دیتاشیت لامپ LED نصب سطحی LTWMR4DZ3KA - بسته‌بندی 4.2x4.2x6.9mm - ولتاژ 2.6-3.3V - رنگ سفید - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED نصب سطحی با روشنایی بالا را شرح می‌دهد. این قطعه که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده است، عملکرد نوری برتری را در یک بسته‌بندی فشرده ارائه می‌دهد که برای کاربردهای تابلوهای نمایشی پرتقاضا مناسب است.

1.1 مزایای اصلی و جایگاه محصول

مزیت اصلی این LED طراحی نوری یکپارچه آن است. بسته‌بندی دارای یک لنز است که الگوی تابش کنترل‌شده و باریکی را فراهم می‌کند و نیاز به اپتیک ثانویه را در بسیاری از کاربردها از بین می‌برد. این امر منجر به طراحی ساده‌تر و هزینه سیستم بالقوه کمتر می‌شود. دستگاه با استفاده از مواد اپوکسی پیشرفته ساخته شده است که مقاومت عالی در برابر رطوبت و محافظت در برابر UV را فراهم می‌کند و قابلیت اطمینان آن را برای استفاده در محیط‌های داخلی و خارجی افزایش می‌دهد. این محصول کاملاً با دستورالعمل‌های RoHS، بدون سرب و بدون هالوژن مطابقت دارد.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED به طور خاص برای تابلوهای نمایشی با قابلیت دید بالا طراحی شده است. حوزه‌های کاربرد کلیدی آن شامل تابلوهای پیام ویدئویی، انواع تابلوهای ترافیکی و تابلوهای نمایش پیام عمومی است. ترکیب شدت نور بالا و زاویه دید کنترل‌شده، آن را برای ایجاد نمایشگرهای روشن و خوانا با استفاده کارآمد از نور ایده‌آل می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

تحلیلی جامع از محدودیت‌های عملیاتی و عملکرد دستگاه تحت شرایط استاندارد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا زیر آن تضمین نمی‌شود.

• توان اتلافی (Pd):حداکثر 100 میلی‌وات. این کل توانی است که بسته‌بندی می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم:جریان مستقیم DC (IF) برابر با 30 میلی‌آمپر حداکثر رتبه‌بندی پیوسته است. جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10ms).
• کاهش رتبه حرارتی:حداکثر جریان مستقیم DC باید به صورت خطی از رتبه 30mA خود در دمای 25 درجه سانتی‌گراد با نرخ 0.54 میلی‌آمپر به ازای هر درجه سانتی‌گراد برای دمای محیط (TA) بالای 55 درجه سانتی‌گراد کاهش یابد.
• محدوده‌های دمایی:دستگاه برای عملکرد از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد رتبه‌بندی شده و می‌تواند از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد نگهداری شود.
• حل‌کاری رفلو:بسته‌بندی می‌تواند در طول فرآیند حل‌کاری رفلو، دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت 10 ثانیه تحمل کند.

2.2 ویژگی‌های الکترو-نوری

این پارامترها در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv):از حداقل 8500 میلی‌کاندلا تا حداکثر 21000 میلی‌کاندلا متغیر است، با مقدار معمول 15000 میلی‌کاندلا. مقدار Iv دسته‌بندی شده و کد طبقه‌بندی روی بسته‌بندی درج شده است.
• زاویه دید (2θ1/2):به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور نصف شدت محوری (روی محور) است. مقدار معمول 35 درجه است، با حداقل مشخص‌شده 30 درجه.
• ولتاژ مستقیم (VF):در 20mA از 2.6 ولت (حداقل) تا 3.3 ولت (حداکثر) متغیر است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال می‌شود. توجه به این نکته حیاتی است که دستگاه برای عملکرد در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در کاربرد، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد در دسته‌های مختلفی مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20mA در سه دسته اصلی طبقه‌بندی می‌شوند:
- دسته Y:8500 - 11500 میلی‌کاندلا
- دسته Z:11500 - 16000 میلی‌کاندلا
- دسته 1:16000 - 21000 میلی‌کاندلا
تلرانس ±15% برای حدود هر دسته اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی رنگ‌سنجی (فام)

نقطه رنگ سفید از طریق دسته‌های مختصات رنگ‌سنجی تعریف شده روی نمودار CIE 1931 (x, y) کنترل می‌شود. دیتاشیت چندین رتبه فام (مانند 6U، 6L، 7U، 7L، 8U، 8L) را مشخص می‌کند که هر کدام یک منطقه چهارضلعی روی نمودار رنگ‌سنجی را تعریف می‌کنند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با ثبات رنگ کاملاً کنترل‌شده را انتخاب کنند. مجاز اندازه‌گیری برای مختصات رنگ ±0.01 است.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی

LED دارای یک بسته‌بندی مستطیلی با لنز گنبدی شکل است. ابعاد کلیدی شامل موارد زیر است:
- بدنه بسته‌بندی: 4.2mm ±0.2mm x 4.2mm ±0.2mm.
- ارتفاع کل: 6.9mm ±0.5mm.
- جزئیات فاصله و بیرون‌زدگی پایه‌ها در نقشه تفصیلی ارائه شده است. تمام ابعاد شامل معادل‌های اینچی در داخل پرانتز هستند.

