دیتاشیت LED SMD مدل LTW-C191TLA - ارتفاع 0.55 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 3.4 ولت - رنگ سفید - توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTW-C191TLA یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند فاکتور فرم فشرده و روشنایی بالا طراحی شده است. این محصول در دسته LEDهای تراشه‌ای فوق‌نازک قرار می‌گیرد و دارای پروفیل بسیار کم‌ارتفاع 0.55 میلی‌متر است. این LED از فناوری InGaN (ایندیوم گالیوم نیترید) برای تولید نور سفید استفاده می‌کند و تعادلی از عملکرد و مینیاتوری‌سازی مناسب برای طراحی‌های با محدودیت فضا ارائه می‌دهد.

مزایای اصلی این LED شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است که آن را به یک "محصول سبز" سازگار با محیط زیست تبدیل می‌کند. پروفیل فوق‌نازک آن امکان یکپارچه‌سازی در الکترونیک مصرفی به‌طور فزاینده‌ای باریک، نور پس‌زمینه نمایشگرها و کاربردهای نشانگر را فراهم می‌کند. پکیج روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های 7 اینچی عرضه می‌شود که تضمین‌کننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک پیک‌اندپلیس پرسرعت متداول در تولید انبوه است. علاوه بر این، این LED برای مقاومت در برابر فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) طراحی شده است که اتصال قابل اطمینان به PCB را تسهیل می‌کند.

بازار هدف طیف وسیعی از صنایع را در بر می‌گیرد، از جمله الکترونیک مصرفی (مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها، پوشیدنی‌ها)، نورپردازی داخلی خودرو، تابلوهای عمومی و نشانگرهای پنل کنترل که در آن‌ها منابع نوری قابل اطمینان، پرنور و فشرده ضروری هستند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

کارکرد دستگاه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود. مقادیر کلیدی در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• توان تلف شده (Pd):70 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که LED می‌تواند بدون تخریب به صورت گرما تلف کند.
• جریان پیشرو پیک (I_F(PEAK)):100 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز است، معمولاً در شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه). این مقدار به طور قابل توجهی بالاتر از رتبه جریان پیوسته است.
• جریان پیشرو DC (I_F):20 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پیشرو پیوسته توصیه شده برای کارکرد قابل اطمینان بلندمدت است.
• ضریب کاهش (Derating Factor):0.25 میلی‌آمپر/درجه سلسیوس. برای دمای محیط بالاتر از 25 درجه سلسیوس، حداکثر جریان پیشرو DC مجاز باید به صورت خطی با این ضریب کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیش از این مقدار می‌تواند به پیوند LED آسیب برساند.
• محدوده دمای کارکرد:20- درجه سلسیوس تا 80+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیطی که LED برای عملکرد صحیح در آن طراحی شده است.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمایی برای نگهداری در حالت غیرفعال.
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز:260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه. حداکثر دمای پیک و زمان پروفیل ریفلو توصیه شده.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

این پارامترها عملکرد LED را در شرایط کارکرد معمولی (Ta=25 درجه سلسیوس، I_F=10mA) تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):112.0 - 300.0 میلی‌کاندلا (mcd). این معیاری از روشنایی درک شده LED توسط چشم انسان است. محدوده وسیع نشان‌دهنده استفاده از یک سیستم دسته‌بندی (بینینگ) است (به بخش 3 مراجعه کنید). اندازه‌گیری از منحنی پاسخ چشم CIE پیروی می‌کند.
• زاویه دید (2\u03b8_1/2):130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار حداکثر خود (روی محور) کاهش می‌یابد. زاویه 130 درجه نشان‌دهنده یک الگوی انتشار نور گسترده و پخش است.
• مختصات رنگی (x, y):x=0.31, y=0.32. این مختصات روی نمودار رنگی CIE 1931 نقطه سفید (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کنند. تلرانس \u00b10.01 اعمال می‌شود.
• ولتاژ پیشرو (V_F):2.80 - 3.40 ولت. افت ولتاژ دو سر LED هنگامی که با جریان 10mA راه‌اندازی می‌شود. این محدوده نیز مشمول دسته‌بندی است.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر). جریان نشتی کوچکی که هنگام اعمال حداکثر ولتاژ معکوس (5V) جریان می‌یابد.

