دیتاشیت لامپ LED مدل LTLMH4TGVADA - ابعاد 4.2x4.2x2.0 میلی‌متر - ولتاژ 2.5-3.5 ولت - رنگ سبز 525 نانومتر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED با روشنایی بالا برای نصب سطحی را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای خطوط مونتاژ مدرن SMT طراحی شده و در یک بسته‌بندی فشرده و قابل اعتماد، عملکرد نوری برتری ارائه می‌دهد که برای کاربردهای پرچالش مناسب است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل خروجی شدت نور بالا، مصرف توان پایین و بازدهی بالا می‌باشد. این قطعه از فناوری اپوکسی پیشرفته‌ای بهره می‌برد که مقاومت عالی در برابر رطوبت و محافظت در برابر UV فراهم می‌کند. بسته‌بندی آن بدون سرب، بدون هالوژن و مطابق با RoHS است. زاویه دید باریک معمول آن (100/40 درجه) آن را به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به توزیع کنترل‌شده نور بدون نیاز به اپتیک ثانویه اضافی دارند، مناسب می‌سازد. بازارهای هدف شامل تابلوهای پیام ویدئویی، تابلوهای راهنمایی و رانندگی و سایر کاربردهای تابلوهای اطلاع‌رسانی است که در آن‌ها قابلیت مشاهده و اطمینان‌پذیری حیاتی است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

تحلیل جامع از ویژگی‌های الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه برای یکپارچه‌سازی صحیح در طراحی ضروری است.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

دستگاه نباید فراتر از این محدودیت‌ها به کار گرفته شود تا از آسیب دائمی جلوگیری شود. مقادیر کلیدی شامل حداکثر اتلاف توان 105 میلی‌وات، جریان مستقیم 30 میلی‌آمپر و جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری ≤1/10، عرض پالس ≤10ms) است. محدوده دمای کاری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد مشخص شده است. دستگاه می‌تواند لحیم کاری ریفلو را در دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 10 ثانیه تحمل کند.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اندازه‌گیری شده در شرایط آزمایش استاندارد TA=25°C و IF=20mA، پارامترهای کلیدی عملکرد دستگاه را تعریف می‌کنند. شدت نور (Iv) دارای یک محدوده معمول است که مقادیر حداقل و حداکثر آن در جدول باینینگ تعریف شده است. ولتاژ مستقیم (VF) از 2.5 ولت تا 3.5 ولت متغیر است. دستگاه نور سبز با طول موج پیک (λP) معمولاً در 522 نانومتر و طول موج غالب (λd) در محدوده 519 نانومتر تا 539 نانومتر (مطابق کدهای باینینگ) منتشر می‌کند. عرض نیمه طیف (Δλ) معمولاً 35 نانومتر است. جریان معکوس (IR) در VR=5V حداکثر 10 میکروآمپر است و توجه شود که دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

مدیریت حرارتی برای طول عمر LED و پایداری عملکرد آن حیاتی است. حداکثر اتلاف توان در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، 105 میلی‌وات است. جریان مستقیم DC باید به صورت خطی از 30 میلی‌آمپر در دمای 45 درجه سانتی‌گراد تا 0 میلی‌آمپر در دمای 105 درجه سانتی‌گراد، با نرخ 0.5 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. این منحنی کاهش برای طراحی سیستم‌هایی که در دمای محیط بالا کار می‌کنند حیاتی است.

3. مشخصات سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، دستگاه‌ها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (باین) دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شدت نور

دستگاه‌ها بر اساس شدت نور (Iv) اندازه‌گیری شده در IF=20mA در سه دسته اصلی طبقه‌بندی می‌شوند: باین V (4200-5500 میلی‌کاندلا)، باین W (5500-7200 میلی‌کاندلا) و باین X (7200-9300 میلی‌کاندلا). یک تلرانس ±15% به هر حد باین اعمال می‌شود. کد باین خاص روی بسته‌بندی محصول درج شده است.

3.2 باینینگ طول موج غالب

برای کنترل دقیق رنگ، طول موج غالب (λd) در پنج دسته باینینگ می‌شود: G1 (519-523 نانومتر)، G2 (523-527 نانومتر)، G3 (527-531 نانومتر)، G4 (531-535 نانومتر) و G5 (535-539 نانومتر). یک تلرانس دقیق ±1 نانومتر برای هر حد باین حفظ می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در سند مرجع ذکر شده‌اند، روندهای عملکرد معمول را می‌توان توصیف کرد. مشخصه جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (I-V) رابطه نمایی رایج در دیودها را نشان خواهد داد. شدت نور معمولاً یک تابع تقریباً خطی از جریان مستقیم در محدوده کاری توصیه شده است. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. طول موج غالب نیز ممکن است با تغییرات دمای اتصال و جریان درایو کمی جابجا شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

دستگاه دارای یک بسته‌بندی فشرده برای نصب سطحی است. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه تقریباً 4.2±0.2 میلی‌متر در طول و عرض و ارتفاع تقریباً 2.0±0.5 میلی‌متر است. ارتفاع کل بسته‌بندی شامل پایه‌ها تقریباً 6.2±0.5 میلی‌متر است. یک نقشه ابعادی دقیق در سند منبع ارائه شده است که شامل یادداشت‌هایی درباره تلرانس‌ها و فاصله پایه‌ها می‌باشد.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد لحیم

