مشخصات فنی LED SMD مدل LTW-C194TS5 - ضخامت فوق‌باریک 0.30 میلی‌متر - ولتاژ 2.7 تا 3.15 ولت - رنگ سفید - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTW-C194TS5 یک دیود نورافشان نصب‌سطحی (SMD LED) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن با محدودیت فضا طراحی شده است. موقعیت اصلی آن به عنوان یک قطعه نشانگر یا نور پس‌زمینه با روشنایی بالا و مینیاتوری است. مزیت اصلی این محصول در پروفیل فوق‌باریک 0.30 میلی‌متری آن است که امکان ادغام در دستگاه‌های فوق‌نازک مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها، فناوری‌های پوشیدنی و لپ‌تاپ‌های فوق‌سبک را فراهم می‌کند. بازار هدف شامل الکترونیک مصرفی، پنل‌های کنترل صنعتی، نورپردازی داخلی خودرو و نشانگرهای عمومی است که در آن‌ها به خروجی نور روشن و قابل اعتماد در یک پکیج حداقلی نیاز است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

عملکرد LTW-C194TS5 در دمای محیط استاندارد (Ta) برابر 25 درجه سلسیوس مشخص شده است. پارامترهای کلیدی محدوده عملیاتی آن را تعریف می‌کنند:

• شدت نور (Iv):در جریان مستقیم (IF) برابر 5 میلی‌آمپر، از حداقل 56.0 میلی‌کاندلا (mcd) تا مقدار معمول 146.0 mcd متغیر است. این پارامتر با استفاده از تجهیزاتی اندازه‌گیری می‌شود که منحنی پاسخ چشم ناظر استاندارد CIE را تقریب می‌زنند و اطمینان حاصل می‌کنند که برای بینایی انسان مرتبط است.
• زاویه دید (2θ1/2):زاویه دید گسترده 130 درجه مشخص شده است که یک الگوی انتشار نور پخش و وسیع را برای روشنایی منطقه‌ای و قابلیت دید با زاویه باز فراهم می‌کند.
• مختصات رنگی (x, y):نقطه رنگ نور سفید بر روی نمودار رنگی CIE 1931 تعریف شده است. مختصات معمول در IF=5mA برابر x=0.294 و y=0.286 است، با تلرانس تضمین شده ±0.01 برای هر دو مختصات. این یک سایه خاص از نور سفید را تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (VF):افت ولتاژ در دو سر ال‌ای‌دی هنگام عبور جریان 5 میلی‌آمپر، بین 2.70 ولت (حداقل) و 3.15 ولت (حداکثر) قرار دارد. این پارامتر برای طراحی مدار به منظور اطمینان از محدود‌سازی جریان مناسب بسیار مهم است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر (μA) هنگام اعمال بایاس معکوس 5 ولت جاری می‌شود که نشان‌دهنده مشخصات نشتی دیود است.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

• اتلاف توان (Pd):حداکثر 70 میلی‌وات.
• جریان مستقیم:جریان مستقیم پیوسته DC به 20 میلی‌آمپر محدود شده است. یک جریان مستقیم پیک بالاتر معادل 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است.
• ولتاژ معکوس (VR):حداکثر 5 ولت. کار تحت بایاس معکوس توصیه نمی‌شود و ممکن است باعث خرابی شود.
• محدوده‌های دمایی:عملیاتی: 20- تا 80+ درجه سلسیوس. نگهداری: 40- تا 85+ درجه سلسیوس.
• شرایط لحیم‌کاری:مقاوم در برابر لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز با دمای پیک 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس عملکرد در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. LTW-C194TS5 از یک سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی استفاده می‌کند:

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (VF)

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس ولتاژ مستقیم آن‌ها در IF=5mA دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد ال‌ای‌دی‌هایی با افت ولتاژ مشابه را برای روشنایی یکنواخت در مدارهای موازی یا برای مدیریت دقیق توان انتخاب کنند.

• بین A:VF = 2.70V تا 2.85V
• بین B:VF = 2.85V تا 3.00V
• بین C:VF = 3.00V تا 3.15V

تلرانس در هر بین ±0.1 ولت است.

