دیتاشیت LED سفید LTW-108SEG-W - بسته‌بندی SMD - ولتاژ معمولی 3.2V - 120mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک دیود نورافشان (LED) سفید با روشنایی بالا در یک بسته‌بندی استاندارد نصب سطحی (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار طراحی شده و با استانداردهای زیست‌محیطی بدون سرب (Pb-free) و RoHS مطابقت دارد و به عنوان یک محصول سبز واجد شرایط است. کاربرد اصلی آن در تجهیزات الکترونیکی عمومی است که به نورپردازی نشانگر یا نور پس‌زمینه قابل اطمینان و فشرده نیاز دارند.

2. ویژگی‌ها و مشخصات کلیدی

LED بر روی نوار 12 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی بسته‌بندی شده است که آن را کاملاً با تجهیزات اتوماتیک برداشت و قراردادن (pick-and-place) پرسرعت مورد استفاده در تولید الکترونیک مدرن سازگار می‌کند. این قطعه برای مقاومت در برابر فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار طراحی شده است. بسته‌بندی مطابق با استانداردهای EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) است و دارای ویژگی‌های درایو سازگار با مدار مجتمع (I.C.) می‌باشد.

مدل خاص مورد نظر دارای لنز زردرنگ است و از ماده نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) برای تولید نور سفید استفاده می‌کند. این قطعه بر اساس استاندارد JEDEC J-STD-020 در سطح حساسیت رطوبتی (MSL) 3 طبقه‌بندی شده است که الزامات خاصی برای دستکاری و نگهداری قبل از لحیم‌کاری به منظور جلوگیری از آسیب ناشی از رطوبت تعیین می‌کند.

3. حداکثر مقادیر مجاز مطلق

کارکرد یا نگهداری قطعه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان تلف شده (Pd):120 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_F(پیک)):100 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم DC (I_F):30 میلی‌آمپر
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• محدوده دمای کارکرد (T_opr):30- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس
• شرایط لحیم‌کاری رفلو:دمای پیک 260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 10 ثانیه (فرآیند بدون سرب).

نکته حیاتی:اعمال ولتاژ بایاس معکوس به LED در مدار کاربردی می‌تواند منجر به خرابی فوری یا تخریب قطعه شود.

4. مشخصات الکتریکی و نوری

تمام پارامترها در دمای محیط (T_a) 25 درجه سلسیوس و جریان تست استاندارد (I_F) 20 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

4.1 شدت روشنایی و زاویه دید

شدت روشنایی (I_V) تضمین شده است که بین 1800 میلی‌کاندلا (mcd) و 2500 میلی‌کاندلا باشد، با یک مقدار معمولی ارائه شده. شدت با استفاده از ترکیب سنسور و فیلتری اندازه‌گیری می‌شود که منحنی پاسخ چشم انسان در شرایط فتوبیک (CIE) را تقریب می‌زند. این قطعه دارای زاویه دید گسترده (2θ_1/2) 110 درجه است، که به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت روشنایی به نصف مقدار محوری پیک خود کاهش می‌یابد.

4.2 مختصات رنگی و ولتاژ مستقیم

رنگ نور سفید توسط مختصات رنگی آن در نمودار CIE 1931 (x, y) تعریف می‌شود. مختصات معمولی x=0.295 و y=0.285 است. یک تلرانس ±0.01 برای این مختصات در تضمین محصول اعمال می‌شود. ولتاژ مستقیم (V_F) به طور معمول 3.2 ولت اندازه‌گیری می‌شود اما می‌تواند در هنگام درایو با 20 میلی‌آمپر از 2.9 ولت تا 3.6 ولت متغیر باشد. این تغییر از طریق یک سیستم دسته‌بندی مدیریت می‌شود.

4.3 استانداردهای تست و احتیاط‌های دستکاری

مختصات رنگی و شدت روشنایی مطابق با استاندارد CAS140B تست می‌شوند. دیتاشیت به شدت بر حساسیت تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تأکید دارد. الکتریسیته ساکن یا موج‌های قدرت می‌توانند به طور جبران‌ناپذیری به LED آسیب برسانند. توصیه می‌شود در حین دستکاری از مچ‌بند زمین‌شده یا دستکش‌های ضداستاتیک استفاده شود و اطمینان حاصل شود که تمام ایستگاه‌های کاری، ابزارها و تجهیزات به درستی زمین شده‌اند.

5. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در کاربردها، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی با ویژگی‌های کاملاً کنترل‌شده را انتخاب کنند.

5.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (V_F)

LEDها بر اساس ولتاژ مستقیم آنها در 20 میلی‌آمپر در دسته‌هایی (V0 تا V6) دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته محدوده 0.1 ولتی را پوشش می‌دهد، از حداقل 2.9 ولت (V0) تا حداکثر 3.6 ولت (V6). یک تلرانس ±0.10 ولت در هر دسته اعمال می‌شود.

