دیتاشیت لامپ LED مدل LTLMR4YW2DA - ابعاد 4.2x4.2x6.9 میلی‌متر - حداکثر ولتاژ 2.4 ولت - توان 120 میلی‌وات - رنگ زرد 590 نانومتر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTLMR4YW2DA یک لامپ LED نصب سطحی با روشنایی بالا است که برای کاربردهای نورپردازی پرتقاضا طراحی شده است. این قطعه از ماده نیمه‌هادی زرد AllnGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور با طول موج پیک 594 نانومتر استفاده می‌کند. دستگاه در یک پکیج لنز اپوکسی زرد مات بسته‌بندی شده است که به گونه‌ای مهندسی شده تا یک الگوی تابش کنترل شده و باریک را بدون نیاز به اپتیک ثانویه اضافی فراهم کند. این ویژگی آن را به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به جهت‌دهی دقیق نور و شدت بالا در محور اصلی دارند، مناسب می‌سازد.

مزایای اصلی این LED شامل خروجی شدت نور بالا، که در جریان راه‌اندازی استاندارد 20 میلی‌آمپر به 16000 میلی‌کاندلا می‌رسد، و مصرف توان پایین آن که منجر به بازدهی بالا می‌شود، است. پکیج با استفاده از فناوری پیشرفته ترکیب قالب‌گیری اپوکسی ساخته شده است که مقاومت برتر در برابر رطوبت و محافظت در برابر UV را فراهم کرده و قابلیت اطمینان بلندمدت در محیط‌های مختلف را افزایش می‌دهد. این محصول کاملاً با دستورالعمل‌های RoHS مطابقت دارد و هم فاقد سرب و هم فاقد هالوژن است.

بازار هدف این قطعه شامل تولیدکنندگان تابلوها و سیستم‌های نمایش حرفه‌ای می‌باشد. کاربردهای اصلی آن در تابلوهای پیام ویدئویی، تابلوهای راهنمایی و رانندگی و سایر اشکال تابلوهای پیام‌رسان است که در آن‌ها قابلیت دید بالا، یکنواختی رنگ و قابلیت اطمینان حیاتی هستند. زاویه دید باریک معمولی 25 درجه اطمینان می‌دهد که نور به سمت جلو متمرکز می‌شود و درخشندگی درک شده برای بینندگان مستقیماً روبروی تابلو را به حداکثر می‌رساند.

2. تحلیل پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

دستگاه برای کار در محدوده‌های دقیق مشخص شده است تا قابلیت اطمینان تضمین شود. حداکثر اتلاف توان در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد، 120 میلی‌وات است. جریان مستقیم رو به جلو نباید از 50 میلی‌آمپر تجاوز کند. برای کار پالسی، جریان پیک رو به جلو 120 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص مجاز است: چرخه کاری 1/10 یا کمتر و عرض پالس حداکثر 10 میلی‌ثانیه. محدوده دمای کاری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است و محدوده دمای نگهداری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد گسترش می‌یابد. یک رتبه‌بندی حیاتی برای مونتاژ، شرایط لحیم‌کاری رفلو است که حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه را مجاز می‌داند که با پروفیل‌های استاندارد رفلو بدون سرب سازگار است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور معمولاً در محدوده 7200 تا 16000 میلی‌کاندلا قرار دارد که مقادیر دقیق آن توسط فرآیند دسته‌بندی تعیین می‌شود. زاویه دید، که به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود می‌رسد، معمولاً 25 درجه با تلرانس 2± درجه است. طول موج غالب برای رنگ زرد بین 583.5 تا 593.5 نانومتر مشخص شده است، با طول موج پیک انتشار معمولی 594 نانومتر و پهنای نیمه طیفی 15 نانومتر. ولتاژ مستقیم در جریان تست از حداقل 1.8 ولت تا حداکثر 2.4 ولت متغیر است. جریان معکوس در ولتاژ معکوس 5 ولت به حداکثر 10 میکروآمپر محدود می‌شود و توجه داشته باشید که دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی

LEDها در دسته‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شوند تا یکنواختی رنگ و روشنایی درون یک دسته تولیدی تضمین شود. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد برای یکنواختی را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر مرتب می‌شوند. کدهای دسته عبارتند از: کد X (7200 تا 9300 میلی‌کاندلا)، کد Y (9300 تا 12000 میلی‌کاندلا) و کد Z (12000 تا 16000 میلی‌کاندلا). یک تلرانس 15± درصد به هر حد دسته اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

