ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-T180UBKT - أزرق 468 نانومتر - زاوية رؤية 120° - 30 مللي أمبير - 108 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لديود باعث للضوء (LED) من نوع جهاز مثبت على السطح (SMD). تم تصميم هذا المكون لعمليات التجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، ويتميز بحجم صغير مثالي للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. يستخدم الـ LED مادة شبه موصلة من نوع إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN) لإنتاج الضوء الأزرق، وهو مغلف داخل عدسة شفافة تمامًا.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

يتوافق الـ LED مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS). يتم توريده على شكل شريط قياسي بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يسهل التوافق مع معدات اللصق والتركيب الآلية. تم تصميم الجهاز ليكون متوافقًا مع الدوائر المتكاملة (IC) ويمكنه تحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية. تمت تهيئته مسبقًا لتسريع الوصول إلى مستوى الحساسية للرطوبة 3 وفقًا لمجلس هندسة الأجهزة الإلكترونية المشترك (JEDEC).

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

هذا الـ LED مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية أجهزة الاتصالات، ومعدات أتمتة المكاتب، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعية. وتشمل استخداماته النموذجية كمؤشرات حالة، ومصابيح إشارة أو رموز، وإضاءة خلفية للوحات الأمامية.

2. التفسير الموضوعي العميق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم.

• تبديد الطاقة (Pd):108 ميغاواط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن للجهاز تبديدها على شكل حرارة.
• تيار الذروة الأمامي (I_F(PEAK)):100 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي لحظي مسموح به، عادةً في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل الموثوق.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +100°C. يتم ضمان عمل الجهاز ضمن هذا النطاق لدرجة الحرارة المحيطة.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C. يمكن تخزين الجهاز دون تدهور ضمن هذا النطاق.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي للـ LED في ظل ظروف التشغيل العادية عند Ta=25°C.

• شدة الإضاءة (I_V):من 280 إلى 560 ملي كانديلا (mcd) عند تيار أمامي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير. يتم قياس الشدة باستخدام مستشعر ومرشح يقترب من منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المحور).
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):468 نانومتر (nm) نموذجي. هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):من 465 إلى 475 نانومتر عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والمستمد من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر نموذجي. يشير هذا إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):من 2.6 إلى 3.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر الـ LED عند مرور التيار.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل العكسي؛ هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط.

3. شرح نظام التصنيف إلى مجموعات (Binning)

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير الأداء الرئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

يتم القياس عند 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±0.1 فولت.

• D6:2.6 فولت (الحد الأدنى) - 2.8 فولت (الحد الأقصى)
• D7:2.8 فولت - 3.0 فولت
• D8:3.0 فولت - 3.2 فولت
• D9:3.2 فولت - 3.4 فولت
• D10:3.4 فولت - 3.6 فولت

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

يتم القياس بالملي كانديلا (mcd) عند 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±11%.

• T1:280 ملي كانديلا (الحد الأدنى) - 355 ملي كانديلا (الحد الأقصى)
• T2:355 ملي كانديلا - 450 ملي كانديلا
• U1:450 ملي كانديلا - 560 ملي كانديلا

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد (λ_d)

يتم القياس بالنانومتر (nm) عند 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.

• AC:465.0 نانومتر (الحد الأدنى) - 470.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• AD:470.0 نانومتر - 475.0 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

يتم توفير منحنيات الخصائص النموذجية لتوضيح العلاقة بين المعلمات الرئيسية. هذه المنحنيات ضرورية لتصميم الدوائر وتوقع الأداء.

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

يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين التيار المتدفق عبر الـ LED والجهد عبره. وهو أمر بالغ الأهمية لاختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب في دائرة القيادة.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني كيف تزداد شدة الضوء المنبعث (بالملي كانديلا) مع زيادة التيار الأمامي. يُظهر عادةً علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل الموصى به، مما يساعد المصممين على تحقيق مستويات السطوع المطلوبة.

4.3 توزيع القدرة الطيفية

يرسم هذا المنحنى شدة الضوء النسبية مقابل الطول الموجي، ويظهر الذروة عند حوالي 468 نانومتر ونصف عرض الطيفي بحوالي 20 نانومتر، مما يحدد خصائص اللون الأزرق.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يتوافق الـ LED مع مخطط غلاف قياسي لـ SMD من تحالف الصناعات الإلكترونية (EIA). جميع الأبعاد بالميليمترات مع تسامح عام ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتضمن الرسم القياسات الرئيسية مثل طول الجسم، والعرض، والارتفاع، وتباعد الأطراف.

5.2 تخطيط وسادة التثبيت الموصى بها على PCB

يتم توفير رسم لنمط الوسادة النحاسية للحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو بالطور البخاري. يوضح هذا الأبعاد والتباعد الموصى بهما للوسادة النحاسية على لوحة الدوائر المطبوعة لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة، واستقرار ميكانيكي، وإدارة حرارية جيدة.