3.2 دسته‌بندی شدت نور (IV)

این دسته‌بندی، ال‌ای‌دی‌ها را بر اساس شدت نور خروجی مرتب می‌کند که برای کاربردهای نیازمند سطوح روشنایی خاص حیاتی است.

• بین P2:Iv = 56.0 mcd تا 71.0 mcd
• بین Q1:Iv = 71.0 mcd تا 90.0 mcd
• بین Q2:Iv = 90.0 mcd تا 112.0 mcd
• بین R1:Iv = 112.0 mcd تا 146.0 mcd

تلرانس در هر بین شدت نور ±15% است.

3.3 دسته‌بندی فام رنگ (Hue)

رنگ نور سفید بر اساس مختصات رنگی (x, y) روی نمودار CIE 1931 در شش دسته (S1 تا S6) دسته‌بندی می‌شود. هر بین یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار رنگ را تعریف می‌کند. این امر یکنواختی رنگ را در بین چندین ال‌ای‌دی در یک مجموعه تضمین می‌کند. تلرانس مختصات فام رنگ در یک بین ±0.01 است. معمولاً یک نمودار ارائه می‌شود که این بین‌ها را روی نمودار رنگی نشان می‌دهد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، مفاهیم آن‌ها استاندارد است. طراحان می‌توانند انتظار روابط کلی زیر را داشته باشند:

• منحنی IV (جریان در مقابل ولتاژ):ولتاژ مستقیم (VF) به صورت لگاریتمی با جریان مستقیم (IF) افزایش می‌یابد. کارکرد به میزان قابل توجهی بالاتر از جریان تست توصیه شده 5mA، VF و اتلاف توان را افزایش خواهد داد.
• شدت نور در مقابل جریان:خروجی نور عموماً در محدوده عملیاتی متناسب با جریان مستقیم است، اما بازده ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل گرمایش کاهش یابد.
• وابستگی دمایی:شدت نور معمولاً با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. محدوده دمای عملیاتی گسترده (20- تا 80+ درجه سلسیوس) نشان‌دهنده عملکرد پایدار در شرایط محیطی مختلف است، اگرچه ممکن است در دماهای بالا نیاز به کاهش رتبه (دریتینگ) وجود داشته باشد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این ال‌ای‌دی دارای طرح پکیج استاندارد صنعتی EIA است. تمام ابعاد حیاتی، شامل طول، عرض، ارتفاع (0.30 میلی‌متر) و فاصله پایه‌ها، در نقشه‌های مبتنی بر میلی‌متر ارائه شده است. یک نشانگر قطبیت (معمولاً علامت کاتد یا یک فرورفتگی) در نقشه گنجانده شده است تا جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ تضمین شود.

5.2 طراحی پیشنهادی پد لحیم‌کاری

یک توصیه برای الگوی لند (فوت‌پرینت) برای طراحی PCB ارائه شده است. این شامل اندازه و شکل پدهای مسی است که ال‌ای‌دی به آن‌ها لحیم می‌شود. رعایت این توصیه برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد، تراز خودکار صحیح در حین ریفلو و اتلاف حرارت موثر بسیار مهم است. یک یادداشت حداکثر ضخامت استنسیل 0.10 میلی‌متر را برای اعمال خمیر لحیم پیشنهاد می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای ریفلو لحیم‌کاری

این قطعه به طور کامل با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) سازگار است. یک پروفیل پیشنهادی ارائه شده است:

• پیش‌گرم:150°C تا 200°C.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 120 ثانیه.
• دمای پیک:حداکثر 260°C.
• زمان بالاتر از نقطه مایع:حداکثر 10 ثانیه (برای حداکثر دو سیکل ریفلو توصیه می‌شود).

این پارامترها بر اساس استانداردهای JEDEC برای اطمینان از قابلیت اطمینان هستند. دیتاشیت تأکید می‌کند که پروفیل بهینه به تنظیمات خاص مونتاژ PCB (نوع برد، سایر قطعات، فر) بستگی دارد.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم لحیم‌کاری دستی، به دلیل اندازه کوچک و حساسیت به حرارت قطعه، باید با دقت بسیار انجام شود:

• دمای هویه:حداکثر 300°C.
• زمان تماس:حداکثر 3 ثانیه برای هر پد.
• تکرار:فقط یک بار؛ از بازکاری اجتناب کنید.