برای کنترل یکنواختی رنگ، LEDها بر اساس طول موج غالب دسته‌بندی می‌شوند. دسته‌ها عبارتند از: Y1 (583.5 تا 586.0 نانومتر)، Y2 (586.0 تا 588.5 نانومتر)، Y3 (588.5 تا 591.0 نانومتر) و Y4 (591.0 تا 593.5 نانومتر). یک تلرانس 1± نانومتر به هر حد دسته اعمال می‌شود.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم نیز برای کمک به طراحی مدار تنظیم جریان دسته‌بندی می‌شود. دسته‌ها عبارتند از: 1A (1.8 تا 2.0 ولت)، 2A (2.0 تا 2.2 ولت) و 3A (2.2 تا 2.4 ولت). یک تلرانس 0.1± ولت به هر حد اعمال می‌شود.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد کلی

پکیج دارای یک بدنه مربعی با ابعاد 4.2 میلی‌متر ±0.2 میلی‌متر در هر ضلع است. ارتفاع کل، شامل لنز، 6.9 میلی‌متر ±0.5 میلی‌متر است. پایه‌ها از زیر پکیج بیرون زده‌اند، با فاصله پایه‌ها (محل خروج پایه‌ها) 3.65 میلی‌متر ±0.2 میلی‌متر. حداکثر بیرون‌زدگی رزین به میزان 1.0 میلی‌متر در زیر فلنج مجاز است. تمامی ابعاد شامل یک تلرانس عمومی 0.25± میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.

4.2 شناسایی قطبیت

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

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

این LED برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب رتبه‌بندی شده است. پارامترهای پروفیل توصیه شده عبارتند از: دمای پیش‌گرم/خیساندن از 150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 120 ثانیه. زمان بالاتر از دمای مایع شدن_L(217 درجه سانتی‌گراد) باید بین 60 تا 150 ثانیه باشد. دمای پیک بدنه پکیج_Pنباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان در محدوده 5 درجه سانتی‌گراد دمای طبقه‌بندی مشخص شده_C(255 درجه سانتی‌گراد) باید حداکثر 30 ثانیه باشد. کل زمان از 25 درجه سانتی‌گراد تا دمای پیک نباید از 5 دقیقه تجاوز کند.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از هویه‌ای با دمای نوک حداکثر 315 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید. زمان لحیم‌کاری برای هر پایه باید حداکثر به 3 ثانیه محدود شود و این عمل باید تنها یک بار برای هر اتصال انجام شود تا از آسیب حرارتی به LED جلوگیری شود.

5.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، تنها از حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از تمیزکننده‌های شیمیایی خشن یا قوی باید اجتناب شود زیرا ممکن است به لنز اپوکسی یا نشانه‌های روی پکیج آسیب برسانند.

6. نگهداری و جابجایی

6.1 حساسیت به رطوبت

این قطعه بر اساس استاندارد JEDEC J-STD-020 در سطح حساسیت رطوبتی 3 (MSL3) طبقه‌بندی شده است. LEDها در یک کیسه مهر و موم شده ضد رطوبت همراه با یک ماده جاذب رطوبت و یک کارت نشانگر رطوبت عرضه می‌شوند. هنگامی که در کیبه بازنشده در شرایط دمای کمتر از 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی کمتر از 90% نگهداری شوند، عمر قفسه‌ای 12 ماه است.

6.2 عمر کف کارخانه و پخت

پس از باز شدن کیسه ضد رطوبت، \"عمر کف کارخانه\" آغاز می‌شود. LEDها باید در دمای کمتر از 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی کمتر از 60% نگهداری شوند و تمام فرآیندهای لحیم‌کاری یا دمای بالا باید در عرض 168 ساعت (7 روز) تکمیل شوند. در صورت وجود شرایط زیر نیاز به پخت است: کارت نشانگر رطوبت رطوبت نسبی بیشتر از 10% را نشان دهد، عمر کف کارخانه از 168 ساعت تجاوز کند، یا قطعات در معرض دمای بیشتر از 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی بیشتر از 60% قرار گرفته باشند. شرایط پخت توصیه شده 60 درجه سانتی‌گراد ±5 درجه سانتی‌گراد به مدت 20 ساعت است و پخت باید تنها یک بار انجام شود. قرارگیری طولانی‌مدت در معرض هوای محیط می‌تواند باعث اکسید شدن آبکاری نقره روی پایه‌ها شده و قابلیت لحیم‌کاری را تحت تأثیر قرار دهد. LEDهای استفاده نشده باید مجدداً با ماده جاذب رطوبت در یک کیسه ضد رطوبت مهر و موم شوند.