4.2 شناسایی قطبیت و پین‌اوت

دستگاه دارای سه پایه (P1، P2، P3) است. P1 و P3 به عنوان آند (+) و P2 به عنوان کاتد (-) تعیین شده‌اند. قطبیت صحیح باید در هنگام چیدمان و مونتاژ برد مدار رعایت شود.

4.3 الگوی پد لحیم توصیه‌شده

یک طرح الگوی لند برای چیدمان PCB پیشنهاد می‌شود. این الگوی سه پایه را در نظر می‌گیرد و شامل یادداشتی در مورد پد حرارتی است. پد مرتبط با پایه P3 به طور خاص برای اتصال به یک هیت‌سینک یا مکانیزم خنک‌کننده توصیه می‌شود تا به مدیریت حرارتی در حین عملیات کمک کند.

5. راهنمای مونتاژ، جابجایی و قابلیت اطمینان

5.1 حساسیت به رطوبت و نگهداری

این قطعه بر اساس استاندارد JEDEC J-STD-020 به عنوان سطح حساسیت رطوبتی (MSL) 3 طبقه‌بندی شده است.
- LEDها در کیسه مهر و موم شده مانع رطوبت می‌توانند تا 12 ماه در دمای <30°C و رطوبت نسبی 90% نگهداری شوند.
- پس از باز شدن کیسه، قطعات باید در دمای <30°C و رطوبت نسبی 60% نگهداری شده و حداکثر ظرف 168 ساعت (7 روز) لحیم کاری شوند.
- اگر کارت نشانگر رطوبت >10% RH را نشان دهد، اگر زمان ماندگاری در محیط تولید بیش از 168 ساعت باشد، یا اگر قطعات در معرض دمای >30°C و رطوبت نسبی 60% قرار گیرند، نیاز به پخت در دمای 60°C ±5°C به مدت 20 ساعت است. پخت باید فقط یک بار انجام شود.

5.2 فرآیند لحیم کاری

حل‌کاری رفلو (توصیه‌شده):
- پیش‌گرم: 150-200°C.
- حداکثر زمان پیش‌گرم: 120 ثانیه.
- دمای پیک: حداکثر 260°C.
- زمان بالای 260°C: حداکثر 10 ثانیه.
- دستگاه برای حل‌کاری رفلو طراحی شده و برای لحیم کاری غوطه‌وری مناسب نیست. رفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.
لحیم کاری دستی (هویه):
- حداکثر دمای هویه: 315°C.
- حداکثر زمان لحیم کاری برای هر پایه: 3 ثانیه.
- این کار باید فقط یک بار انجام شود.

5.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم کاری، باید فقط از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) استفاده شود.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها در نوار حامل برجسته روی قرقره برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شوند. ابعاد نوار برای اطمینان از سازگاری با تجهیزات استاندارد SMT مشخص شده است. هر قرقره کامل حاوی 1000 قطعه است. روی قرقره و نوار برچسبی وجود دارد که نشان‌دهنده وجود دستگاه‌های حساس الکترواستاتیک (ESD) است و نیاز به رعایت روش‌های جابجایی ایمن دارد.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

در یک کاربرد معمول، LED توسط یک منبع جریان ثابت راه‌اندازی می‌شود تا خروجی نوری پایدار و طول عمر تضمین شود. یک مقاومت سری ساده می‌تواند برای کاربردهای پایه استفاده شود که بر اساس ولتاژ تغذیه (Vcc)، ولتاژ مستقیم LED (VF) و جریان مستقیم مورد نظر (IF) محاسبه می‌شود: R = (Vcc - VF) / IF. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V، VF برابر 3.0V و IF هدف 20mA، مقدار مقاومت (5V - 3.0V) / 0.02A = 100 اهم خواهد بود. رتبه توان مقاومت نیز باید در نظر گرفته شود (P = (Vcc - VF) * IF). برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا یا دقیق، استفاده از ICهای درایور LED اختصاصی توصیه می‌شود.