6.3 نگهداری و جابجایی

• احتیاط‌های ESD:این ال‌ای‌دی به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. جابجایی باید شامل بند مچ زمین‌شده، زیرانداز ضداستاتیک و تجهیزات به‌درستی زمین‌شده باشد.
• حساسیت به رطوبت:به عنوان یک قطعه SMD مینیاتوری، به رطوبت حساس است. هنگامی که در بسته‌بندی اصلی مهر و موم شده (با ماده خشک‌کن) است، باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری و ظرف یک سال استفاده شود. پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت، ال‌ای‌دی‌ها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری و ترجیحاً ظرف یک هفته ریفلو شوند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کن استفاده کنید. قطعاتی که بیش از یک هفته خارج از کیسه نگهداری شده‌اند، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت (حدود 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 20 ساعت) دارند تا از "پاپ‌کورنینگ" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از حلال‌های مشخص شده استفاده شود تا از آسیب به لنز پلاستیکی یا پکیج جلوگیری شود. عوامل توصیه شده اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی هستند، با زمان غوطه‌وری کمتر از یک دقیقه.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LTW-C194TS5 به صورت بسته‌بندی شده برای ماشین‌های مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place عرضه می‌شود:

• نوار حامل:نوار به عرض 8 میلی‌متر.
• اندازه قرقره:قرقره با قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر).
• تعداد در هر قرقره:5000 عدد.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):برای مقادیر باقیمانده 500 عدد.
• استاندارد بسته‌بندی:مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481-1. جیب‌های خالی در نوار با یک نوار پوششی مهر و موم شده‌اند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• نشانگرهای وضعیت:چراغ‌های وضعیت برق، اتصال یا عملکرد در الکترونیک مصرفی فوق‌نازک.
• نور پس‌زمینه:نور پس‌زمینه لبه‌ای یا مستقیم برای نمایشگرهای LCD کوچک، صفحه کلیدها یا نمادها.
• نورپردازی تزئینی:نورپردازی تاکیدی در فضای داخلی خودرو، لوازم خانگی یا لوازم جانبی گیمینگ.
• روشنایی عمومی:روشنایی منطقه‌ای سطح پایین در دستگاه‌های فشرده.

8.2 ملاحظات طراحی حیاتی

• محدود‌سازی جریان:همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید. مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید. جریان تست توصیه شده 5 میلی‌آمپر است، اما حداکثر جریان پیوسته مطلق 20 میلی‌آمپر است. برای روشنایی و اتلاف توان مناسب طراحی کنید.
• مدیریت حرارتی:علیرغم توان پایین آن، اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در PCB یا وایاهای حرارتی در زیر پدهای لحیم‌کاری برای هدایت گرما از اتصال ال‌ای‌دی دور شود، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز یا در دمای محیطی بالا. این امر خروجی نور و طول عمر را حفظ می‌کند.
• طراحی نوری:زاویه دید 130 درجه یک پرتو وسیع فراهم می‌کند. برای نور متمرکز، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد. ماده لنز زرد بر رنگ نهایی درک شده تأثیر خواهد گذاشت.
• انتخاب دسته‌بندی (بینینگ):برای کاربردهای نیازمند ظاهر یکنواخت (مانند آرایه‌های چند ال‌ای‌دی)، بین‌های تنگ برای VF، Iv و فام رنگ (Hue) را مشخص کنید تا تغییرات در روشنایی و رنگ به حداقل برسد.