دستگاه دارای سه ترمینال است: P1 (آند)، P2 (کاتد) و P3 (آند). یک الگوی پد لحیم توصیه شده ارائه شده است تا اطمینان از لحیم‌کاری قابل اعتماد و مدیریت حرارتی مؤثر حاصل شود. یادداشت 2 برای الگوی پد، به طور خاص اتصال پد مرکزی (P3) به یک هیت سینک یا مکانیزم خنک‌کننده را برای توزیع حرارت در حین کار توصیه می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 انبارداری و جابجایی

محصول دارای سطح حساسیت رطوبتی (MSL) 3 مطابق با استاندارد JEDEC J-STD-020 است. در کیسه مهر و موم شده رطوبت‌گیر، می‌توان آن را به مدت 12 ماه در دمای<30 درجه سانتی‌گراد و<رطوبت نسبی 90% انبار کرد. پس از باز کردن، دستگاه‌ها باید در دمای<30 درجه سانتی‌گراد و<رطوبت نسبی 60% نگهداری شده و حتماً ظرف 168 ساعت (7 روز) لحیم کاری شوند. اگر کارت نشانگر رطوبت >10% RH را نشان دهد، اگر زمان ماندگاری در محیط کارخانه از 168 ساعت تجاوز کند، یا اگر در معرض دمای >30°C و رطوبت >60% RH قرار گرفته باشد، نیاز به پخت (بیکینگ) در دمای 60°C ±5°C به مدت 20 ساعت است. عمل پخت باید فقط یک بار انجام شود.

6.2 فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری ریفلو:یک پروفیل ریفلو بدون سرب توصیه می‌شود. دمای پیک نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان بالای 260 درجه سانتی‌گراد حداکثر باید 10 ثانیه باشد. پیش‌گرمایش باید در محدوده 150-200 درجه سانتی‌گراد و حداکثر تا 120 ثانیه باشد. لحیم‌کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.
لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، می‌توان از هویه با حداکثر دمای 315 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر زمان 3 ثانیه برای هر اتصال استفاده کرد. لحیم‌کاری دستی نباید بیش از یک بار انجام شود.
تمیزکاری:ایزوپروپیل الکل یا حلال‌های الکلی مشابه برای تمیزکاری توصیه می‌شوند.
نکات مهم:دستگاه برای لحیم‌کاری ریفلو طراحی شده است، نه لحیم‌کاری غوطه‌وری. در حین لحیم‌کاری، هنگامی که LED در دمای بالا است، نباید هیچ تنش خارجی به آن اعمال شود. باید از سرد کردن سریع از دمای پیک اجتناب کرد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

دستگاه‌ها روی نوار حامل برجسته‌دار که روی قرقره پیچیده شده است عرضه می‌شوند. ابعاد قرقره استاندارد است. هر قرقره در مجموع حاوی 1000 قطعه است. ابعاد نوار حامل به تفصیل در سند منبع مشخص شده است، از جمله اندازه حفره، گام و مشخصات نوار پوششی. بسته‌بندی به وضوح به عنوان حاوی دستگاه‌های حساس الکترواستاتیک (ESD) که نیاز به روش‌های جابجایی ایمن دارند، علامت‌گذاری شده است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED هم برای کاربردهای تابلوهای داخلی و هم بیرونی، و همچنین تجهیزات الکترونیکی معمولی بسیار مناسب است. روشنایی بالا و زاویه دید کنترل شده آن، آن را برای تابلوهای پیام ویدئویی، تابلوهای راهنمایی و رانندگی و سایر نمایشگرهای اطلاع‌رسانی که نیاز به قابلیت مشاهده از راه دور یا الگوهای پرتو خاص دارند، ایده‌آل می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی مدار

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود که از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED به صورت جداگانه استفاده شود. درایو کردن چندین LED به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه (مانند مدار B در سند منبع) می‌تواند به دلیل تفاوت در مشخصات ولتاژ مستقیم (Vf) هر دستگاه، منجر به تفاوت‌های محسوس در روشنایی شود.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک و موج‌های قدرت حساس است و این می‌تواند باعث آسیب دائمی شود. پروتکل‌های صحیح جابجایی ESD باید در تمام مراحل مونتاژ، آزمایش و جابجایی رعایت شود. این شامل استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بندهای مچ دست و ظروف رسانا است.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با بسته‌بندی‌های استاندارد SMD یا PLCC، این لامپ نصب سطحی مزیت قابل توجهی در کنترل نوری ارائه می‌دهد. طراحی لنز یکپارچه آن یک الگوی تابش یکنواخت و زاویه دید باریک (معمولاً 100/40 درجه) را بدون نیاز به لنز نوری خارجی اضافی فراهم می‌کند. این امر طراحی محصول نهایی را ساده می‌کند، تعداد قطعات را کاهش می‌دهد و می‌تواند هزینه کلی سیستم را در حالی که کنترل دقیق پرتو حفظ می‌شود، کاهش دهد. ماده اپوکسی پیشرفته همچنین استحکام محیطی بهبود یافته‌ای برای کاربردهای بیرونی ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پ: طول موج پیک (λP) طول موجی است که در آن طیف انتشار حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λd) از نمودار رنگی CIE مشتق می‌شود و نشان‌دهنده طول موج واحدی است که به بهترین وجه رنگ درک شده نور توسط چشم انسان را تعریف می‌کند. برای مشخصات و یکنواختی رنگ، طول موج غالب پارامتر مهم‌تری است.