7.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان اتلافی نسبتاً کم است (حداکثر 100mW)، مدیریت حرارتی مؤثر برای حفظ عملکرد و طول عمر، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا آرایه‌های با تراکم بالا، حیاتی است. اتصال توصیه‌شده پد حرارتی (P3) به یک ناحیه مسی روی PCB به عنوان یک پخش‌کننده گرما عمل می‌کند. برای طراحی‌هایی که نیاز به چندین LED دارند، باید فاصله کافی در نظر گرفته شود و احتمالاً استفاده از PCBهای با هسته فلزی (MCPCB) برای مدیریت بار حرارتی جمعی در نظر گرفته شود.

7.3 یکپارچه‌سازی نوری

لنز یکپارچه با زاویه دید 35 درجه یک ویژگی کلیدی است. طراحان باید تأیید کنند که این الگوی پرتو با نیازهای کاربرد آنها برای یکنواختی روشنایی و مخروط دید مطابقت دارد. برای زوایای دید وسیع‌تر، نیاز به مدل LED متفاوت یا پخش‌کننده ثانویه خواهد بود. پرتو باریک برای هدایت کارآمد نور به یک ناحیه خاص، مانند سطح تابلو، با حداقل پراکندگی مزیت دارد.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای SMD استاندارد (مانند بسته‌بندی‌های PLCC)، این دستگاه شدت نور به مراتب بالاتری را در یک فرم‌فکتور سبک لامپ‌های Through-Hole با پرتو از پیش موازی‌سازی شده ارائه می‌دهد. این امر هزینه و پیچیدگی تراز کردن لنز نوری جداگانه را حذف می‌کند. در مقایسه با سایر LEDهای پرقدرت، این دستگاه در جریان کمتری کار می‌کند (20mA در مقابل 350mA+)، که طراحی درایور را ساده کرده و چالش‌های حرارتی سیستم را کاهش می‌دهد، در حالی که همچنان روشنایی بالای مناسب برای تابلوهای نمایشی را ارائه می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: تفاوت بین دسته‌های شدت نور Y، Z و 1 چیست؟
ج: آن‌ها نشان‌دهنده محدوده‌های مختلف حداقل خروجی نوری هستند. دسته 1 بالاترین خروجی (16000-21000 میلی‌کاندلا) را دارد، پس از آن دسته Z (11500-16000 میلی‌کاندلا) و سپس دسته Y (8500-11500 میلی‌کاندلا) قرار دارد. انتخاب به نیاز روشنایی کاربرد بستگی دارد.

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته با 30mA راه‌اندازی کنم؟
ج: بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم DC رتبه‌بندی شده است. با این حال، در دمای محیط بالا (بالای 55 درجه سانتی‌گراد)، جریان باید طبق مشخصات کاهش یابد. برای طول عمر بهینه و عملکرد پایدار، کارکرد در یا زیر مقدار معمول 20mA توصیه می‌شود.

س: چرا پس از باز کردن کیسه، یک زمان ماندگاری 168 ساعته وجود دارد؟
ج: رتبه MSL 3 نشان می‌دهد که بسته‌بندی رطوبت را از هوا جذب می‌کند. پس از 168 ساعت در شرایط محیط تولید (<30°C/60% RH)، رطوبت جذب شده ممکن است به سطحی برسد که می‌تواند در طول فرآیند حل‌کاری رفلو با دمای بالا باعث آسیب به بسته‌بندی (مانند ترک‌خوردگی یا لایه‌لایه شدن) شود. تجاوز از این زمان نیاز به پخت برای حذف رطوبت دارد.

س: آیا احتیاط ضد الکتریسیته ساکن (ESD) لازم است؟
ج: بله. روی بسته‌بندی برچسب حاوی دستگاه‌های حساس الکترواستاتیک درج شده است. در طول جابجایی دستی، باید احتیاط‌های استاندارد جابجایی ESD، مانند استفاده از مچ‌بند و میزکار زمین‌شده، رعایت شود تا از آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک جلوگیری شود.

10. اصول عملیاتی و فناوری

این یک LED سفید مبتنی بر فناوری نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) است. این LED نور آبی را از تراشه InGaN تولید می‌کند. این نور آبی سپس یک لایه فسفر داخل بسته‌بندی را برانگیخته می‌کند. فسفر بخشی از نور آبی را به طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل می‌کند و مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور ساطع شده از فسفر منجر به درک نور سفید می‌شود. ترکیب خاص فسفرها دمای رنگ مرتبط (CCT) و مختصات رنگ‌سنجی را تعیین می‌کند که از طریق فرآیند دسته‌بندی فام کنترل می‌شوند. بسته‌بندی اپوکسی شفاف هم به عنوان محفظه محافظ و هم به عنوان یک عنصر نوری اولیه عمل می‌کند و خروجی نور را به زاویه دید مشخص‌شده شکل می‌دهد.