ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-T680VSWT - أصفر مُشتت من مادة AlInGaP - 50 مللي أمبير - 130 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لثنائي باعث الضوء LTST-T680VSWT، وهو جهاز يُركب على السطح (SMD). ينتمي هذا المكون إلى عائلة مصابيح LED مصغرة مُصممة لعمليات التجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وللتطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة للغاية. يستخدم LED مادة شبه موصلة من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) لإنتاج ضوء أصفر، يتم تشتيته بواسطة العدسة للحصول على نمط إضاءة أوسع وأكثر تجانسًا. وظيفته الأساسية هي كمؤشر حالة، أو مصباح إشارة، أو للإضاءة الخلفية للألواح الأمامية في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

يقدم LTST-T680VSWT عدة مزايا رئيسية لصناعة الإلكترونيات الحديثة. فهو متوافق بالكامل مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة. يتم توريد المكون على شكل شريط قياسي بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات، مما يسهل عملية التجميع الآلي عالي السرعة (Pick-and-Place). تصميمه متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR Reflow)، وهي المعيار في تجميع لوحات PCB الخالية من الرصاص. الجهاز متوافق أيضًا مع الدوائر المتكاملة (I.C. Compatible)، مما يعني أن خصائصه الكهربائية تسمح بالاتصال المباشر مع أطراف الإخراج النموذجية للدوائر المتكاملة. تجعل هذه الميزاته خيارًا مثاليًا لمعدات الاتصالات، وأجهزة أتمتة المكاتب، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعي، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأجهزة الشبكات التي تتطلب مؤشرات بصرية مدمجة وموثوقة.

2. تحليل مُعمق للمعايير التقنية

يعد الفهم الشامل للمعايير الكهربائية والبصرية أمرًا ضروريًا لتصميم دوائر موثوقة وتحقيق أداء متسق.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تُحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف. يتم تحديد القيم القصوى المطلقة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd):130 مللي واط. هذه هي أقصى قدرة يمكن لحزمة LED تبديدها كحرارة دون تجاوز حدودها الحرارية.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):100 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي لحظي مسموح به، ويُسمح به فقط في ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. لا ينبغي استخدامه للتشغيل المستمر بالتيار المستمر.
• تيار التيار المستمر الأمامي (I_F):50 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل طويل الأمد الموثوق.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +85°C. تم تصميم الجهاز للعمل ضمن نطاق درجة الحرارة المحيطة هذا.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C. يمكن تخزين الجهاز دون تطبيق طاقة ضمن هذا النطاق.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تُحدد هذه المعايير الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف التشغيل العادية، ويتم قياسها عند Ta=25°C وتيار اختبار قياسي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير.

• شدة الإضاءة (I_V):710.0 - 1800.0 مللي كانديلا (mcd). هذا مقياس للقوة المُدركة للضوء المرئي المنبعث في اتجاه محدد (على المحور). يتم إدارة النطاق الواسع من خلال نظام تصنيف (Binning) (انظر القسم 3). يتم قياس الشدة باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة استجابة العين البشرية للضوء (منحنى CIE).
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها على المحور. تخلق العدسة المُشتتة زاوية المشاهدة الواسعة هذه، مما يجعل LED مناسبًا للتطبيقات التي تكون فيها الرؤية من مواقع خارج المحور مهمة.
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λ_P):592 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث في أقصى حد له.
• الطول الموجي السائد (λ_d):584.5 - 594.5 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي يمثل بشكل أفضل اللون المُدرك للضوء، والمُشتق من مخطط لونية CIE. إنه المعيار الرئيسي لتحديد اللون.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). هذا هو عرض النطاق الطيفي المقاس عند نصف أقصى شدة (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى - FWHM). تشير القيمة 15 نانومتر إلى لون أصفر نقي نسبيًا.
• الجهد الأمامي (V_F):2.1 فولت (نموذجي)، 2.6 فولت (أقصى) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عندما يمرر تيارًا. إنه معيار حاسم لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (أقصى) عند V_R=5 فولت. يتم اختبار هذه المعلمة فقط لضمان الجودة. لم يتم تصميم الجهاز للعمل تحت انحياز عكسي، وتطبيق جهد عكسي يمكن أن يتلفه. قد تكون الحماية الخارجية (مثل ثنائي موازٍ) ضرورية في الدوائر التي من الممكن أن يتواجد فيها جهد عكسي.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات أداء أو "صناديق" (Bins) بناءً على معايير رئيسية. يسمح ذلك للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات محددة لتوحيد اللون والسطوع في تطبيقهم.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_f)

يتم تصنيف مصابيح LED حسب انخفاض الجهد الأمامي عند 20 مللي أمبير. رمز التصنيف، والقيم الدنيا، والقصوى هي كما يلي. التسامح داخل كل تصنيف هو ±0.1 فولت.

