ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-M140TLKT - أزرق - زاوية رؤية 120° - جهد تشغيل نموذجي 3.0 فولت - قدرة 102 ملي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات صمام ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع جهاز التثبيت السطحي (SMD). تم تصميم المكون لعمليات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلية، ويتميز بحجم مصغر مناسب للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. مصدر الضوء الأساسي هو شبه موصل من نيترايد الإنديوم والغاليوم (InGaN)، ينتج لونًا أزرقًا من خلال عدسة شفافة تمامًا.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• معبأ على شريط بعرض 12 مم داخل بكرات قطر 7 بوصات للتجميع الآلي (Pick-and-Place).
• مخطط عبوة قياسي وفقًا لتحالف الصناعات الإلكترونية (EIA).
• مدخلات متوافقة مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC).
• مصمم لتكون متوافقًا مع معدات التجميع الآلية.
• مناسب لعمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).
• معالج مسبقًا ليلبي مستوى الحساسية للرطوبة 3 (MSL 3) التابع لمجلس هندسة الأجهزة الإلكترونية المشترك (JEDEC).

1.2 التطبيقات

يُقصد باستخدام هذا المصباح كمؤشر حالة، أو ضوء إشارة، أو لإضاءة الرموز في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية. تشمل مجالات التطبيق النموذجية:

• أجهزة الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية/الخلوية، أنظمة الشبكات).
• معدات أتمتة المكاتب (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة).
• الأجهزة المنزلية.
• لوحات التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للوحات الأمامية.
• لافتات داخلية.

2. أبعاد العبوة

يتوافق المصباح مع مخطط عبوة SMD قياسي. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة، بما في ذلك الطول والعرض والارتفاع ومواضع المساند، في رسومات ورقة البيانات بتحمل قياسي يبلغ ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. لون العدسة شفاف تمامًا، ولون مصدر الضوء أزرق (InGaN).

3. التقييمات والخصائص

3.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C.

• تبديد الطاقة (Pd):102 ملي واط
• تيار الأمام الذروي (IFP):100 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• تيار الأمام المستمر (IF):30 مللي أمبير تيار مستمر
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح

يتم توفير ملف درجة حرارة موصى به لإعادة تدفق اللحام الخالي من الرصاص، متوافق مع المعيار J-STD-020B. يتضمن الملف مراحل التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد، مع ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°C. يعد الالتزام بهذا الملف أمرًا بالغ الأهمية لمنع التلف الحراري لعبوة المصباح أثناء التجميع.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°C وتيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• التدفق الضوئي (Φv):0.56 لومن (الحد الأدنى)، 1.40 لومن (الحد الأقصى). تم القياس بمستشعر مُرشح لاستجابة العين الضوئية CIE.
• الشدة الضوئية (Iv):180 ملي كانديلا (الحد الأدنى)، 450 ملي كانديلا (الحد الأقصى). قيمة مرجعية مشتقة من التدفق الضوئي.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة (نموذجي). تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية.
• الطول الموجي السائد (λd):448 نانومتر (الحد الأدنى)، 458 نانومتر (الحد الأقصى). يمثل اللون المدرك للضوء الأزرق.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):25 نانومتر (نموذجي). يشير إلى نقاء الطيف لانبعاث اللون الأزرق.
• جهد الأمام (VF):2.6 فولت (الحد الأدنى)، 3.4 فولت (الحد الأقصى) عند IF=20mA.
• تيار العكس (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. ملاحظة: الجهاز غير مصمم للعمل بجهد عكسي؛ هذه المعلمة هي للاختبار المرجعي للتسرب فقط.

4. نظام التصنيف (Bin Rank)

يتم فرز المصابيح إلى مجموعات أداء لضمان الاتساق. يمكن للمصممين اختيار المجموعات لتلبية متطلبات التطبيق المحددة للسطوع والجهد واللون.

4.1 تصنيف التدفق/الشدة الضوئية

تحدد المجموعات (S1, S2, T1, T2) القيم الدنيا والقصوى للتدفق الضوئي والشدة الضوئية المقابلة عند 20 مللي أمبير.

4.2 تصنيف جهد الأمام

تحدد المجموعات (D6, D7, D8, D9) نطاقات جهد الأمام (VF) عند 20 مللي أمبير، بتحمّل ±0.1 فولت لكل مجموعة. يساعد هذا في تصميم دوائر قيادة تيار متسقة.

