LED SMD جانبي النظر أخضر 530 نانومتر - حزمة EIA - 20 مللي أمبير - 76 ميلي واط - ورقة البيانات الفنية

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصّل هذا المستند مواصفات صمام ثنائي باعث للضوء (LED) عالي السطوع من نوع جهاز مُركّب على السطح (SMD) ذو إضاءة جانبية. يستخدم المكون شريحة أشباه موصلات من إنيديوم جاليوم نيتريد (InGaN) لإنتاج ضوء أخضر. تم تصميمه لعمليات التجميع الآلي وهو متوافق مع لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، مما يجعله مناسبًا للتصنيع بكميات كبيرة. يتم تغليف الـ LED على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، متوافقًا مع معايير تغليف تحالف الصناعات الإلكترونية (EIA) لضمان التعامل والتركيب المتسق.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• سطوع عالٍ:يستخدم تقنية شريحة InGaN فائقة السطوع.
• إصدار ضوئي جانبي النظر:تم تصميم الغلاف لإصدار الضوء من الجانب، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات الإضاءة الخلفية في الأجهزة ذات المظهر الرفيع.
• ملائم للأتمتة:متوافق بالكامل مع معدات الالتقاط والتركيب الآلي وملفات تعريف اللحام القياسية بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء.
• خالي من الرصاص ومتوافق مع RoHS:يتوافق الجهاز مع توجيهات تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• متوافق مع الدوائر المتكاملة (IC):يمكن تشغيله مباشرة بواسطة مخرجات الدوائر المتكاملة القياسية.

1.2 التطبيقات المستهدفة

يُقصد بهذا الـ LED للتطبيقات العامة كمؤشر وإضاءة خلفية في الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والأجهزة المنزلية. تجعله خاصية الإصدار الجانبي مفيدًا بشكل خاص لإضاءة حواف اللوحات، ومؤشرات الحالة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، والإضاءة الخلفية لعروض الكريستال السائل (LCD) في الأجهزة المحمولة.

2. المواصفات الفنية والتحليل المتعمق

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُضمن التشغيل تحت هذه الظروف.

• استهلاك الطاقة (Pd):76 ميلي واط. هذه هي أقصى قدرة يمكن لحزمة الـ LED تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.
• التيار الأمامي المستمر (IF):20 مللي أمبير تيار مستمر. التيار التشغيلي الثابت الموصى به.
• تيار الذروة الأمامي:100 مللي أمبير، مسموح به فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا يسمح بومضات عالية الكثافة قصيرة المدى.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -30 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ، وهو ما هو نموذجي لعمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند Ta=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تحدد الأداء تحت ظروف التشغيل العادية.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 71.0 ميللي كانديلا إلى حد أقصى نموذجي 450.0 ميللي كانديلا. يتم قياس الشدة باستخدام مستشعر مُرشّح لمطابقة استجابة العين البشرية الضوئية (منحنى CIE).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الضوء إلى نصف قيمتها القصوى (على المحور)، مما يشير إلى نمط إشعاع واسع جدًا مناسب للإضاءة الجانبية.
• الطول الموجي الذروي (λ_P):530 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):525 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد لون الـ LED، والمستمد من مخطط لونية CIE.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):35 نانومتر. عرض طيف الانبعاث عند نصف الشدة القصوى (العرض الكامل عند نصف القيمة القصوى - FWHM).
• الجهد الأمامي (V_F):عادة 3.2 فولت، مع نطاق من 2.8 فولت إلى 3.6 فولت عند 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر الـ LED عند مرور التيار.
• التيار العكسي (I_R):أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للعمل بتحيز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض اختبار التسرب فقط.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات أداء (Bins). هذا يسمح للمصممين باختيار قطع تلبي متطلبات جهد وسطوع ولون محددة.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الوحدات بناءً على جهدها الأمامي (V_F) عند 20 مللي أمبير. لكل مجموعة (Bin) تسامح ±0.1 فولت.

• D7:2.80 فولت – 3.00 فولت
• D8:3.00 فولت – 3.20 فولت
• D9:3.20 فولت – 3.40 فولت
• D10:3.40 فولت – 3.60 فولت

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الوحدات بناءً على شدة إضاءتها (I_v) عند 20 مللي أمبير. لكل مجموعة (Bin) تسامح ±15%.

• Q:71.0 ميللي كانديلا – 112.0 ميللي كانديلا
• R:112.0 ميللي كانديلا – 180.0 ميللي كانديلا
• S:180.0 ميللي كانديلا – 280.0 ميللي كانديلا
• T:280.0 ميللي كانديلا – 450.0 ميللي كانديلا

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الوحدات بناءً على طولها الموجي السائد (λ_d) عند 20 مللي أمبير. لكل مجموعة (Bin) تسامح ±1 نانومتر.

• AP:520.0 نانومتر – 525.0 نانومتر
• AQ:525.0 نانومتر – 530.0 نانومتر
• AR:530.0 نانومتر – 535.0 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى رسوم بيانية محددة في ورقة البيانات، يمكن وصف الاتجاهات النموذجية للأداء:

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يُظهر الـ LED خاصية I-V غير خطية نموذجية للصمام الثنائي. يزداد الجهد الأمامي بشكل لوغاريتمي مع التيار. التشغيل بشكل كبير فوق 20 مللي أمبير الموصى بها سيسبب زيادة غير متناسبة في V_Fواستهلاك الطاقة (الحرارة).