• D2:1.8 فولت (الحد الأدنى) - 2.0 فولت (الحد الأقصى)
• D3:2.0 فولت (الحد الأدنى) - 2.2 فولت (الحد الأقصى)
• D4:2.2 فولت (الحد الأدنى) - 2.4 فولت (الحد الأقصى)
• D5:2.4 فولت (الحد الأدنى) - 2.6 فولت (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

يتم تصنيف مصابيح LED حسب شدة إضاءتها على المحور عند 20 مللي أمبير. التسامح داخل كل تصنيف هو ±11%.

• V1:710.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 900.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• V2:900.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 1120.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• W1:1120.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 1400.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• W2:1400.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 1800.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد (W_d)

يتم تصنيف مصابيح LED حسب طولها الموجي السائد عند 20 مللي أمبير لضمان اتساق اللون. التسامح داخل كل تصنيف هو ±1 نانومتر.

• H:584.5 نانومتر (الحد الأدنى) - 587.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• J:587.0 نانومتر (الحد الأدنى) - 589.5 نانومتر (الحد الأقصى)
• K:589.5 نانومتر (الحد الأدنى) - 592.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• L:592.0 نانومتر (الحد الأدنى) - 594.5 نانومتر (الحد الأقصى)

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة ثاقبة حول كيفية تغير خصائص LED مع ظروف التشغيل. تتضمن ورقة البيانات منحنيات نموذجية للعلاقات التالية (جميعها عند 25°C ما لم يُذكر خلاف ذلك).

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

يُظهر هذا المنحنى العلاقة غير الخطية بين التيار المتدفق عبر LED والجهد عبره. إنه ضروري لاختيار طريقة مناسبة لتحديد التيار (مقاومة أو مشغل تيار ثابت). سيظهر المنحنى جهد "التشغيل" وكيف يزداد V_Fمع زيادة I_F.

.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى كيف يتناسب خرج الضوء (بالمللي كانديلا) مع تيار القيادة. يكون خطيًا عادةً على مدى معين ولكنه سيشبع عند التيارات الأعلى. يساعد هذا المصممين على تحقيق التوازن بين متطلبات السطوع مقابل استهلاك الطاقة وإدارة الحرارة.

4.3 شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة

يوضح هذا المنحنى الانخفاض الحراري لخرج الضوء. مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، تنخفض الكفاءة الضوئية لـ LED، مما يؤدي إلى انخفاض الشدة لنفس تيار القيادة. هذا اعتبار بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل في بيئات عالية الحرارة.

4.4 توزيع القدرة الطيفية النسبي_Pيرسم هذا الرسم البياني شدة الضوء المنبعث عبر الطيف المرئي. يُظهر الطول الموجي للذروة (λ

~592 نانومتر) ونصف العرض الطيفي (Δλ~15 نانومتر)، مما يؤكد خاصية الانبعاث الأصفر ذو النطاق الضيق لتقنية AlInGaP.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يتوافق LED مع مخطط غلاف SMD قياسي لـ EIA. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة، بما في ذلك الطول والعرض والارتفاع وتباعد الأطراف، في رسومات ورقة البيانات بتسامح عام يبلغ ±0.2 مم. يتم وصف العدسة بأنها "مُشتتة"، مما يبعثر الضوء لتحقيق زاوية المشاهدة المحددة البالغة 120 درجة.

5.2 تحديد القطبية وتصميم مسارات اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

يحتوي المكون على أنود وكاثود. تتضمن ورقة البيانات نمط مسارات لحام موصى به (Footprint) للوحة PCB للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو بالبخار. يعد الالتزام بهذا التخطيط للمسارات أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق وصلات لحام موثوقة، ومحاذاة صحيحة، وإدارة تبديد الحرارة أثناء عملية اللحام. عادةً ما يُشار إلى القطبية بواسطة علامة على جسم المكون أو ميزة غير متماثلة في الغلاف.