5.3 تحديد القطبية

يُشار عادةً إلى القطب السالب (الطرف السالب) بعلامة على الغلاف، مثل شق، أو نقطة، أو زاوية مقطوعة. اتجاه القطبية الصحيح أمر بالغ الأهمية أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف درجة حرارة اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

يتم توفير ملف درجة حرارة مقترح لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، متوافق مع J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية:

• درجة حرارة التسخين المسبق:من 150°C إلى 200°C.
• زمن التسخين المسبق:120 ثانية كحد أقصى.
• درجة حرارة الذروة:260°C كحد أقصى.
• الزمن فوق درجة السيولة:10 ثوانٍ كحد أقصى (يُسمح بحد أقصى دورتي إعادة تدفق).

يجب توصيف ملفات درجة الحرارة لتصميم PCB المحدد، والمكونات، ومعجون اللحام المستخدم.

6.2 ظروف التخزين

العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70%. العمر الافتراضي هو سنة واحدة عند التخزين في الكيس الأصلي المضاد للرطوبة مع مجفف.
العبوة المفتوحة:للمكونات التي تم إزالتها من تغليفها الأصلي، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C و 60% رطوبة نسبية. يُوصى بإكمال عملية إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام). للتخزين بعد هذه الفترة، قم بالتجفيف عند حوالي 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، استخدم مذيبات قائمة على الكحول مثل الإيثانول أو الأيزوبروبانول في درجة حرارة الغرفة لمدة أقل من دقيقة واحدة. تجنب السوائل الكيميائية غير المحددة.

6.4 اللحام اليدوي (بالمكواة)

إذا كان اللحام اليدوي مطلوبًا، فقلل درجة حرارة طرف المكواة إلى 300°C كحد أقصى وزمن اللحام إلى 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف. يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم تغليف مصابيح LED في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 5000 قطعة. يتم توفير أبعاد جيوب الشريط وأبعاد محور البكرة/الحافة في رسومات مفصلة، متوافقة مع مواصفات ANSI/EIA-481.

7.2 ملاحظات التعبئة

• يتم إغلاق الجيوب الفارغة للمكونات بشريط غطاء علوي.
• الحد الأدنى لكمية التعبئة للدفعات المتبقية هو 500 قطعة.
• يُسمح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين (مصابيح) لكل بكرة.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب توصيل مقاوم محدد للتيار على التوالي مع كل مصباح LED فردي. تتكون دائرة القيادة البسيطة من مصدر جهد (V_CC)، ومقاوم على التوالي (R_S)، ومصباح LED. يتم حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R_S= (V_CC- V_F) / I_F، حيث V_Fهو الجهد الأمامي لمصباح LED عند التيار المطلوب I_F.

8.2 اعتبارات التصميم

• الإدارة الحرارية:تأكد من أن تصميم PCB يسمح بتبديد حراري كافٍ، خاصة عند التشغيل بالقرب من الحدود القصوى للتيار أو الطاقة.
• التصميم البصري:زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120° تجعل هذا الـ LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة أو وضوح رؤية من زوايا متعددة. ضع في اعتبارك استخدام عدسات أو أدلة ضوئية إذا كانت هناك حاجة لحزمة ضوئية أكثر تركيزًا.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):على الرغم من عدم ذكرها صراحةً، يجب مراعاة احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي القياسية أثناء التعامل والتجميع.

9. المقارنة والتمييز التقني

تشمل المميزات الرئيسية لهذا الـ LED الجمع بين شدة إضاءة عالية نسبيًا (تصل إلى 560 ملي كانديلا) مع زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120 درجة. توفر تقنية InGaN انبعاثًا فعالاً للضوء الأزرق. إن توافقها مع التجميع الآلي وعمليات إعادة التدفق القياسية بالأشعة تحت الحمراء يجعلها خيارًا فعالاً من حيث التكلفة للتصنيع بكميات كبيرة. يسمح هيكل التصنيف التفصيلي للمصممين باختيار أجزاء ذات تسامحات معلمات ضيقة للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا في اللون أو السطوع.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λ_P) هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر الـ LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية. الطول الموجي السائد (λ_d) هو قيمة محسوبة بناءً على إدراك اللون البشري (مخطط CIE) ويمثل الطول الموجي الفردي للون الطيفي النقي الذي يتطابق مع اللون المدرك لـ LED. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذا الأزرق، غالبًا ما تكون قريبة ولكنها ليست متطابقة.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بمصدر طاقة 3.3 فولت بدون مقاوم؟

غير موصى به. يتراوح الجهد الأمامي (V_F) من 2.6 فولت إلى 3.6 فولت. قد يؤدي توصيل مصدر طاقة 3.3 فولت مباشرة إلى تيار مفرط إذا كان V_Fلـ LED أقل من 3.3 فولت، مما قد يتسبب في تلفه. استخدم دائمًا مقاوم محدد للتيار على التوالي أو محرك تيار ثابت.