9. مقایسه و تمایز فنی

عوامل تمایز اصلی LTW-C194TS5، پروفیل فوق‌باریک 0.30 میلی‌متری آن و استفاده از چیپ سفید اینگان (ایندیوم گالیوم نیتراید) است. در مقایسه با فناوری قدیمی‌تر مانند چیپ آبی با فسفر، ال‌ای‌دی‌های سفید مبتنی بر اینگان اغلب مزایایی از نظر بازده، پتانسیل بازآفرینی رنگ و پایداری ارائه می‌دهند. نازکی یک مزیت مکانیکی کلیدی نسبت به ال‌ای‌دی‌های SMD استاندارد (که اغلب 0.6 میلی‌متر یا ضخیم‌تر هستند) است و امکان طراحی در نسل جدید دستگاه‌های نازک را فراهم می‌کند. سازگاری آن با ریفلو IR استاندارد و طرح‌های پکیج EIA تضمین می‌کند که می‌تواند به عنوان جایگزین مستقیم یا ارتقاء در بسیاری از طراحی‌های موجود که به دنبال مینیاتوری‌سازی هستند، استفاده شود.پروفیل فوق‌باریک 0.30 میلی‌متریو استفاده از یکچیپ سفید اینگان (ایندیوم گالیوم نیتراید)است. در مقایسه با فناوری قدیمی‌تر مانند چیپ آبی با فسفر، ال‌ای‌دی‌های سفید مبتنی بر اینگان اغلب مزایایی از نظر بازده، پتانسیل بازآفرینی رنگ و پایداری ارائه می‌دهند. نازکی یک مزیت مکانیکی کلیدی نسبت به ال‌ای‌دی‌های SMD استاندارد (که اغلب 0.6 میلی‌متر یا ضخیم‌تر هستند) است و امکان طراحی در نسل جدید دستگاه‌های نازک را فراهم می‌کند. سازگاری آن با ریفلو IR استاندارد و طرح‌های پکیج EIA تضمین می‌کند که می‌تواند به عنوان جایگزین مستقیم یا ارتقاء در بسیاری از طراحی‌های موجود که به دنبال مینیاتوری‌سازی هستند، استفاده شود.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 هدف از سه دسته‌بندی مختلف چیست؟

دسته‌بندی (بینینگ) یکنواختی الکتریکی و نوری را تضمین می‌کند. دسته‌بندی VF به طراحی منبع تغذیه و مدارهای ال‌ای‌دی موازی کمک می‌کند. دسته‌بندی Iv یک سطح روشنایی خاص را تضمین می‌کند. دسته‌بندی فام رنگ برای تطابق رنگ در کاربردهای چند ال‌ای‌دی برای جلوگیری از تفاوت‌های رنگ قابل توجه حیاتی است.

10.2 آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را به طور پیوسته با جریان 20 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

در حالی که حداکثر مقدار مجاز مطلق 20 میلی‌آمپر DC است، شرایط تست استاندارد و داده‌های عملکرد معمول در 5 میلی‌آمپر ارائه شده‌اند. کار در 20 میلی‌آمپر خروجی نور بالاتری تولید می‌کند اما همچنین گرمای بیشتری ایجاد می‌کند، ولتاژ مستقیم را افزایش می‌دهد و به طور بالقوه قابلیت اطمینان بلندمدت را کاهش می‌دهد. انجام تحلیل حرارتی و احتمالاً کاهش رتبه حداکثر جریان بر اساس محیط عملیاتی واقعی ضروری است.

10.3 چرا الزامات سختگیرانه‌ای برای نگهداری و پخت (بیکینگ) وجود دارد؟

پکیج پلاستیکی فوق‌باریک می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که می‌تواند پکیج را ترک دهد یا پیوندهای داخلی را جدا کند ("پاپ‌کورنینگ"). روش‌های نگهداری و پخت برای حذف ایمن این رطوبت قبل از لحیم‌کاری طراحی شده‌اند.