6. إرشادات اللحام والتركيب والتعامل

6.1 ملف درجة حرارة إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به (خالي من الرصاص)

• تم تأهيل الجهاز لعمليات اللحام الخالية من الرصاص وفقًا لـ J-STD-020B. يتم توفير ملف درجة حرارة إعادة تدفق نموذجي، والذي يتضمن معايير رئيسية:درجة حرارة التسخين المسبق:
• 150-200 درجة مئويةوقت التسخين المسبق:
• 120 ثانية كحد أقصى.ذروة درجة حرارة الجسم:
• 260 درجة مئوية كحد أقصى.الوقت فوق نقطة السيولة (TAL):
• يوصى باتباع إرشادات JEDEC، عادةً 60-150 ثانية.العدد الأقصى للمرور:

نظرًا لاختلاف تصميم اللوحة، ومعجون اللحام، وخصائص الفرن، يجب استخدام هذا الملف كهدف وضبطه بدقة لخط التجميع المحدد.

6.2 اللحام اليدوي

• إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد:درجة حرارة المكواة:
• 300 درجة مئوية كحد أقصى.وقت اللحام:
• 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.عدد المرات:

مرة واحدة فقط. يمكن أن يؤدي التسخين المتكرر إلى إتلاف الغلاف وأشباه الموصلات.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط لتجنب إتلاف الغلاف البلاستيكي. تشمل الطرق المقبولة الغمر في الإيثانول أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. يجب تجنب المنظفات الكيميائية غير المحددة.

6.4 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تغليف مصابيح LED في كيس حاجز للرطوبة مع مجفف. أثناء الإغلاق، يجب تخزينها عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70% واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد فتح الكيس، تتعرض المكونات للرطوبة المحيطة. تم تصنيفها بمستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3، مما يعني أنه يجب إعادة تدفقها بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض لظروف أرضية المصنع (≤30°C / 60% رطوبة نسبية). إذا تم تجاوز هذا الوقت، تتطلب المكونات إجراء خبز (حوالي 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل) لإزالة الرطوبة الممتصة قبل اللحام لمنع حدوث "انتفاش" أو تشقق الغلاف أثناء إعادة التدفق.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد LTST-T680VSWT على شكل شريط ناقل بارز قياسي بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم إغلاق جيوب الشريط بشريط غطاء علوي. يتوافق التغليف مع مواصفات ANSI/EIA-481. الحد الأقصى المسموح به للمكونات المفقودة المتتالية في الشريط هو اثنان.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 طريقة القيادة (التشغيل)_FLED هو جهاز يعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب تشغيل كل LED بواسطة مقاومة تحديد تيار خاصة به، أو يُفضل بواسطة مصدر تيار ثابت. لا يُنصح بتشغيل مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد بسبب الاختلافات في الجهد الأمامي (V

) من وحدة إلى أخرى، مما قد يتسبب في اختلافات كبيرة في التيار وبالتالي السطوع.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (130 مللي واط كحد أقصى)، إلا أن التصميم الحراري المناسب يطيل عمر LED ويحافظ على خرج ضوء مستقر. تأكد من أن تصميم مسارات اللحام على PCB يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا وتجنب تشغيل LED عند أقصى تيار مطلق له (50 مللي أمبير) بشكل مستمر في درجات حرارة محيطة عالية دون تقييم.

8.3 نطاق التطبيق والموثوقية

تم تصميم هذا LED للاستخدام في المعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية. لم يتم تصميمه أو اختباره خصيصًا للتطبيقات التي يمكن أن يؤدي فيها الفشل إلى تعريض الحياة أو الصحة للخطر مباشرة، كما في الأنظمة الطبية الحرجة، أو الطيران، أو النقل، أو أنظمة السلامة. لمثل هذه التطبيقات عالية الموثوقية، يعد التشاور مع مُصنع المكون للحصول على بيانات تأهيل محددة إلزاميًا.