هشدار تخلیه الکترواستاتیک (ESD):LED به الکتریسیته ساکن و موج‌های ولتاژ حساس است. روش‌های صحیح جابجایی ESD، از جمله استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده، زیراندازهای ضداستاتیک و زمین‌کردن تجهیزات، در حین جابجایی و مونتاژ اجباری است تا از خرابی‌های پنهان یا فاجعه‌بار جلوگیری شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از عملکرد یکنواخت در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در "دسته‌ها" (بین‌ها) مرتب می‌شوند. LTW-C191TLA از یک سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ پیشرو (V_F)

LEDها بر اساس افت ولتاژ پیشرو در جریان 10mA دسته‌بندی می‌شوند. این امر به طراحی مدارهای درایو جریان یکنواخت کمک می‌کند، به ویژه هنگامی که چندین LED به صورت سری استفاده می‌شوند.

• دسته 2: V_F= 2.8V تا 3.0V
• دسته 3: V_F= 3.0V تا 3.2V
• دسته 4: V_F= 3.2V تا 3.4V

تلرانس برای هر دسته \u00b10.1V است.

3.2 دسته‌بندی شدت نور (I_V)

LEDها بر اساس خروجی روشنایی مرتب می‌شوند. کد دسته روی بسته‌بندی درج شده است.

• دسته R1:112 mcd تا 146 mcd
• دسته R2:146 mcd تا 180 mcd
• دسته S1:180 mcd تا 240 mcd
• دسته S2:240 mcd تا 300 mcd

تلرانس برای هر دسته \u00b115% است.

3.3 دسته‌بندی رنگ (Hue)

LEDهای سفید می‌توانند تغییرات جزئی در دمای رنگ (سفید گرم، سفید سرد و غیره) داشته باشند. این توسط مختصات رنگی (x, y) روی نمودار CIE 1931 تعریف می‌شود. دیتاشیت چندین دسته رنگ (A0, B3, B4, B5, B6, C0) را با مرزهای مختصات خاص تعریف می‌کند. یک نمایش گرافیکی روی نمودار رنگی، نواحی پوشش داده شده توسط این دسته‌ها را نشان می‌دهد. تلرانس برای رنگ \u00b10.01 در هر دو مختصات x و y است. این دسته‌بندی برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر رنگی یکنواخت در بین چندین LED دارند، بسیار مهم است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (مانند شکل 6 برای زاویه دید، شکل 1 برای رنگی)، روندهای عملکرد معمولی را می‌توان از پارامترها استنباط کرد.

• جریان در مقابل شدت نور (منحنی I-V):برای LEDهای InGaN، شدت نور عموماً با جریان پیشرو افزایش می‌یابد اما به صورت خطی نیست. کارکرد بالاتر از جریان DC توصیه شده (20mA) ممکن است منجر به افزایش افت بازده، دمای پیوند بالاتر و کاهش طول عمر شود.
• وابستگی دمایی:خروجی نوری و ولتاژ پیشرو LEDها به دما حساس هستند. با افزایش دمای پیوند، شدت نور معمولاً کاهش می‌یابد و ولتاژ پیشرو ممکن است کمی افت کند. ضریب کاهش 0.25 میلی‌آمپر/درجه سلسیوس یک اقدام مستقیم برای مدیریت این اثر حرارتی است.
• مشخصات طیفی:به عنوان یک LED سفید مبتنی بر InGaN، احتمالاً از یک تراشه نورآبی در ترکیب با پوشش فسفر برای تولید نور سفید استفاده می‌کند. مختصات رنگی (x=0.31, y=0.32) نشان‌دهنده نقطه سفیدی است که احتمالاً در ناحیه "سفید سرد" یا "سفید خنثی" قرار دارد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای فوت‌پرینت پکیج استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) است. ویژگی مکانیکی کلیدی آن ارتفاع فوق‌نازک 0.55 میلی‌متر است. نقشه‌های ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده است که تمام واحدها بر حسب میلی‌متر هستند (اینچ در پرانتز ذکر شده است). یک تلرانس استاندارد \u00b10.10mm (.004") اعمال می‌شود مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. این ابعاد دقیق برای چیدمان PCB و اطمینان از قرارگیری صحیح توسط ماشین‌آلات اتوماتیک حیاتی هستند.