7. مشخصات بسته‌بندی

LEDها روی نوار حامل برجسته برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شوند. ابعاد نوار استاندارد است: فاصله پاکت‌ها 8.0 میلی‌متر ±0.1 میلی‌متر، عرض نوار 16.0 میلی‌متر ±0.3 میلی‌متر. هر ریل حاوی 1000 عدد LED است. ریل‌ها سپس با مواد محافظتی بسته‌بندی می‌شوند: یک ریل در یک کیسه ضد رطوبت همراه با یک ماده جاذب رطوبت و کارت نشانگر رطوبت قرار می‌گیرد. سه عدد از این کیسه‌های ضد رطوبت در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند که در مجموع 3000 قطعه می‌شود. در نهایت، ده کارتن داخلی در یک کارتن حمل و نقل بیرونی بسته‌بندی می‌شوند که در مجموع 30000 قطعه در هر کارتن بیرونی می‌شود. روی بسته‌بندی به وضوح هشدارهای تخلیه الکترواستاتیک درج شده است که نشان می‌دهد قطعات حساس بوده و نیاز به روش‌های جابجایی ایمن دارند.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

برای اطمینان از عملکرد پایدار و طول عمر، LED باید با یک منبع جریان ثابت راه‌اندازی شود، نه با ولتاژ ثابت. یک مقاومت سری ساده می‌تواند برای محدود کردن جریان پایه استفاده شود که به صورت_{منبع تغذیه}محاسبه می‌شود. با این حال، برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی پایدار در برابر تغییرات دما یا ولتاژ منبع دارند، استفاده از یک درایور IC اختصاصی LED یا یک مدار جریان ثابت مبتنی بر ترانزیستور توصیه می‌شود. حداکثر جریان مستقیم نباید از 50 میلی‌آمپر تجاور کند. برای طراحی‌هایی که در مرزهای اتلاف توان کار می‌کنند، باید به منحنی کاهش رتبه توجه دقیق داشت که کاهش خطی 0.75 میلی‌آمپر به ازای هر درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای محیط 45 درجه سانتی‌گراد را مشخص می‌کند._F) / I_F. However, for applications requiring stable brightness over temperature or supply voltage variations, a dedicated LED driver IC or a transistor-based constant current circuit is recommended. The maximum DC current should not exceed 50 mA. For designs pushing the limits of power dissipation, careful attention must be paid to the derating curve, which specifies a linear derating of 0.75 mA per degree Celsius above 45°C ambient temperature.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه پکیج عمدتاً به عنوان یک LED پرقدرت طراحی نشده است، اما مدیریت حرارتی مؤثر روی PCB هنوز برای حفظ عملکرد و طول عمر مهم است. طراحی پد PCB باید از طرح توصیه شده پیروی کند تا اطمینان حاصل شود که اتصال لحیم‌کاری خوبی تشکیل شده و هدایت حرارتی از LED دور می‌شود. استفاده از PCB با وایاهای حرارتی زیر پد حرارتی LED (در صورت وجود) یا اطمینان از وجود مس کافی متصل به پدهای کاتد/آند می‌تواند به دفع گرما کمک کند. کار کردن LED در یا نزدیک به حداکثر رتبه‌های آن در دمای محیط بالا، عمر مؤثر آن را کاهش داده و ممکن است باعث تغییر رنگ یا افت شدت نور شود.

8.3 ملاحظات طراحی نوری

لنز مات داخلی و زاویه دید باریک، نیاز به اپتیک ثانویه را در بسیاری از کاربردهای تابلوها حذف می‌کند که مونتاژ را ساده کرده و هزینه را کاهش می‌دهد. الگوی تابش نسبتاً یکنواخت است. طراحان باید توزیع شدت زاویه‌ای را هنگام برنامه‌ریزی فاصله بین LEDها در یک آرایه برای دستیابی به روشنایی یکنواخت بدون نقاط تاریک در نظر بگیرند. ماهیت مات لنز به حداقل رساندن پیکسلی شدن یا نقاط داغ فردی LED کمک کرده و ظاهر بصری یکپارچه‌تری در تابلوهای پیام ایجاد می‌کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای پکیج استاندارد SMD یا PLCC، این پکیج سبک لامپ مزایای متمایزی برای نورپردازی جهت‌دار ارائه می‌دهد. LEDهای SMD استاندارد اغلب زاویه دید وسیع‌تری دارند که نور را در ناحیه بزرگتری پخش می‌کند که برای کاربردهایی که نیاز است نور از جهت خاصی دیده شود، ناکارآمد است. زاویه دید 25 درجه‌ای LTLMR4YW2DA شار نوری را متمرکز می‌کند که منجر به شدت نور محوری به مراتب بالاتری برای همان مقدار کل خروجی نور می‌شود. این امر آن را برای کاربردهایی مانند تابلوهای راهنمایی و رانندگی، که بیننده معمولاً در یک مخروط باریک روبروی تابلو قرار دارد، کارآمدتر می‌سازد. لنز یکپارچه و پایه‌های قوی سبک Through-hole در یک بدنه SMD، تعادل خوبی بین کنترل نوری، استحکام مکانیکی و سازگاری با مونتاژ خودکار فراهم می‌کنند.