10.4 چگونه مختصات رنگی (x=0.294, y=0.286) را تفسیر کنم؟

این مختصات یک نقطه را روی نمودار رنگی CIE 1931 ترسیم می‌کنند که تمام رنگ‌های قابل درک را نقشه‌برداری می‌کند. این نقطه خاص مربوط به یک سایه خاص از نور سفید است که اغلب به عنوان "سفید سرد" توصیف می‌شود. تلرانس ±0.01 یک ناحیه کوچک در اطراف این نقطه را تعریف می‌کند که تضمین می‌شود رنگ ال‌ای‌دی در آن قرار گیرد.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک نوار نشانگر وضعیت برای یک تبلت نازک.یک طراح به پنج ال‌ای‌دی سفید یکنواخت برای یک نوار نشانگر سطح شارژ نیاز دارد. فضای پشت قاب بسیار محدود است (0.4 میلی‌متر). آن‌ها LTW-C194TS5 را به دلیل ارتفاع 0.30 میلی‌متری آن انتخاب می‌کنند. برای اطمینان از یکنواختی، آن‌ها بین B را برای VF (2.85-3.00V)، بین R1 را برای Iv (112-146 mcd) و بین S3 را برای فام رنگ مشخص می‌کنند. آن‌ها فوت‌پرینت PCB را دقیقاً طبق توصیه طراحی می‌کنند، با یک پد حرارتی کوچک که به یک صفحه زمین داخلی برای هیت‌سینک متصل است. از یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 5 میلی‌آمپر برای هر ال‌ای‌دی استفاده می‌شود. ال‌ای‌دی‌ها بر روی قرقره‌های 7 اینچی برای مونتاژ اتوماتیک سفارش داده می‌شوند. کارخانه پروفیل ریفلو تجویز شده را دنبال می‌کند و قرقره‌های باز شده را در یک کابینت خشک نگهداری می‌کند و پس از یک تعطیلی آخر هفته قبل از استفاده آن‌ها را می‌پزد. نتیجه یک نوار نشانگر روشن، یکنواخت و قابل اعتماد است که با محدودیت‌های طراحی مکانیکی مطابقت دارد.

12. معرفی اصول فنی

LTW-C194TS5 بر اساس فناوری نیمه‌هادی اینگان است. در یک ال‌ای‌دی سفید، معمولاً یک چیپ اینگان با انتشار نور آبی با یک پوشش فسفر زرد در داخل پکیج ترکیب می‌شود. هنگامی که چیپ نور آبی ساطع می‌کند، بخشی از آن توسط فسفر جذب شده و به عنوان نور زرد مجدداً ساطع می‌شود. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود. نسبت‌های خاص انتشار چیپ و ترکیب فسفر، مختصات رنگی نهایی (نقطه رنگ) را در طیف نور سفید تعیین می‌کنند. پکیج فوق‌باریک از طریق تکنیک‌های پیشرفته قالب‌گیری و بسته‌بندی در سطح ویفر به دست می‌آید که مواد بالاتر و پایین‌تر از دی نیمه‌هادی را به حداقل می‌رساند.

13. روندها و تحولات صنعت

روند ال‌ای‌دی‌های SMD برای الکترونیک مصرفی به طور بی‌امان به سمتمینیاتوری‌سازی(نازک‌تر، فوت‌پرینت‌های کوچک‌تر) وافزایش بازده(خروجی نور بیشتر به ازای هر واحد توان الکتریکی و هر واحد سطح) است. پروفیل 0.30 میلی‌متری این ال‌ای‌دی گامی در این جهت است. علاوه بر این، تلاش مستمری برای بهبود یکنواختی رنگ و شاخص بازآفرینی رنگ (CRI) بالاتر در ال‌ای‌دی‌های سفید وجود دارد که از طریق پیشرفت‌ها در فناوری فسفر و طراحی چیپ حاصل می‌شود. روند دیگر ادغام ویژگی‌های بیشتر، مانند ICهای تعبیه‌شده برای کنترل (ساخت "ال‌ای‌دی‌های هوشمند") است، اگرچه به نظر می‌رسد LTW-C194TS5 یک قطعه گسسته استاندارد باشد. سازگاری با فرآیندهای بدون سرب (RoHS) و ریفلو با دمای بالا همچنان یک نیاز اساسی است که توسط مقررات زیست‌محیطی جهانی و استانداردهای مونتاژ هدایت می‌شود.improved color consistency and higher Color Rendering Index (CRI)in white LEDs, achieved through advancements in phosphor technology and chip design. Another trend is the integration of more features, such as built-in ICs for control (making "smart LEDs"), though the LTW-C194TS5 appears to be a standard discrete component. The compatibility with lead-free (RoHS) and high-temperature reflow processes remains a fundamental requirement driven by global environmental regulations and assembly standards.