10.3 لماذا تكون ظروف التخزين للعبوة المفتوحة أكثر صرامة من العبوة المغلقة؟

تحتوي العبوة المغلقة على مجفف للحفاظ على مستوى رطوبة منخفض جدًا، مما يحمي الجهاز الحساس للرطوبة. بمجرد الفتح، يتعرض الـ LED للرطوبة المحيطة، والتي يمكن امتصاصها في الغلاف البلاستيكي. أثناء لحام إعادة التدفق، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحبوسة بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو ظاهرة \"الفشار\"، والتي تتسبب في تشقق الغلاف. عمر التخزين المسموح 168 ساعة ومتطلبات التجفيف هي احتياطات ضد هذا النمط من الفشل.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة متعددة الـ LED لموجه شبكة.
تتطلب اللوحة 10 مصابيح LED زرقاء للإشارة إلى الحالة. يعد السطوع الموحد أمرًا بالغ الأهمية لأسباب جمالية ووظيفية.
خطوات التصميم:
1. تصميم الدائرة:استخدم خط طاقة 5 فولت. بافتراض V_Fنموذجي بقيمة 3.2 فولت من مجموعة D8 وهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير، احسب المقاوم التسلسلي: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 أوم. يمكن استخدام مقاوم قياسي 91 أوم. ضع مقاومًا واحدًا على التوالي مع كل LED، وقم بتوصيل جميع أزواج LED-المقاوم العشرة على التوازي بمصدر 5 فولت.
2. اختيار المكونات:حدد المجموعات المطلوبة عند الطلب: على سبيل المثال، مجموعة الجهد الأمامي D8، مجموعة شدة الإضاءة U1 (للإضاءة العالية)، مجموعة الطول الموجي السائد AC للحصول على درجة لون أزرق متسقة._Fتخطيط PCB:_Vنفذ تخطيط الوسادة الموصى به من ورقة البيانات. تأكد من وجود تباعد كافٍ بين مصابيح LED لتبديد الحرارة._dالتجميع:
3. اتبع إرشادات ملف درجة حرارة إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء. إذا تم تجميع اللوحات على دفعات تتجاوز عمر التخزين المسموح 168 ساعة للمكونات المفتوحة، فقم بتنفيذ عملية التجفيف عند 60°C لمدة 48 ساعة قبل اللحام.12. مقدمة عن المبدأ
4. الديودات الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة شبه موصلة تصدر ضوءًا عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تسمى هذه الظاهرة بالتلألؤ الكهربائي. في LED من نوع InGaN، تتسبب الطاقة الكهربائية في إعادة اتحاد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة لأشباه الموصلات، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء، في هذه الحالة الأزرق (~468 نانومتر)، يتحدد بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة InGaN. تعمل عدسة الإيبوكسي الشفافة تمامًا على حماية الشريحة شبه الموصلة، وتشكيل حزمة الضوء الناتجة (مما يؤدي إلى زاوية رؤية 120°)، وتعزيز كفاءة استخراج الضوء.13. اتجاهات التطوير

يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا LED SMD نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي)، وتحسين اتساق اللون والتشبع، ومزيد من التصغير. هناك أيضًا تركيز على تعزيز الموثوقية في ظل ظروف تشغيل ذات درجة حرارة وكثافة تيار أعلى. يتم تحسين عمليات التصنيع للحصول على تسامحات تصنيف أضيق وعوائد أعلى. يضمن السعي نحو كفاءة الطاقة وانتشار أجهزة إنترنت الأشياء والأجهزة المحمولة استمرار الطلب على مصابيح LED مؤشرية موثوقة وصغيرة الحجم وعالية الأداء مثل هذا المكون.

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light when an electric current passes through them. This phenomenon is called electroluminescence. In an InGaN LED, electrical energy causes electrons and holes to recombine within the semiconductor's active region, releasing energy in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the light, in this case blue (~468 nm), is determined by the bandgap energy of the InGaN material. The water-clear epoxy lens serves to protect the semiconductor chip, shape the light output beam (resulting in the 120° viewing angle), and enhance light extraction efficiency.

. Development Trends

The general trend in SMD LED technology continues towards higher luminous efficacy (more light output per electrical watt), improved color consistency and saturation, and further miniaturization. There is also a focus on enhancing reliability under higher temperature and current density operating conditions. Manufacturing processes are optimized for tighter binning tolerances and higher yields. The drive for energy efficiency and the proliferation of IoT and portable devices ensure sustained demand for reliable, compact, and high-performance indicator LEDs like this component.