4.3 تصنيف الطول الموجي السائد

تحدد المجموعات (AA, AB) نطاقات ضيقة للطول الموجي الأزرق السائد عند 20 مللي أمبير، بتحمّل ±1 نانومتر لكل مجموعة، مما يضمن اتساق اللون.

5. منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات تمثيلات بيانية للعلاقات الرئيسية:

• الشدة الضوئية النسبية مقابل تيار الأمام:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية عند التيارات الأعلى.
• جهد الأمام مقابل تيار الأمام:يوضح خاصية الجهد-التيار للصمام الثنائي.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح معامل درجة الحرارة السالب لخرج الضوء؛ تنخفض الشدة مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.
• نمط زاوية الرؤية:مخطط قطبي يوضح التوزيع المكاني لشدة الضوء.

6. دليل المستخدم

6.1 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، استخدم فقط المذيبات المحددة. اغمر المصباح في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. تجنب المواد الكيميائية غير المحددة التي قد تتلف عدسة الإيبوكسي أو العبوة.

6.2 تخطيط مساند PCB الموصى به

يتم توفير تصميم نمط مساند للتثبيت السطحي. يضمن اتباع هذه التوصية تكوين وصلة لحام سليمة، واستقرار ميكانيكي، وتبديد حرارة مناسب أثناء لحام إعادة التدفق.

6.3 التعبئة بالشريط والبكرة

يتم تحديد الأبعاد التفصيلية للشريط الحامل (حجم الجيب، المسافة) وبكرة 7 بوصات. يستخدم الشريط غطاءً علويًا لحماية المكونات. الكمية القياسية للبكرة هي 3000 قطعة.

7. تحذيرات وملاحظات التطبيق

7.1 الاستخدام المقصود

تم تصميم هذا المصباح للمعدات الإلكترونية العامة. وهو غير مصنف للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، أجهزة دعم الحياة الطبية). لمثل هذه الاستخدامات، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة.

7.2 ظروف التخزين

• الكيس المغلق:قم بالتخزين عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70%. استخدم خلال عام واحد من فتح الكيس.
• بعد فتح الكيس:قم بالتخزين عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. بالنسبة للمكونات التي تم إخراجها من الكيس الجاف، أكمل لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (مستوى الحساسية للرطوبة 3).
• التخزين الممتد (مفتوح):قم بالتخزين في وعاء محكم الغلق مع مجفف. إذا تم التخزين لأكثر من 168 ساعة، يُوصى بالتجفيف عند 60°C لمدة 48 ساعة قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفشار\" (popcorning) أثناء إعادة التدفق.

7.3 عملية اللحام

يتم توفير ظروف اللحام التفصيلية:

• لحام إعادة التدفق:اتبع الملف المتوافق مع JEDEC مع التسخين المسبق، ودرجة حرارة قمة ≤260°C، والتحكم في الوقت فوق السائل.
• اللحام اليدوي:إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام عند درجة حرارة ≤300°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مع تطبيقها مرة واحدة فقط.

يعد الالتزام بهذه الحدود أمرًا بالغ الأهمية لمنع التدهور الحراري للهيكل الداخلي للمصباح وعدسة الإيبوكسي.

8. اعتبارات التصميم والتحليل الفني

8.1 قيادة التيار

الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر هو 30 مللي أمبير، مع نقطة تشغيل نموذجية تبلغ 20 مللي أمبير. لضمان طول العمر واستقرار خرج الضوء، يُوصى بشدة بتشغيل المصباح باستخدام مصدر تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد ثابت. يمكن استخدام مقاوم متسلسل بسيط مع مصدر جهد مستقر، ولكن يجب حساب قيمته بناءً على مجموعة جهد الأمام المحددة للمصباح (VF) والتيار المطلوب، مع مراعاة تباينات مصدر الطاقة.

8.2 إدارة الحرارة

مع تبديد طاقة أقصى يبلغ 102 ملي واط، لا يلزم عادةً وجود مشتت حراري للاستخدام كمؤشر بدورة عمل منخفضة. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تتضمن درجات حرارة محيطة عالية، أو تشغيل مستمر بأقصى تيار، أو عدة مصابيح LED متقاربة، يجب أن يوفر تخطيط PCB مساحة نحاسية كافية حول مساند المصباح لتعمل كمشتت حراري. يساعد هذا في الحفاظ على درجة حرارة وصلة أقل، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على خرج الضوء وعمر التشغيل.