10. پرسش‌های متداول

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پ: طول موج پیک، طول موج واحدی است که در آن طیف انتشار حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب از نمودار رنگی CIE استخراج می‌شود و نشان‌دهنده طول موج واحد نور تک‌رنگی است که برای یک ناظر انسانی همان رنگ LED را دارد. برای یک LED با طیف باریک مانند این نوع زرد AllnGaP، آن‌ها معمولاً بسیار نزدیک هستند، اما طول موج غالب پارامتر مرتبط‌تری برای مشخصات رنگ است.

س: آیا می‌توانم این LED را با یک منبع ولتاژ راه‌اندازی کنم؟

پ: این کار به شدت توصیه نمی‌شود. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. ولتاژ مستقیم آن‌ها تلرانس داشته و با دما تغییر می‌کند. اتصال مستقیم به یک منبع ولتاژ، حتی با یک مقاومت سری که برای یک ولتاژ مستقیم معمولی محاسبه شده است، در صورتی که ولتاژ مستقیم واقعی در انتهای پایین محدوده خود باشد، می‌تواند منجر به جریان بیش از حد شده و به طور بالقوه به LED آسیب برساند. همیشه از یک مکانیزم محدودکننده جریان استفاده کنید._F, can result in excessive current if the actual V_Fis at the low end of its range, potentially damaging the LED. Always use a current-limiting mechanism.

س: چرا رتبه MSL3 و فرآیند پخت مهم است؟

پ: رطوبت جذب شده در پکیج پلاستیکی می‌تواند در طول فرآیند لحیم‌کاری رفلو با دمای بالا به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی، ترک خوردگی یا \"پاپ کورن شدن\" شود که منجر به خرابی فوری یا نهفته می‌گردد. رعایت روش‌های جابجایی MSL3 (عمر کف کارخانه 168 ساعته، نگهداری مناسب و پخت در صورت نیاز) برای اطمینان از بازده مونتاژ و قابلیت اطمینان بلندمدت در میدان حیاتی است.

س: هنگام سفارش چگونه کدهای دسته را تفسیر کنم؟

پ: کدهای دسته به شما اجازه می‌دهند محدوده عملکرد مورد نیاز برای کاربرد خود را مشخص کنید. برای یک تابلو که نیاز به روشنایی بسیار بالا و یکنواخت دارد، ممکن است دسته شدت نور Z را مشخص کنید. برای تطابق رنگ بحرانی بین چندین تابلو یا درون یک آرایه بزرگ، یک دسته طول موج غالب تنگ مانند Y2 یا Y3 را مشخص می‌کنید. برای ترکیب‌های دسته موجود با تأمین‌کننده مشورت کنید.

11. اصل عملکرد

LTLMR4YW2DA بر پایه فناوری نیمه‌هادی AllnGaP است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه روشن شدن دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. در اینجا، آن‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. انرژی گپ باند خاص آلیاژ AllnGaP در ناحیه فعال، طول موج نور منتشر شده را تعیین می‌کند که در این مورد در ناحیه زرد طیف مرئی (~590 نانومتر) است. لنز اپوکسی مات اطراف تراشه نیمه‌هادی، استخراج نور از ماده با ضریب شکست بالا، شکل‌دهی الگوی تابش به یک پرتو باریک و محافظت از ساختار نیمه‌هادی ظریف در برابر آسیب‌های مکانیکی و محیطی را بر عهده دارد.

12. زمینه و روندهای صنعت

لامپ‌های LED نصب سطحی مانند LTLMR4YW2DA نشان‌دهنده بخشی بالغ و بهینه‌شده از بازار LED هستند که شکاف بین LEDهای نشانگر کم‌توان و LEDهای نورپردازی پرقدرت را پر می‌کنند. روند در این بخش همچنان به سمت بازدهی بالاتر، بهبود یکنواختی رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر و بهبود معیارهای قابلیت اطمینان مانند طول عمر بیشتر تحت شرایط کاری مختلف است. همچنین تلاش مداومی برای کوچک‌سازی در حالی که خروجی نوری حفظ یا افزایش می‌یابد، وجود دارد که امکان فاصله پیکسل ریزتر در نمایشگرها و تابلوهای با وضوح بالا را فراهم می‌کند. علاوه بر این، سازگاری با مقررات زیست‌محیطی به طور فزاینده سختگیرانه و توانایی تحمل پروفیل‌های رفلو با دمای بالاتر برای مونتاژهای PCB پیشرفته، همچنان از محرک‌های کلیدی توسعه هستند.