س: چرا برای هر LED که به صورت موازی وصل می‌شود، یک مقاومت محدودکننده جریان لازم است؟
پ: ولتاژ مستقیم (Vf) LEDها دارای تلرانس ساخت است. اگر چندین LED مستقیماً به صورت موازی به یک منبع ولتاژ متصل شوند، LED با کمترین Vf جریان نامتناسبی بیشتری می‌کشد که منجر به روشنایی بیشتر و احتمالاً گرمای بیش از حد می‌شود، در حالی که سایرین کم نور باقی می‌مانند. یک مقاومت سری برای هر LED به متعادل کردن جریان و اطمینان از یکنواختی روشنایی کمک می‌کند.

س: MSL 3 برای فرآیند تولید من چه معنایی دارد؟
پ: MSL 3 نشان می‌دهد دستگاه می‌تواند سطوح آسیب‌زای رطوبت را از هوای محیط جذب کند. هنگامی که کیسه مهر و موم شده باز شد، شما 168 ساعت (7 روز) فرصت دارید تا فرآیند لحیم‌کاری را تحت رطوبت کنترل شده (<60% RH،<30°C) تکمیل کنید. تجاوز از این "زمان ماندگاری در محیط کارخانه" نیاز به پخت دستگاه‌ها قبل از لحیم‌کاری دارد تا رطوبت خارج شود و از "پف کردن" یا لایه‌لایه شدن در طی فرآیند ریفلو با دمای بالا جلوگیری شود.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک تابلو پیام بیرونی با قابلیت مشاهده بالا.
یک طراح در حال ایجاد یک تابلو انحراف ترافیک مقاوم در برابر آب و هوا و با انرژی خورشیدی است. نیازمندی‌های کلیدی عبارتند از روشنایی بالا برای قابلیت مشاهده در روز، طول عمر طولانی و قابلیت اطمینان در دماهای مختلف. این LED به دلیل شدت نور بالا (تا 9300 میلی‌کاندلا) و بسته‌بندی مستحکم با مقاومت در برابر رطوبت انتخاب شده است. زاویه دید باریک 100/40 درجه اجازه می‌دهد نور تابلو به طور مؤثری به سمت ترافیک روبرو هدایت شود و درخشندگی درک شده را بدون اتلاف نور به حداکثر برساند. طراح از جدول باینینگ برای مشخص کردن LEDهای باین X برای حداکثر روشنایی و یک باین G خاص (مثلاً G3) برای رنگ سبز یکنواخت در سراسر تابلو استفاده می‌کند. هر LED از طریق یک مدار درایور جریان ثابت با مقاومت‌های سری جداگانه راه‌اندازی می‌شود تا یکنواختی تضمین شود. الگوی پد لحیم توصیه شده روی PCB رعایت می‌شود و پد حرارتی (P3) به مناطق بزرگ مسی برای دفع حرارت متصل می‌شود تا اطمینان حاصل شود دمای اتصال در محدوده مجاز برای قابلیت اطمینان بلندمدت باقی می‌ماند.

12. مقدمه‌ای بر اصل کار

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که هنگامی که جریان الکتریکی از آن‌ها می‌گذرد نور ساطع می‌کنند. این پدیده الکترولومینسانس نامیده می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به دو سر پیوند p-n ماده نیمه‌هادی (در این مورد، InGaN برای نور سبز) اعمال می‌شود، الکترون‌ها با حفره‌ها در داخل دستگاه بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. لنز یکپارچه این بسته‌بندی SMD برای شکل‌دهی و هدایت این نور ساطع شده به یک الگوی تابش خاص طراحی شده است.

13. روندهای فناوری

روند کلی در فناوری LED همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، چگالی توان افزایش یافته و بهبود بازآفرینی رنگ و یکنواختی ادامه دارد. فناوری بسته‌بندی در حال تکامل است تا گرمای تولید شده در جریان‌های درایو بالاتر را بهتر مدیریت کند، که اغلب از طریق مسیرهای حرارتی بهبود یافته در داخل خود بسته‌بندی، مانند پد حرارتی نمایان شده در این دستگاه، انجام می‌شود. همچنین تمرکز بر کوچک‌سازی در حالی که خروجی نوری حفظ یا افزایش می‌یابد، و بر افزایش قابلیت اطمینان برای کاربردهای محیط‌های سخت مانند خودرو و تابلوهای بیرونی وجود دارد. تلاش برای پایداری، حذف بیشتر مواد خطرناک و بهبود بازدهی تولید را پیش می‌برد.