5.2 طرح‌بندی پد و قطبیت

دیتاشیت شامل یک طرح‌بندی پد لحیم‌کاری پیشنهادی (الگوی لند) برای طراحی PCB است. رعایت این الگو، تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان و تراز مناسب در حین ریفلو را تضمین می‌کند. پکیج LED دارای نشانگرهای آند و کاتد خواهد بود؛ قطبیت صحیح باید در حین مونتاژ رعایت شود تا دستگاه عملکرد صحیح داشته باشد. طراحی پد همچنین به دفع حرارت از دی LED کمک می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو

این LED با فرآیندهای ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار است. حداکثر شرایط توصیه شده، دمای پیک 260 درجه سلسیوس برای مدت زمان حداکثر 10 ثانیه است. یک پروفیل پیشنهادی شامل مرحله پیش‌گرم در 150-200 درجه سلسیوس برای حداکثر 120 ثانیه است. توجه به این نکته حیاتی است که LED نباید تحت بیش از دو چرخه ریفلو در این شرایط قرار گیرد. برای لحیم‌کاری دستی با هویه، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه محدود شود و فقط یک بار انجام شود.

6.2 نگهداری و جابجایی

حساسیت رطوبتی:LEDها در کیسه‌های ممانعت‌کننده رطوبت همراه با جاذب رطوبت بسته‌بندی شده‌اند. در حالی که مهر و موم شده‌اند، باید در دمای \u2264 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی \u2264 90% نگهداری و ظرف یک سال استفاده شوند. پس از باز شدن کیسه، محیط نگهداری باید \u2264 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی \u2264 60% باشد. قطعاتی که بیش از 672 ساعت (28 روز) در معرض شرایط محیطی قرار گرفته‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری در دمای تقریبی 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت پخت شوند تا رطوبت جذب شده حذف و از "پاپ‌کورنینگ" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود. غوطه‌ور کردن LED در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. تمیزکننده‌های شیمیایی نامشخص ممکن است به پکیج یا لنز LED آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

فرمت بسته‌بندی استاندارد، نوار حامل 8 میلی‌متری برجسته روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) است. هر قرقره حاوی 5000 عدد LED مدل LTW-C191TLA است. برای مقادیر کمتر از یک قرقره کامل، حداقل مقدار بسته‌بندی 500 عدد موجود است. مشخصات نوار و قرقره مطابق با استاندارد ANSI/EIA 481-1-A-1994 است. نوار از یک پوشش بالایی برای مهر و موم کردن جیب‌های خالی استفاده می‌کند. سلسله مراتب بسته‌بندی معمولاً شامل کیسه‌های ممانعت‌کننده رطوبت در داخل کارتن‌های داخلی است که سپس در یک کارتن اصلی بسته‌بندی می‌شوند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• نور پس‌زمینه:ایده‌آل برای نور پس‌زمینه لبه‌ای یا مستقیم در نمایشگرهای فوق‌نازک، صفحه‌کلیدها و پنل‌های کنترل.
• نشانگر وضعیت:نشانگرهای برق، اتصال و وضعیت در الکترونیک مصرفی، تجهیزات شبکه و کنترل‌های صنعتی.
• نورپردازی تزئینی:نورپردازی تاکیدی در لوازم خانگی، فضای داخلی خودرو و ویژگی‌های معماری که در آن‌ها پروفیل کم‌ارتفاع حیاتی است.
• نورپردازی عمومی:می‌تواند در آرایه‌هایی برای نور محیطی یا کاری سطح پایین استفاده شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان پیشرو به 20mA DC یا کمتر استفاده کنید. مدار باید دسته ولتاژ پیشرو LEDهای استفاده شده را در نظر بگیرد.
• مدیریت حرارتی:علیرغم توان پایین آن، اطمینان حاصل کنید که PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر چندین LED خوشه‌بندی شده‌اند یا در دمای محیطی بالا کار می‌کنند. دستورالعمل‌های کاهش جریان را دنبال کنید.
• طراحی نوری:زاویه دید 130 درجه، پراکندگی گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای نور متمرکز، اپتیک ثانویه (لنزها، راهنماهای نور) مورد نیاز خواهد بود.
• محافظت ESD:در صورت قرارگیری LED در ناحیه قابل دسترسی کاربر، علاوه بر جابجایی صحیح در حین مونتاژ، دیودهای محافظ ESD را روی خطوط حساس قرار دهید.

