ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C230KGKT - أخضر بتقنية AlInGaP - 20mA - 2.4V - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لصمام ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع جهاز التركيب السطحي (SMD). المنتج هو من نوع LED الشريحة ذو التركيب العكسي، ويستخدم تقنية أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) لإنتاج الضوء الأخضر. تم تصميمه لعمليات التجميع الآلي وهو متوافق مع لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، مما يجعله مناسبًا للتصنيع بكميات كبيرة. يتم تغليف الجهاز على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات لعمليات التركيب والوضع الفعالة.

1.1 المزايا الأساسية

• سطوع عالٍ:تقدم شريحة AlInGaP شدة إضاءة عالية.
• التوافق مع التصميم:يتميز ببصمة عبوة قياسية وفق معيار EIA.
• ملائم للتصنيع:متوافق مع معدات التركيب الآلي وعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء.
• الامتثال البيئي:المنتج يلبي توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

2. التعمق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد التصنيفات التالية الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. جميع القيم محددة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ملي واط
• تيار الأمام الذروي (IFP):80 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• تيار الأمام المستمر (IF):30 مللي أمبير
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -30°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40°C إلى +85°C
• ظروف اللحام بالأشعة تحت الحمراء:درجة حرارة ذروية 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعلمات أداء الجهاز تحت ظروف التشغيل العادية، تُقاس عادةً عند Ta=25°C وتيار أمامي (IF) قدره 20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):18.0 mcd (الحد الأدنى)، 35.0 mcd (النموذجي). تم القياس بمستشعر/مرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة المقاسة على المحور المركزي.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):574 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):571 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي المشتق من مخطط لونية CIE الذي يمثل بشكل أفضل اللون المُدرك بالعين البشرية.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.
• جهد الأمام (VF):2.0 فولت (الحد الأدنى)، 2.4 فولت (النموذجي) عند IF=20mA.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز الأجهزة إلى مجموعات (Bins) بناءً على معلمات رئيسية لضمان الاتساق في التطبيق. يتم تعريف رموز المجموعات لهذا المنتج على النحو التالي:

3.1 تصنيف جهد الأمام

يتم التصنيف عند IF=20mA. التسامح في كل مجموعة هو ±0.1V.
رمز المجموعة 4: 1.90V - 2.00V
رمز المجموعة 5: 2.00V - 2.10V
رمز المجموعة 6: 2.10V - 2.20V
رمز المجموعة 7: 2.20V - 2.30V
رمز المجموعة 8: 2.30V - 2.40V

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم التصنيف عند IF=20mA. التسامح في كل مجموعة هو ±15%.
رمز المجموعة M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
رمز المجموعة N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
رمز المجموعة P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التصنيف عند IF=20mA. التسامح لكل مجموعة هو ±1nm.
رمز المجموعة C: 567.5 nm - 570.5 nm
رمز المجموعة D: 570.5 nm - 573.5 nm
رمز المجموعة E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الأداء النموذجية الضرورية للتصميم. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإنها تشمل عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، وهو أمر مهم لتصميم دائرة القيادة.
• جهد الأمام مقابل تيار الأمام:منحنى خاصية IV، وهو بالغ الأهمية لحساب تبديد الطاقة واختيار مقاومات تحديد التيار.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح الانخفاض الحراري لخرج الضوء، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات في ظروف بيئية متغيرة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند 574 نانومتر ونصف العرض البالغ 15 نانومتر.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق الجهاز مع مخطط عبوة قياسي وفق معيار EIA. جميع الأبعاد بالميليمترات بتسامح عام ±0.10 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد يظهر الطول والعرض والارتفاع ومواضع الأطراف لتكوين التركيب العكسي.

5.2 تحديد القطبية

كمكون ذو تركيب عكسي، فإن تحديد القطبية على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أمر بالغ الأهمية. يوضح تخطيط وسادات اللحام المقترح في ورقة البيانات هندسات وسادة الكاثود والأنود بوضوح لضمان الاتجاه الصحيح أثناء التجميع.

5.3 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد الجهاز على شريط حامل بعرض 8 مم وفقًا لمعايير EIA-481، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. تشمل مواصفات الشريط الرئيسية أبعاد الجيوب، وشريط التغطية، ومتطلبات شريط البداية/النهاية لضمان التوافق مع المعدات الآلية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتم توفير ملف تعريف مقترح لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء للعمليات الخالية من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية:
- التسخين المسبق:150-200 درجة مئوية.
- زمن التسخين المسبق:120 ثانية كحد أقصى.
- درجة الحرارة الذروية:260 درجة مئوية كحد أقصى.
- الوقت فوق نقطة السيولة:وفقًا لمنحنى الملف المحدد (يشار إليه في الصفحة 3 من الوثيقة الأصلية).
- الحد الحرج:يجب ألا يتعرض الجهاز لـ 260 درجة مئوية لأكثر من 10 ثوانٍ. يجب ألا يتم إجراء إعادة التدفق أكثر من مرتين كحد أقصى.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا:
- درجة حرارة المكواة:300 درجة مئوية كحد أقصى.
- زمن اللحام:3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وصلة.
- مهم:يجب إجراء اللحام اليدوي مرة واحدة فقط.

6.3 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة (مع مجفف):قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية. يوصى بالاستخدام خلال سنة واحدة من فتح كيس الحاجز الرطوبي.
• العبوة المفتوحة / بعد التعرض:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب إعادة تدفق المكونات بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا) من تعرضها للهواء المحيط (MSL 2a). للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو مجفف نيتروجين. تتطلب المكونات المخزنة لأكثر من 672 ساعة الخبز عند حوالي 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام.

