندازی با ولتاژ ثابت (حتی VF \"معمول\") می‌تواند منجر به جریان بیش از حد و خرابی سریع شود. همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید.

س: چرا کد باین مهم است؟
پ: کد باین (مثلاً برای VF، IV، Hue) زیرمجموعه عملکرد خاص LED را به شما می‌گوید. برای تولید، سفارش LEDها از یک باین یکسان، ثبات روشنایی، رنگ و مصرف توان را در تمام واحدهای محصول شما تضمین می‌کند که برای کیفیت حیاتی است.

س: چگونه نمودار رنگی و باین‌ها را تفسیر کنم؟
پ: نمودار CIE 1931 تمام رنگ‌های قابل درک را ترسیم می‌کند. مختصات (x,y) نقطه سفید LED را مشخص می‌کند. باین‌ها (A0، B3 و غیره) مناطق از پیش تعریف شده روی این نقشه هستند. LEDهای یک باین یکسان، نور سفید بسیار مشابهی (مثلاً سفید سرد، سفید خنثی) ساطع می‌کنند.

10. اصول عملیاتی و فناوری

LTW-270TLA بر اساس فناوری نیمه‌هادی InGaN است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از پتانسیل اتصال دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های InGaN طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند. برای تولید نور سفید از یک نیمه‌هادی که ذاتاً نور آبی ساطع می‌کند، معمولاً یک پوشش فسفر روی تراشه LED آبی اعمال می‌شود. بخشی از نور آبی توسط فسفر به طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل می‌شود و مخلوط نور آبی و نور تبدیل شده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود. بسته نمای جانبی شامل یک لنز قالب‌گیری شده است که این نور ساطع شده را شکل داده و به صورت جانبی هدایت می‌کند.