9. مقایسه و تمایز فنی

عامل تمایز اصلی LTW-C191TLAارتفاع 0.55 میلی‌متریآن است. در مقایسه با LEDهای پکیج استاندارد 0603 یا 0402 که اغلب 0.8-1.0 میلی‌متر ارتفاع دارند، این نشان‌دهنده کاهش قابل توجهی در ارتفاع Z است که امکان تولید محصولات نهایی نازک‌تر را فراهم می‌کند. ترکیب این پروفیل فوق‌نازک با شدت نور نسبتاً بالا (تا 300 mcd) یک مزیت کلیدی است. علاوه بر این، سازگاری آن با ریفلو مادون قرمز استاندارد و بسته‌بندی نوار و قرقره، مونتاژ آن را به آسانی نمونه‌های ضخیم‌تر می‌کند، بدون نیاز به فرآیندهای دمای پایین خاص که ممکن است به سایر قطعات روی برد آسیب برساند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را با جریان 30mA برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان پیشرو DC، 20mA است. تجاوز از این مقدار دمای پیوند را افزایش می‌دهد، افت لومن را تسریع می‌کند و می‌تواند منجر به خرابی زودرس شود. برای روشنایی بیشتر، LED را از دسته شدت نور بالاتر (مانند S2) انتخاب کنید یا از چندین LED استفاده کنید.

سوال 2: تفاوت بین جریان پیشرو پیک و جریان پیشرو DC چیست؟

پاسخ: جریان پیشرو DC (20mA) برای کارکرد پیوسته است. جریان پیشرو پیک (100mA) یک رتبه پالسی کوتاه‌مدت (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) است که برای مالتی‌پلکسینگ یا فلش‌های سیگنال کوتاه استفاده می‌شود. جریان متوسط در طول زمان همچنان باید محدودیت‌های تلفات توان و حرارتی را رعایت کند.

سوال 3: چرا دسته‌بندی مهم است و باید کدام دسته را مشخص کنم؟

پاسخ: دسته‌بندی یکنواختی رنگ و روشنایی را در کاربرد شما تضمین می‌کند. برای یک نشانگر منفرد، هر دسته‌ای ممکن است کافی باشد. برای یک آرایه چند LED (مانند نور پس‌زمینه)، شما باید دسته‌های یکسان V_F, I_Vو Hue را مشخص کنید تا از تفاوت‌های قابل مشاهده در روشنایی یا رنگ بین LEDهای مجاور جلوگیری شود. برای انتخاب پنجره عملکرد مناسب، به جداول کد دسته مراجعه کنید.

سوال 4: دیتاشیت به ریفلو 260 درجه سلسیوس اشاره می‌کند. آیا این بدون سرب است؟

پاسخ: بله، دمای پیک 260 درجه سلسیوس برای پروفیل‌های ریفلو بدون سرب (مطابق با RoHS) معمول است. سازگاری LED با این فرآیند، مناسب بودن آن را برای خطوط مونتاژ مدرن بدون سرب تأیید می‌کند.