6.4 التنظيف

لا تستخدم مواد كيميائية غير محددة. إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، انقع LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة.

7. معلومات التغليف والطلب

وحدة الطلب القياسية هي بكرة 7 بوصات تحتوي على 3000 قطعة. ينطبق حد أدنى لكمية التعبئة يبلغ 500 قطعة للكميات المتبقية. يضمن تغليف الشريط والبكرة التوافق مع خطوط التجميع الآلية عالية السرعة. يشفر رقم الجزء LTST-C230KGKT الخصائص المحددة لهذا الجهاز.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب مؤشرًا أخضر ساطعًا ومضغوطًا، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:
- مؤشرات الحالة على الإلكترونيات الاستهلاكية (مثل أجهزة التوجيه، الشواحن، الأجهزة المنزلية).
- الإضاءة الخلفية لمفاتيح الغشاء أو اللوحات الصغيرة.
- الإضاءة الزخرفية في المساحات المدمجة.
- مؤشرات لوحات التحكم الصناعية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى حد أقصى 30mA تيار مستمر. نقطة التشغيل النموذجية هي 20mA.
• الإدارة الحرارية:تأكد من أن تصميم PCB يسمح بتشتيت الحرارة، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من التيار الأقصى أو في درجات حرارة محيطة عالية، حيث تنخفض شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة الحرارة.
• حماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. نفذ ضوابط ESD مناسبة أثناء المناولة والتجميع، مثل استخدام أساور المعصم الموصولة بالأرض ومحطات العمل.
• حماية من الجهد العكسي:الحد الأقصى للجهد العكسي هو 5V فقط. قم بتضمين حماية (على سبيل المثال، صمام ثنائي على التوازي) إذا كانت الدائرة تعرض LED لجهد عكسي محتمل.

9. المقارنة التقنية والتمييز

عوامل التمييز الرئيسية لهذا LED هيتصميمه ذو التركيب العكسيوتقنية AlInGaP. يسمح التركيب العكسي بتجميع ذو مظهر منخفض حيث يتم تركيب LED على الجانب المقابل لـ PCB من اتجاه الرؤية. تقدم تقنية AlInGaP كفاءة أعلى واستقرار أداء أفضل مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaP القياسي لمصابيح LED الخضراء، مما يؤدي إلى سطوع أعلى ولون أكثر اتساقًا.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة (574 نانومتر). الطول الموجي السائد (λd) هو قيمة محسوبة (571 نانومتر) من مخطط ألوان CIE تمثل بشكل أفضل اللون الذي تدركه العين البشرية.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 3.3V؟
ج: نعم، ولكن يجب عليك استخدام مقاوم محدد للتيار. على سبيل المثال، مع VF بقيمة 2.4V عند 20mA، ستكون قيمة المقاوم R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 أوم. استخدم القيمة القياسية الأقرب وتحقق من تصنيف الطاقة.

س: ماذا تعني \"MSL 2a\" للتخزين؟
ج: مستوى الحساسية للرطوبة 2a يشير إلى أن المكون يمكن تعريضه لظروف أرضية المصنع (≤60% رطوبة نسبية، ≤30°C) لمدة تصل إلى 4 أسابيع (672 ساعة) قبل أن يتطلب الخبز قبل لحام إعادة التدفق لمنع تلف \"الانتفاش\" (Popcorning).

11. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم مؤشر حالة لجهاز محمول يعمل بمصدر طاقة USB 5V. يحتاج المؤشر إلى أن يكون أخضر ساطعًا ومركبًا على الجانب السفلي من PCB، مرئيًا من خلال نافذة صغيرة.

الحل:يعتبر LTST-C230KGKT مثاليًا بسبب قدرته على التركيب العكسي. تم تصميم دائرة مقاوم على التوالي بسيطة: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. تم اختيار مقاوم 130Ω، 1/8W. يستخدم تخطيط PCB أبعاد الوسادات المقترحة من ورقة البيانات. يتم وضع LED على الطبقة السفلية، وتتم محاذاة نافذة العرض في الغلاف مع موضعه. تضمن زاوية الرؤية البالغة 130 درجة وضوح رؤية جيد.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تحدد النسبة المحددة للألومنيوم والإنديوم والجاليوم في الشبكة البلورية طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأخضر (~571 نانومتر). العدسة \"الصافية كالماء\" مصنوعة من الإيبوكسي أو السيليكون الذي لا يحتوي على مادة منتشرة، مما يسمح برؤية اللون الساطع المشبع الأصلي للشريحة.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر الاتجاه في مصابيح LED المؤشر SMD نحو كفاءة أعلى (مزيد من خرج الضوء لكل مللي أمبير)، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف (binning) أكثر دقة، وتعزيز الموثوقية تحت عمليات اللحام ذات درجات الحرارة العالية مثل إعادة التدفق الخالية من الرصاص. هناك أيضًا دفع نحو التصغير مع الحفاظ على الأداء البصري أو زيادته. تزداد شعبية عبوات التركيب العكسي والرؤية الجانبية لتحقيق تصاميم أنيقة ومنخفضة المظهر في الإلكترونيات الاستهلاكية الحديثة. علاوة على ذلك، فإن التكامل مع الإلكترونيات الدافعة (على سبيل المثال، دوائر متكاملة مدمجة للتيار الثابت أو التحكم في اللون) هو مجال متنامٍ، على الرغم من أن هذا الجهاز المحدد يظل مكونًا منفصلاً وقياسيًا.