8.3 التصميم البصري

زاوية الرؤية البالغة 120 درجة واسعة جدًا، مما يجعل هذا المصباح مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، ستكون البصريات الثانوية (مثل العدسات، أنابيب الضوء) ضرورية. توفر العدسة الشفافة تمامًا الحد الأدنى من تشتت الضوء، مما ينتج عنه مظهر أكثر كثافة وشبيهًا بالنقطة مقارنة بالعدسات المشتتة.

8.4 الطول الموجي واتساق اللون

التصنيف الدقيق للطول الموجي السائد (±1 نانومتر ضمن مجموعات AA/AB) هو ميزة رئيسية للتطبيقات التي تتطلب لونًا أزرقًا متسقًا عبر وحدات متعددة، كما في شاشات LED المتعددة أو مصفوفات الإضاءة الخلفية. يجب على المصممين تحديد مجموعة الطول الموجي المطلوبة لضمان التوحيد البصري.

9. التوجيه للمقارنة والاختيار

عند اختيار مصباح LED SMD، تشمل المعلمات الرئيسية للمقارنة: الشدة/التدفق الضوئي (للإضاءة)، زاوية الرؤية (لانتشار الحزمة)، جهد الأمام (لتصميم السائق)، الطول الموجي السائد (للون)، وحجم العبوة. يقدم هذا المصباح المحدد مزيجًا متوازنًا من سطوع معتدل، وزاوية رؤية واسعة جدًا، ولون أزرق قياسي في عبوة SMD شائعة، مما يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات للإشارة إلى الحالة. لاحتياجات سطوع أعلى، سيتم اختيار جهاز من مجموعة تدفق ضوئي أعلى (T1, T2). لاستهلاك طاقة أقل، سيكون الجهاز ذو مجموعة جهد أمامي أقل (D6, D7) مقترنًا بمقاوم محدد للتيار مناسب مفيدًا.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح مباشرة من دبوس منطقي بجهد 5 فولت؟

ج: لا. جهد الأمام النموذجي حوالي 3.0 فولت، وسيتسبب مصدر 5 فولت في تيار مفرط، مما قد يدمر المصباح. يجب عليك استخدام مقاوم محدد للتيار أو دائرة قيادة تيار ثابت.

س: ما الفرق بين التدفق الضوئي (لومن) والشدة الضوئية (ملي كانديلا)؟

ج: يقيس التدفق الضوئي إجمالي طاقة الضوء المرئي المنبعثة في جميع الاتجاهات. تقيس الشدة الضوئية السطوع في اتجاه محدد (عادة المحور المركزي). توفر ورقة بيانات هذا المصباح كليهما، حيث تكون الشدة قيمة مرجعية مشتقة. تعني زاوية 120° الواسعة أن الشدة المحورية (ملي كانديلا) أقل من مصباح LED بزاوية ضيقة بنفس إجمالي التدفق الضوئي (لومن).

س: لماذا رطوبة التخزين مهمة جدًا؟

ج: مصابيح LED SMD هي أجهزة حساسة للرطوبة. يمكن للرطوبة الممتصة أن تتبخر بسرعة أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، مما يسبب انفصالًا داخليًا، أو تشققًا، أو ظاهرة \"الفشار\" (popcorning)، مما يؤدي إلى الفشل. تمنع ظروف التخزين المحددة وعمر التخزين المفتوح (168 ساعة) حدوث ذلك.

س: هل هذا المصباح مناسب للاستخدام في الهواء الطلق؟

ج: يمتد نطاق درجة حرارة التشغيل من -40°C إلى +85°C، وهو ما يغطي العديد من الظروف الخارجية. ومع ذلك، قد يؤدي التعرض الطويل لأشعة الشمس المباشرة (الأشعة فوق البنفسجية)، وتسلل الرطوبة، والدورات الحرارية التي تتجاوز الحدود المحددة إلى تدهور عدسة الإيبوكسي وتقليل العمر الافتراضي. بالنسبة للبيئات الخارجية القاسية، يجب النظر في مصابيح LED مصنفة خصيصًا لمثل هذا الاستخدام.