11. موردکاوی عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک نوار نشانگر وضعیت فوق‌نازک برای تبلت

یک طراح به سه LED سفید (برق، وای‌فای، باتری) در لبه قاب تبلت نیاز دارد. طراحی مکانیکی فقط 0.6 میلی‌متر فضای بالای PCB را مجاز می‌داند. LTW-C191TLA با ارتفاع 0.55 میلی‌متر، انتخاب مناسبی است. طراح یک فوت‌پرینت PCB مطابق با طرح‌بندی پد پیشنهادی ایجاد می‌کند. او دسته 3 را برای V_F(3.0-3.2V)، دسته S1 را برای روشنایی (180-240 mcd) و دسته رنگ B5 را برای یک رنگ سفید خنثی یکنواخت مشخص می‌کند. یک مقاومت محدودکننده جریان برای منبع تغذیه 3.3V و جریان درایو 15mA (به طور محافظه‌کارانه زیر حداکثر 20mA) محاسبه می‌شود تا طول عمر تضمین شود و گرما در فضای محدود مدیریت شود. LEDها با استفاده از تجهیزات اتوماتیک از قرقره نوار 8 میلی‌متری قرار داده می‌شوند. مونتاژ تحت یک پروفیل ریفلو بدون سرب استاندارد با پیک 250 درجه سلسیوس قرار می‌گیرد که کاملاً در محدوده رتبه دستگاه است. نتیجه، مجموعه‌ای از نشانگرهای پرنور، یکنواخت و قابل اطمینان است که الزام سختگیرانه ضخامت را برآورده می‌کند.

12. معرفی اصول فناوری

LTW-C191TLA مبتنی بر فناوری نیمه‌هادیInGaN (ایندیوم گالیوم نیترید)است. LEDهای InGaN به دلیل توانایی تولید نور با بازده بالا در ناحیه آبی و سبز طیف معروف هستند. برای تولید نور سفید، از یک روش متداول استفاده می‌شود: یک تراشه LED آبی InGaN با یک لایه فسفر زرد (اغلب YAG:Ce) پوشش داده می‌شود. بخشی از نور آبی تراشه توسط فسفر جذب و به عنوان نور زرد بازتاب می‌شود. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده، برای چشم انسان سفید به نظر می‌رسد. با تنظیم ترکیب و ضخامت فسفر، می‌توان سایه‌های مختلف سفید (دمای رنگ مرتبط) را به دست آورد که در سیستم دسته‌بندی رنگ منعکس شده است. این فناوری LED سفید تبدیل‌شده با فسفر، تعادل خوبی از بازده، کیفیت رنگ و قابلیت تولید ارائه می‌دهد.

13. روندهای توسعه فناوری

روند در LEDهای SMD برای الکترونیک مصرفی به طور قطع به سمتمینیاتوری‌سازی و افزایش بازدهدر حرکت است. ارتفاع 0.55 میلی‌متری این محصول، پاسخی مستقیم به تقاضا برای دستگاه‌های نازک‌تر است. توسعه‌های آینده ممکن است این مقدار را حتی کمتر نیز کاهش دهند. همزمان، تلاشی برای افزایش بازده نوری (لومن بر وات) وجود دارد تا نور بیشتری از همان توان الکتریکی یا کمتر تولید شود و عمر باتری در دستگاه‌های قابل حمل بهبود یابد. روند دیگر، بهبود بازتولید رنگ و یکنواختی است که منجر به مشخصات دسته‌بندی دقیق‌تر می‌شود. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی یک روند کلیدی است، با LEDهایی که درایورهای داخلی، کنترلرها یا حتی سنسورها را در پکیج خود ادغام می‌کنند. در حالی که این دیتاشیت یک قطعه گسسته را توصیف می‌کند، فناوری‌های زیربنایی InGaN و فسفر همچنان در حال پیشرفت هستند و این بهبودها در عملکرد و یکپارچه‌سازی را ممکن می‌سازند.