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

ناتج الضوء (شدة الإضاءة) يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل الموصى به. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند تيارات عالية جدًا بسبب زيادة درجة حرارة الوصلة.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

أداء الـ LED حساس لدرجة الحرارة. مع زيادة درجة حرارة الوصلة:

• الجهد الأمامي (V_F):ينخفض قليلاً.
• شدة الإضاءة (I_v):تنخفض. معدل هذا الانخفاض هو عامل رئيسي في تصميم إدارة الحرارة.
• الطول الموجي (λ_d):قد يتحول قليلاً، عادةً نحو أطوال موجية أطول (انزياح أحمر).

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف واستقطابية الأقطاب

يأتي الـ LED في غلاف SMD قياسي متوافق مع EIA. تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد. عادةً ما يتم تمييز الكاثود (القطب السالب)، غالبًا بشق، أو نقطة خضراء، أو طول/شكل مختلف للطرف. الاستقطابية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

5.2 نمط اللحام الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB Land Pattern)

يتم توفير تخطيط مقترح لوسادات اللحام لضمان وصلات لحام موثوقة ومحاذاة صحيحة أثناء إعادة التدفق. الالتزام بهذا النمط يساعد في منع ظاهرة "اللوحة القبرية" (قيام المكون على أحد طرفيه) ويضمن اتصالًا حراريًا وكهربائيًا جيدًا.

6. إرشادات التجميع واللحام والتعامل

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق (Reflow)

يتم توفير ملف تعريف مقترح لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء للعمليات الخالية من الرصاص، متوافق مع معايير JEDEC. تشمل المعلمات الرئيسية:

• التسخين المسبق:150–200 درجة مئوية لمدة تصل إلى 120 ثانية لتسخين اللوحة تدريجيًا وتنشيط المادة المساعدة للّحام (Flux).
• درجة الحرارة القصوى:260 درجة مئوية كحد أقصى.
• الوقت فوق نقطة الانصهار:يجب أن يحدد الملف الزمني الوقت الذي تكون فيه أطراف الـ LED فوق نقطة انصهار اللحام إلى حد أقصى 10 ثوانٍ، ولا يجب إجراء إعادة التدفق أكثر من مرتين.

ملاحظة:يعتمد الملف الزمني الأمثل على تصميم لوحة الدوائر المطبوعة المحدد، ومعجون اللحام، والفرن. يعمل الملف المقدم كنقطة بداية.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة مضبوطة على 300 درجة مئوية كحد أقصى. قلل وقت اللحام إلى 3 ثوانٍ لكل طرف، وقم باللحام مرة واحدة فقط.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، استخدم المذيبات المحددة فقط. اغمر الـ LED في كحول إيثيلي أو كحول أيزوبروبيلي في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية أو مواد كيميائية غير محددة، لأنها قد تتلف العدسة البلاستيكية أو الغلاف.

6.4 التخزين والحساسية للرطوبة

مصابيح LED حساسة للرطوبة. إذا كانت الحقيبة المانعة للرطوبة الأصلية المغلقة (مع مجفف) غير مفتوحة، فيجب تخزينها عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد فتح الحقيبة، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية. يجب لحام المكونات التي تمت إزالتها من التغليف الأصلي بإعادة التدفق خلال أسبوع واحد. للتخزين لفترات أطول خارج الحقيبة الأصلية، قم بالتخزين في حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو في مجفف نيتروجين. إذا تم التخزين مفتوحًا لأكثر من أسبوع، يُوصى بالتجفيف (Baking) عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل التجميع لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفرقعة" (Popcorning) أثناء إعادة التدفق.

6.5 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. تعامل معها دائمًا في منطقة محمية من ESD باستخدام أساور معصم مؤرضة، وسُجاد مضاد للكهرباء الساكنة، وحاويات موصلة. يجب تأريض جميع المعدات بشكل صحيح.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة (Tape and Reel)

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز بعرض 8 مم، مغلق بشريط غطاء علوي. يتم لف الشريط على بكرات قياسية قطرها 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 4000 قطعة. بالنسبة للكميات الأقل من بكرة كاملة، ينطبق حد أدنى لتعبئة 500 قطعة للدفعات المتبقية.

7.2 هيكل رقم القطعة

يشفر رقم القطعة LTST-S220TGKT السمات الرئيسية:

• LTST:يشير على الأرجح إلى عائلة المنتج (Lite-On SMD LED).
• S220:يشير على الأرجح إلى نمط/حجم الغلاف (جانبي النظر، 220 ميل؟ - خاص بالشركة المصنعة).
• TGKT:على الرغم من أن استهلاك الطاقة منخفض (76 ميلي واط)، إلا أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة المناسب مهم للموثوقية طويلة المدى. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس حول وسادات الـ LED لتعمل كمشتت حراري، خاصة إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من أقصى تيار.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تحديد التيار

الـ LED هو جهاز يعمل بالتيار. استخدم دائمًا مقاومة تحديد تيار على التوالي أو دائرة قيادة تيار ثابت. يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. استخدم أقصى قيمة V_Fمن ورقة البيانات (3.6 فولت) لضمان تيار كافٍ تحت جميع الظروف.