9. مقدمة عن التقنية والمبدأ

يعتمد LTST-T680VSWT على تقنية أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP). نظام المواد هذا فعال للغاية في إنتاج الضوء في المناطق الحمراء والبرتقالية والعنبرية والصفراء من الطيف. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لطبقات AlInGaP طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. لا يتم استخدام فوسفور أصفر؛ اللون متأصل في مادة أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى نقاء لوني وثبات عاليين. تقوم العدسة الإيبوكسية المُشتتة بتغليف شريحة أشباه الموصلات، مما يوفر حماية ميكانيكية، ويشكل حزمة خرج الضوء، ويحسن زاوية المشاهدة.

10. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

10.1 مثال: مؤشر حالة لمُبدل شبكة (Network Switch)

1. في مُبدل شبكة 24 منفذًا، قد يكون لكل منفذ عدة مصابيح LED (مثل مؤشر الاتصال، والنشاط، والسرعة). يُعد LTST-T680VSWT، بزاوية مشاهدته الواسعة البالغة 120 درجة، خيارًا ممتازًا لمؤشرات الحالة على اللوحة الأمامية. سيقوم المصمم بما يلي:_Vتحديد السطوع المطلوب بناءً على مسافة المشاهدة والضوء المحيط. اختيار تصنيف I
2. مناسب (مثل V2 للسطوع المتوسط).
3. اختيار تيار تشغيل، عادةً 10-20 مللي أمبير، لتحقيق التوازن بين السطوع والطاقة. يضمن استخدام شريحة مشغل تيار ثابت لجميع مصابيح LED توحيدًا مثاليًا.
4. تصميم مسارات اللحام على PCB تمامًا وفقًا لتوصية ورقة البيانات لضمان اللحام السليم.

اتباع إرشادات التعامل مع MSL-3: الاحتفاظ بالبكرات المفتوحة في خزانة جافة وضمان تجميع اللوحات خلال 168 ساعة من فتح البكرة.

10.2 مثال: إضاءة خلفية لوحة مفاتيح غشائية (Membrane Switch Panel)

1. لإضاءة الرموز على لوحة تحكم، تعد الرؤية الموحدة خارج المحور أمرًا أساسيًا. العدسة المُشتتة لهذا LED مفيدة في ذلك.
2. سيتم تركيب LED خلف أيقونة شفافة أو محفورة بالليزر على اللوحة.
3. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة إضاءة الأيقونة بشكل متساوٍ حتى لو لم يكن LED في المركز تمامًا خلفها.
4. لتحقيق درجة صفراء محددة، سيحدد المصمم تصنيف طول موجي سائد ضيق (مثل K: 589.5-592.0 نانومتر) لمطابقة مؤشرات أخرى أو ألوان العلامة التجارية.

يمكن استخدام مقاومة متسلسلة بسيطة لتحديد التيار إذا تم تشغيل مصباح LED واحد أو اثنين فقط من مسار جهد منظم.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمنطق 3.3 فولت بدون مقاومة؟No.ج:_Fالجهد الأمامي النموذجي V

هو 2.1 فولت، ولكن يمكن أن يصل إلى 2.6 فولت. توصيله مباشرة بـ 3.3 فولت سيجبر تيارًا محدودًا فقط بالمقاومة الديناميكية لـ LED والمصدر، مما قد يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر البالغ 50 مللي أمبير ويدمر الجهاز. دائمًا ما تكون هناك حاجة إلى مقاومة تحديد تيار أو منظم.

س2: ما الفرق بين الطول الموجي للذروة والطول الموجي السائد؟ج:_P)الطول الموجي للذروة (λ) هو الطول الموجي الفردي الذي ينبعث منه LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية._d)الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس لون ضوء LED للعين البشرية. λ

هو المعيار المستخدم لتحديد اللون والتصنيف (Binning).

س3: لماذا هناك عمر أرضي 168 ساعة بعد فتح الكيس؟

ج: يمكن لغلاف LED البلاستيكي امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن أن تتبخر هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يخلق ضغط بخار داخل الغلاف يمكن أن يتسبب في التقشُّق أو التشقق ("انتفاش"). حد 168 ساعة وإجراء الخبز هما ضمانات ضد هذا الوضع الفاشل.

س4: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟_fج: ستحدد رقم الجزء LTST-T680VSWT متبوعًا برموز لتصنيفات V_V, I_d, و W