5.2 دسته‌بندی شدت روشنایی (I_V)

LEDها همچنین برای شدت روشنایی (S9 تا S15) دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته نشان‌دهنده محدوده 100 میلی‌کاندلا است، از 1800-1900 میلی‌کاندلا (S9) تا 2400-2500 میلی‌کاندلا (S15). یک تلرانس ±10٪ برای شدت در هر دسته تعیین‌شده قابل اعمال است.

6. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های عملکرد معمولی اشاره می‌کند که رابطه بین پارامترهای مختلف را نشان می‌دهند. در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، آن‌ها معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• شدت روشنایی نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً به صورت غیرخطی و در نهایت به اشباع می‌رسد.
• شدت روشنایی نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور را با افزایش دمای اتصال LED نشان می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:منحنی مشخصه I-V دیود را به تصویر می‌کشد.
• الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد.

این منحنی‌ها برای درک رفتار قطعه تحت شرایط کارکرد مختلف و برای طراحی حرارتی و الکتریکی مؤثر ضروری هستند.

7. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد SMD عرضه می‌شود. نقشه‌های ابعادی دقیق برای خود قطعه، نوار حامل مورد استفاده برای دستکاری خودکار و قرقره 7 اینچی ارائه شده است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر مشخص شده‌اند، با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. بسته‌بندی نوار و قرقره مطابق با مشخصات EIA-481-1-B است.

7.1 مشخصات بسته‌بندی

• اندازه قرقره:قطر 7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره:2000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ) برای باقی‌مانده:500 عدد.
• نوار:قطعات در نوار حامل برجسته 12 میلی‌متری قرار دارند که با یک نوار پوششی بالایی مهر و موم شده است.

8. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

8.1 لحیم‌کاری رفلو

این قطعه برای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب با دمای پیک 260 درجه سلسیوس تا 10 ثانیه واجد شرایط است. یک پروفیل رفلو توصیه شده مطابق با J-STD-020D که شامل مرحله پیش‌گرم است، مورد اشاره قرار گرفته است. دیتاشیت همچنین ابعاد توصیه شده چیدمان پد روی برد مدار چاپی (PCB) را برای اطمینان از تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در طول رفلو مادون قرمز یا فاز بخار ارائه می‌دهد.

8.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، باید از هویه‌ای با دمای نوک حداکثر 300 درجه سلسیوس استفاده شود، با زمان تماس لحیم حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال. این کار باید فقط یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به بسته جلوگیری شود.

8.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. LED می‌تواند در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. استفاده از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص ممنوع است زیرا ممکن است به مواد بسته LED آسیب برسانند.

9. نگهداری و دستکاری

به دلیل رتبه MSL 3، کنترل دقیق رطوبت مورد نیاز است:

• کیسه مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% نگهداری شود. عمر قفسه از تاریخ کد، زمانی که در کیسه اصلی مانع رطوبت با جاذب رطوبت نگهداری می‌شود، یک سال است.
• کیسه باز شده:پس از باز کردن، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. قطعات باید ظرف 168 ساعت (7 روز) پس از قرار گرفتن در معرض محیط کارخانه لحیم شوند. اگر کارت نشانگر رطوبت صورتی شد (نشان‌دهنده >10% RH) یا پنجره 168 ساعته بیش از حد شد، LEDها باید قبل از استفاده حداقل به مدت 48 ساعت در دمای 60°C پخته شوند. هر قطعه باقی‌مانده باید با جاذب رطوبت دوباره مهر و موم شود.

10. نکات طراحی کاربردی

10.1 طراحی مدار درایو

LED یک قطعه جریان‌محور است. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام درایو چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود. روش جایگزین اتصال مستقیم چندین LED به صورت موازی با یک مقاومت مشترک (مدار B در دیتاشیت) توصیه نمی‌شود. تغییرات در مشخصه ولتاژ مستقیم (V_F) از یک LED به LED دیگر باعث توزیع نابرابر جریان در پیکربندی موازی بدون مقاومت‌های جداگانه می‌شود که منجر به تفاوت‌های قابل توجه در روشنایی و احتمال خرابی جریان بیش از حد LED با کمترین V_F.

می‌شود.

10.2 محدوده کاربرد و سلب مسئولیت قابلیت اطمینان

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی مانند دستگاه‌های اتوماسیون اداری، تجهیزات ارتباطی و لوازم خانگی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد - مانند هوانوردی، حمل و نقل، سیستم‌های پشتیبانی حیات پزشکی یا دستگاه‌های ایمنی - مشاوره و تأیید صلاحیت خاص با سازنده قبل از طراحی الزامی است.

10.3 محافظت در برابر ESD در کاربرد

حساسیت ESD ذکر شده در حین دستکاری به مدار کاربردی نیز گسترش می‌یابد. طراحان باید در نظر داشته باشند که در صورت قرار گرفتن اتصالات LED در معرض تخلیه الکترواستاتیک بالقوه یا موج‌های ولتاژ در محیط استفاده نهایی، اقدامات محافظتی را روی PCB پیاده‌سازی کنند، مانند دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) یا مقاومت‌ها.

11. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی LED از نوع سوراخ‌دار (through-hole)، این قطعه SMD مزایای قابل توجهی در سرعت تولید، صرفه‌جویی در فضای برد و قابلیت اطمینان با حذف قرارگیری دستی و لحیم‌کاری موجی ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 110 درجه آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده یا دید از زوایای متعدد دارند، مناسب می‌سازد، برخلاف LEDهای زاویه باریک که برای پرتوهای متمرکز استفاده می‌شوند. فناوری InGaN برای نور سفید معمولاً بازده و طول عمر خوبی ارائه می‌دهد. ملاحظات کلیدی طراحی شامل مدیریت جریان مستقیم برای ماندن در محدوده حداکثر مقادیر مجاز مطلق، در نظر گرفتن دسته ولتاژ مستقیم هنگام طراحی مدار درایو و پیاده‌سازی مدیریت حرارتی مناسب روی PCB برای پایین نگه داشتن دمای اتصال، و در نتیجه حفظ خروجی نور و قابلیت اطمینان بلندمدت است.

12. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه منطقی 5V یا 3.3V درایو کنم؟_Fج: خیر. شما باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 3.3V و V_Fمعمولی 3.2V در 20mA، مقاومتی به اندازه (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 اهم مورد نیاز است. همیشه برای حداقل V

در دسته انتخابی خود محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نمی‌کند.

س: چرا شدت روشنایی به صورت یک محدوده (2500-1800 mcd) داده شده است؟

ج: این گستره کلی تولید است. برای روشنایی یکنواخت در محصول خود، باید LEDها را از یک دسته شدت واحد (مثلاً S12: 2200-2100 mcd) مشخص و خریداری کنید.

س: "MSL 3" برای فرآیند تولید من چه معنایی دارد؟

ج: به این معنی است که قطعات می‌توانند تا 168 ساعت (7 روز) پس از باز شدن کیسه مهر و موم شده در معرض محیط کارخانه قرار گیرند قبل از اینکه باید لحیم شوند. اگر این زمان بیش از حد شود، نیاز به فرآیند پخت برای حذف رطوبت جذب شده دارند که می‌تواند در طول لحیم‌کاری رفلو باعث "ترکیدن" (ترک خوردن بسته) شود.

س: آیا هیت سینک لازم است؟

ج: برای کارکرد مداوم در حداکثر جریان DC (30mA) یا در دمای محیط بالا، طراحی حرارتی دقیق ضروری است. در حالی که ممکن است برای استفاده نشانگر با چرخه کاری کم به هیت سینک اختصاصی نیاز نباشد، اطمینان از اتصال خوب پد حرارتی LED به یک ناحیه مسی روی PCB به دفع گرما و حفظ عملکرد کمک می‌کند.

13. مثال کاربردی عملی

1. سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با 10 LED سفید با روشنایی یکنواخت.طراحی مدار:_Fاز یک درایور LED با جریان ثابت IC یا یک رگولاتور ولتاژ با مقاومت‌های سری جداگانه برای هر LED استفاده کنید. با فرض منبع تغذیه 5V و هدف 20mA برای هر LED، LEDها را از دسته V3 انتخاب کنید (V_{= 3.3-3.2V). مقدار مقاومت R = (5V - 3.25V}حداکثر
2. ) / 0.02A ≈ 87.5 اهم خواهد بود. از یک مقاومت استاندارد 91 اهم یا 100 اهم استفاده کنید و جریان واقعی را مجدداً محاسبه کنید.انتخاب قطعات:
3. تمام 10 LED را از یک دسته شدت روشنایی یکسان (مثلاً S12) و یک دسته ولتاژ مستقیم یکسان (مثلاً V3) مشخص کنید تا یکنواختی بصری تضمین شود.چیدمان PCB:
4. ابعاد پد توصیه شده از دیتاشیت را دنبال کنید. پد حرارتی (در صورت وجود) را به یک ناحیه مسی زمین‌شده متصل کنید تا به دفع گرما کمک کند.تولید:
5. دستگاه برداشت و قراردادن (pick-and-place) را برای فیدر نوار 12 میلی‌متری برنامه‌ریزی کنید. از پروفیل رفلو بدون سرب مرجع با پیک 260°C استفاده کنید.دستکاری:

قرقره را تا زمان آماده شدن برای تولید در کیسه مهر و موم شده خود نگه دارید. پس از باز کردن، مونتاژ تمام 10 برد را در طول عمر 168 ساعته کارخانه تکمیل کنید.

14. اصل کار و فناوری

این LED با استفاده از یک تراشه نیمه‌هادی InGaN (نیترید گالیم ایندیم) که در ناحیه آبی طیف نور ساطع می‌کند، نور سفید تولید می‌کند. این نور آبی سپس توسط یک پوشش فسفر داخل بسته، تا حدی به طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل می‌شود. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور تبدیل شده توسط فسفر برای تولید ادراک نور سفید مخلوط می‌شود. این روش به عنوان فناوری LED سفید تبدیل شده با فسفر شناخته می‌شود و برای دستیابی به بازده بالا و بازآفرینی رنگ خوب رایج است. زاویه دید گسترده نتیجه طراحی لنز بسته است که نور ساطع شده از تراشه و فسفر را پخش و گسترش می‌دهد.

15. روندهای صنعت