ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C19DTGKT-NB - عبوة 0603 - جهد أمامي 2.5-3.1 فولت - لون أخضر - استطاعة 38 ميلي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED صغير الحجم من نوع جهاز السطح المثبت (SMD). مصمم للتجميع الآلي على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة عبر مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية. شكله المدمج وتوافقه مع عمليات التصنيع عالية الحجم يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات للتصميم الإلكتروني الحديث.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

يقدم هذا المصباح عدة مزايا مميزة للمصممين والمصنعين. يستخدم شريحة أشباه موصلات فائقة السطوع من نوع إنيديوم جاليوم نيتريد (InGaN)، المعروفة بكفاءتها العالية ونقاء لونها في الطيف الأخضر. المكون متوافق بالكامل مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS). يتم توريده على شكل شريط قياسي بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات، مما يسهل التعامل الآلي بواسطة معدات اللصق والتركيب. تصميم العبوة متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)، بما يتماشى مع خطوط التجميع الخالية من الرصاص (Pb-free) الشائعة.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

هذا المصباح SMD مناسب للعديد من التطبيقات التي تتطلب إشارة أو إضاءة خلفية مدمجة وموثوقة. تشمل الأسواق الرئيسية معدات الاتصالات (مثل الهواتف الخلوية واللاسلكية)، وأجهزة أتمتة المكاتب (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأنظمة الشبكات)، ومختلف الأجهزة المنزلية. تشمل الاستخدامات المحددة إضاءة خلفية لوحة المفاتيح، ومؤشرات الحالة للأجهزة الإلكترونية، والتكامل في الشاشات الدقيقة، والإضاءة العامة للإشارات أو الرموز.

2. أبعاد العبوة والمواصفات الميكانيكية

يتم تغليف المصباح في عبوة قياسية 0603، مما يشير إلى أبعاد تقريبية تبلغ 1.6 مم في الطول و 0.8 مم في العرض. العدسة المحددة لهذا الطراز شفافة بالماء مع غطاء أسود، مما يساعد على تحسين التباين عن طريق تقليل الضوء الشارد عندما يكون المصباح مطفأ. مصدر الضوء نفسه عبارة عن شريحة خضراء تعتمد على InGaN. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة بالمليمترات، مع تسامح قياسي يبلغ ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسم الميكانيكي التفصيلي المضمن في ورقة البيانات.

3. المواصفات والخصائص التقنية

3.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (IF) هو 10 مللي أمبير. يُسمح بتيار أمامي ذروة أعلى يبلغ 40 مللي أمبير في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). الحد الأقصى لاستطاعة التبديد هو 38 ميلي واط. يمكن للجهاز تحمل عتبة تفريغ كهروستاتيكي (ESD) تبلغ 2000 فولت باستخدام نموذج جسم الإنسان (HBM). نطاق درجة حرارة التشغيل المسموح به هو من -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية، بينما نطاق درجة حرارة التخزين أوسع، من -30 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. يمكن للمصباح تحمل لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء عند درجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح للعملية الخالية من الرصاص

يتم توفير ملف لحام إعادة تدفق موصى به لضمان وصلات لحام موثوقة دون الإضرار بالمصباح. يتضمن الملف عادةً مرحلة تسخين مسبق، ونقع حراري، ومنطقة إعادة تدفق بدرجة حرارة ذروة، وفترة تبريد. الالتزام بالحدود الزمنية والحرارية المحددة، خاصة ذروة 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ، أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة الجهاز.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25 درجة مئوية وتيار أمامي (IF) قدره 5 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 45.0 ميلي كانديلا (mcd) إلى حد أقصى 180.0 mcd. تقع القيمة النموذجية ضمن هذا النطاق. يتم القياس وفقًا لمنحنى استجابة العين CIE.
• زاوية المشاهدة (2θ½):50 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة المقاسة على المحور المركزي.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λP):عادة 534.0 نانومتر (nm).
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 520.0 نانومتر إلى 535.0 نانومتر. يمثل هذا الطول الموجي الفردي بشكل أفضل اللون الملاحظ للمصباح.
• عرض النصف الطيفي (Δλ):عادة 35 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 2.50 فولت إلى 3.10 فولت عند IF=5 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 10 ميكرو أمبير (µA) عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. ملاحظة: الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي.

4. نظام التصنيف والفرز

لضمان الاتساق في التطبيق، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية. يسمح هذا للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات الدائرة أو الجمالية المحددة.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (VF)

يتم تعريف مجموعات لانخفاض الجهد الأمامي عند IF=5 مللي أمبير. الترميز E2 يغطي 2.5 فولت إلى 2.7 فولت، و E3 يغطي 2.7 فولت إلى 2.9 فولت، و E4 يغطي 2.9 فولت إلى 3.1 فولت. ينطبق تسامح ±0.1 فولت داخل كل مجموعة.

4.2 تصنيف شدة الإضاءة (Iv)

يتم تعريف مجموعات لإخراج الضوء عند IF=5 مللي أمبير. الترميز P يغطي 45.0 إلى 71.0 mcd، و Q يغطي 71.0 إلى 112.0 mcd، و R يغطي 112.0 إلى 180.0 mcd. ينطبق تسامح ±15% داخل كل مجموعة.

4.3 تصنيف الطول الموجي السائد (اللون)

يتم تعريف مجموعات لنقطة اللون (الطول الموجي السائد). الترميز AP يغطي 520.0 إلى 525.0 نانومتر، و AQ يغطي 525.0 إلى 530.0 نانومتر، و AR يغطي 530.0 إلى 535.0 نانومتر. ينطبق تسامح ±1 نانومتر داخل كل مجموعة.

5. منحنيات الأداء النموذجية والبيانات الرسومية

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة مرسومة عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية. توفر هذه الرسوم البيانية رؤية بصرية لسلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. تشمل المنحنيات النموذجية العلاقة بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي (منحنى V-I)، وتغير شدة الإضاءة مع التيار الأمامي، وتأثير درجة الحرارة المحيطة على شدة الإضاءة، وتوزيع القدرة الطيفية النسبي الذي يظهر طول موجة الذروة والعرض الطيفي. تحليل هذه المنحنيات ضروري لتصميم الدائرة، مثل اختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة وفهم الأداء تحت ظروف حرارية مختلفة.

6. دليل المستخدم وتعليمات التعامل

6.1 إجراءات التنظيف

يجب تجنب مواد التنظيف الكيميائية غير المحددة لأنها قد تتلف عبوة المصباح. إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام أو بسبب التلوث، فإن الطريقة الموصى بها هي غمر المصابيح في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. يجب تجفيف المكونات جيدًا بعد ذلك.

6.2 نمط اللوح الموصى به على PCB

يتم توفير رسم تفصيلي للتخطيط المقترح لوسادة اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة. يضمن اتباع هذا النمط تكوين حشوة لحام صحيحة، وتماسك ميكانيكي جيد، ومحاذاة صحيحة أثناء عملية إعادة التدفق. يأخذ التصميم في الاعتبار أبعاد المكون ويعزز الاتصال الكهربائي الموثوق.

6.3 مواصفات تغليف الشريط والبكرة

يتم توريد المصابيح في شريط حامل بارز بشريط غطاء واقٍ، ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). الكمية القياسية للبكرة هي 4000 قطعة. يتم تحديد الأبعاد التفصيلية لجيب الشريط، والمسافة بين القطع، ومركز البكرة لضمان التوافق مع معدات التجميع الآلية. يتوافق التغليف مع معايير ANSI/EIA-481.

7. تحذيرات هامة وملاحظات تطبيقية

7.1 التطبيق المقصود والموثوقية

تم تصميم هذا المصباح للاستخدام في المعدات الإلكترونية القياسية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية أو حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، الأجهزة الطبية، أنظمة السلامة)، يلزم استشارة تقنية مخصصة قبل التصميم لتقييم الملاءمة والحاجة المحتملة لفحص إضافي أو مؤهلات.

7.2 ظروف التخزين وحساسية الرطوبة

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية لمنع امتصاص الرطوبة، والذي يمكن أن يسبب \"انفجار\" أو انفصال الطبقات أثناء لحام إعادة التدفق. يجب تخزين الأكياس الحاجزة للرطوبة غير المفتوحة عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية، مع استخدام المكونات خلال عام واحد. بمجرد فتح الكيس الأصلي، يتم تصنيف المصابيح بمستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3. وهذا يعني أنه يجب إخضاعها لللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض لبيئة ≤30 درجة مئوية / 60% رطوبة نسبية. للتخزين خارج هذه الفترة خارج الكيس الأصلي، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف. تتطلب المكونات التي تتجاوز عمر الأرضية البالغ 168 ساعة عملية تجفيف (حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل) لإزالة الرطوبة قبل اللحام.

7.3 إرشادات اللحام

يتم تناول طريقتين للحام. بالنسبة لللحام بإعادة التدفق، يجب أن يحد الملف من التسخين المسبق إلى 150-200 درجة مئوية، مع وقت تسخين مسبق أقصى 120 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الذروة 260 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر الوقت فوق هذه الدرجة على أقصى 10 ثوانٍ. يجب إجراء إعادة التدفق بحد أقصى مرتين. بالنسبة لللحام اليدوي بمكواة، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الطرف 300 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ لكل وصلة لحام، ويفضل في عملية واحدة. يتم التأكيد على أن ملف إعادة التدفق الأمثل يعتمد على تصميم PCB المحدد والمكونات ولحام القصدير المستخدم، ويجب توصيفه وفقًا لذلك.

8. احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي وارتفاعات الجهد. لمنع التلف الكامن أو الكارثي، يجب تنفيذ تدابير تحكم صارمة في ESD أثناء التعامل والتجميع. وهذا يشمل استخدام أساور معصم مؤرضة، وقفازات مضادة للكهرباء الساكنة، وضمان تأريض جميع محطات العمل والأدوات والآلات بشكل صحيح. يشير تصنيف 2000 فولت HBM إلى مستوى أساسي من الحماية، ولكن منع التعرض لمصادر ESD يظل الاستراتيجية الأساسية دائمًا.

9. اعتبارات التصميم وتكامل الدائرة

عند دمج هذا المصباح في دائرة، يجب حساب عدة عوامل. مكثف تحديد التيار مطلوب دائمًا تقريبًا عند التشغيل من مصدر جهد. يمكن حساب قيمته باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - VF_LED) / IF، حيث VF_LED هو الجهد الأمامي للمجموعة المختارة، و IF هو تيار التشغيل المطلوب (لا يتجاوز 10 مللي أمبير تيار مستمر). على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5 فولت وجهد أمامي نموذجي 2.8 فولت عند 5 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاوم (5 - 2.8) / 0.005 = 440 أوم. سيكون المقاوم القياسي 470 أوم خيارًا مناسبًا. يجب على المصممين أيضًا مراعاة البيئة الحرارية، حيث ستقلل درجات الحرارة المحيطة المرتفعة من إخراج الضوء وتؤثر على الموثوقية طويلة المدى. يمكن أن يساعد التباعد الكافي على PCB في تبديد الحرارة.

10. تحليل الأداء وسياق المقارنة

يمثل استخدام شريحة InGaN للانبعاث الأخضر تقنية حديثة قياسية، تقدم كفاءة جيدة واستقرار لوني مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم. تعد عبوة 0603 من بين أصغر أشكال مصابيح LED SMD شائعة الاستخدام، مما يتيح تخطيطات عالية الكثافة. نطاق شدة الإضاءة المحدد وزاوية المشاهدة يجعلان هذا المكون مناسبًا جدًا لمؤشرات الحالة للمشاهدة المباشرة والإضاءة الخلفية منخفضة المستوى. يسمح هيكل التصنيف التفصيلي بالاختيار الدقيق في التطبيقات حيث يكون اتساق اللون أو مطابقة الجهد الأمامي عبر مصابيح LED متعددة أمرًا مهمًا، كما في مصفوفات أو شاشات LED المتعددة.

11. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

ج: طول موجة الذروة (λP) هو الطول الموجي الفردي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة. الطول الموجي السائد (λd) مشتق من إحداثيات اللون على مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون النقي الذي سيظهر بنفس لون المصباح للعين البشرية. غالبًا ما يكون λd أكثر صلة بتحديد اللون.

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح بدون مقاوم تحديد تيار؟

ج: لا. المصباح LED هو جهاز يعمل بالتيار. توصيله مباشرة بمصدر جهد سيؤدي إلى تدفق تيار مفرط، يتجاوز بسرعة الحدود القصوى ويدمر المكون. مقاوم على التوالي أو دائرة محرك تيار ثابت أمران أساسيان.

س: لماذا تعتبر حساسية الرطوبة في التخزين والتعامل (MSL) مهمة؟

ج: يمكن لعبوات SMD البلاستيكية امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن لهذه الرطوبة المحبوسة أن تتبخر بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يتسبب في تشقق العبوة أو انفصالها عن الشريحة (\"انفجار\"). الالتزام بتصنيفات MSL وإجراءات التجفيف يمنع هذا النمط من الفشل.

س: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟

ج: يتم تحديد مواصفات المنتج الكاملة من خلال مجموعة من التصنيفات لـ VF و Iv و Hue (على سبيل المثال، E3-Q-AP). للحصول على نتائج متسقة في عملية إنتاج، يُنصح بتحديد رموز التصنيف المطلوبة أو نطاق مسموح به عند تقديم الطلبات.

12. نظرة عامة على التكنولوجيا والاتجاهات

يستخدم هذا المصباح مادة أشباه الموصلات InGaN، وهي المعيار لإنتاج مصابيح LED زرقاء وخضراء وبيضاء عالية السطوع. يستمر الاتجاه في مصابيح LED SMD نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي)، وأحجام عبوات أصغر لزيادة مرونة التصميم، وتحسين تجسيد اللون والاتساق. تركز عمليات التصنيع على تحسين تسامح التصنيف وتعزيز الموثوقية لتلبية متطلبات تطبيقات السيارات والصناعية والاستهلاكية. الانتقال إلى اللحام الخالي من الرصاص (Pb-free)، كما تمت معالجته في ورقة البيانات هذه، أصبح الآن معيارًا صناعيًا عالميًا مدفوعًا باللوائح البيئية.