8.2 إدارة الحرارة

Although power dissipation is low (76mW), proper PCB layout is important for long-term reliability. Ensure adequate copper area around the LED pads to act as a heat sink, especially if operating at high ambient temperatures or near the maximum current.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية الجانبية البالغة 130 درجة إضاءة واسعة منتشرة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب ضوءًا أكثر تركيزًا، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء ضرورية. ضع في اعتبارك تفاعل نمط انبعاث الـ LED مع المكونات المجاورة والأغلفة.

9. المقارنة الفنية والتمييز

المميزات الأساسية لهذا الـ LED هيغلافه ذو الإضاءة الجانبيةوتقنية شريحة InGaN. مقارنة بمصابيح LED ذات الإصدار العلوي، فهو مصمم لتوجيه الضوء موازيًا لسطح لوحة الدوائر المطبوعة، مما يوفر مساحة رأسية. تتيح تقنية InGaN سطوعًا وكفاءة عاليين في مناطق الطيف الأخضر/الأزرق مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل AlGaAs.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بدون مقاومة تحديد تيار؟

No.سيؤدي توصيل الـ LED مباشرة بمصدر جهد إلى تدفق تيار مفرط، مما يؤدي إلى تدمير الجهاز على الفور. مقاومة على التوالي أو منظم تيار نشط إلزاميان.

10.2 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذرويهو الذروة الفيزيائية للطيف الضوئي المنبعث.الطول الموجي السائدهي نقطة اللون المُدركة على مخطط CIE. بالنسبة لمصدر أحادي اللون، يكونان متشابهين. بالنسبة لمصابيح LED ذات عرض طيفي معين، فإن الطول الموجي السائد هو ما تدركه العين البشرية كلون.

10.3 لماذا توجد متطلبات للتخزين والتجفيف (Baking)؟

يمكن أن يمتص الغلاف البلاستيكي الرطوبة من الهواء. أثناء عملية اللحام عالي الحرارة بإعادة التدفق، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة إلى بخار، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا ("فرقعة"). يزيل التجفيف هذه الرطوبة.

11. مثال تصميمي عملي

السيناريو:تصميم مؤشر حالة بإضاءة جانبية على لوحة منطقية رقمية بجهد 5 فولت.

1. اختيار المكون:اختر LED من مجموعة الشدة المناسبة (مثل 'R' للسطوع المتوسط).
2. ضبط التيار:قرر التشغيل عند 20 مللي أمبير النموذجية.
3. حساب المقاومة:باستخدام أسوأ حالة V_F= 3.6 فولت. R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 68 أوم. إعادة حساب التيار: I = (5V - 3.2V_{النموذجي}) / 68Ω ≈ 26.5 مللي أمبير (آمن، أقل من أقصى تيار مستمر مطلق).
4. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:ضع الـ LED وفقًا لنمط اللحام الموصى به. أضف وصلات تخفيف حرارية صغيرة إلى وسادة الكاثود المتصلة بمستوى أرضي لتبديد الحرارة.
5. التجميع:اتبع ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص، مع التأكد من تجفيف اللوحة إذا تم تجاوز وقت التعامل الحساس للرطوبة.

12. مبدأ التشغيل

الـ LED هو صمام ثنائي أشباه موصلات من نوع وصلة p-n. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p في المنطقة النشطة (شريحة InGaN). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء. تمتلك InGaN فجوة نطاق مناسبة لإنتاج ضوء أخضر، وأزرق، وأبيض (مع الفسفور).

13. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر صناعة الإلكترونيات الضوئية في التقدم في عدة مجالات رئيسية ذات صلة بمثل هذه المكونات:

• زيادة الكفاءة (لومن/واط):تؤدي التحسينات المستمرة في علوم المواد وتصميم الشرائح إلى إنتاج ناتج ضوئي أكبر لكل وحدة من طاقة الإدخال الكهربائية.
• التصغير:تستمر أحجام العبوات في الانكماش مع الحفاظ على الأداء البصري أو تحسينه.
• تحسين اتساق اللون:تقليل تسامحات التصنيف (Binning) المتشددة وعمليات التصنيع المتقدمة من التباين اللوني بين دفعات الإنتاج.
• موثوقية وعمر تشغيلي أعلى:مواد تغليف أفضل وتصاميم إدارة حرارية تمدد العمر التشغيلي، خاصة في ظل ظروف درجة الحرارة العالية.
• التكامل:تشمل الاتجاهات دمج شرائح LED متعددة (RGB)، أو مشغلات، أو منطق تحكم في عبوات واحدة لحلول إضاءة أكثر ذكاءً.

يمثل هذا الـ LED SMD جانبي النظر مكونًا ناضجًا وموثوقًا مبنيًا على تقنية InGaN الراسخة، ومُحسّنًا للتجميع الآلي والأداء المتسق في مجموعة واسعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية.