ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-C170KGKT - 3.2x1.6x1.4 مم - 2.0 فولت - أخضر - 0.06 واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED من نوع جهاز التركيب السطحي (SMD). مصمم للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، هذا المكون مثالي للتطبيقات ذات المساحات المحدودة عبر مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية.

1.1 الميزات

• مطابق لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• يستخدم شريحة أشباه موصلات فوسفيد ألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) فائقة السطوع لإصدار الضوء الأخضر.
• معبأ على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات للتجميع الآلي الفعال بواسطة آلات الالتقاط والوضع.
• البصمة القياسية للحزمة وفقًا لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية) تضمان التوافق مع التصاميم الصناعية.
• خصائص الإدخال/الإخراج متوافقة مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC) القياسية.
• مصمم للتوافق مع معدات تركيب تقنية التركيب السطحي (SMT) الآلية.
• يتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية المستخدمة في تصنيع لوحات PCB بكميات كبيرة.

1.2 التطبيقات

هذا LED مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• أجهزة الاتصالات، معدات أتمتة المكاتب، الأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• الشاشات الدقيقة ومؤشرات اللوحات.
• إضاءة الإشارات والثريات الرمزية.

2. التفسير العميق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد التصنيفات التالية الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميلي واط. هذه هي أقصى قدرة إجمالية يمكن للحزمة تبديدها كحرارة.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):80 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي لحظي مسموح به، يُحدد عادةً تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية) لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• تيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر للتشغيل الموثوق على المدى الطويل.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -55°C إلى +85°C. يمكن للجهاز العمل والتخزين ضمن هذا النطاق لدرجة الحرارة المحيطة.
• ظروف اللحام بالأشعة تحت الحمراء:260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى. هذا يحدد درجة الحرارة القصوى وتحمل الوقت لعمليات لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة (T_a) قدرها 25°C وتحدد الأداء النموذجي للجهاز.

• شدة الإضاءة (I_V):18.0 - 71.0 مللي كانديلا (نموذجي: 35.0 مللي كانديلا) عند I_F= 20 مللي أمبير. يقيس هذا سطوع LED كما يُدركه العين البشرية. يتم إدارة النطاق الواسع من خلال التصنيف (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة المقاسة على المحور (0°). توفر زاوية رؤية واسعة كهذا نمط ضوء أكثر انتشارًا مناسبًا لتطبيقات المؤشرات.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):574.0 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):567.5 - 576.5 نانومتر (نموذجي: 571.0 نانومتر) عند I_F= 20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون (الأخضر). يتم اشتقاقه من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15.0 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف، ويحدد نطاق الأطوال الموجية حول الذروة التي تحتوي على قدرة بصرية كبيرة.
• الجهد الأمامي (V_F):1.90 - 2.40 فولت (نموذجي) عند I_F= 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند مرور التيار المحدد.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (كحد أقصى) عند V_R= 5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عندما يكون الصمام الثنائي في انحياز عكسي.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان أداء متسق في الإنتاج، يتم فرز LEDs إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات تطبيقية محددة لتوحيد اللون والسطوع.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

يتم التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±0.1 فولت.

• المجموعة 4: 1.9 فولت - 2.0 فولت
• المجموعة 5: 2.0 فولت - 2.1 فولت
• المجموعة 6: 2.1 فولت - 2.2 فولت
• المجموعة 7: 2.2 فولت - 2.3 فولت
• المجموعة 8: 2.3 فولت - 2.4 فولت

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

يتم التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±15%.

• المجموعة M: 18.0 مللي كانديلا - 28.0 مللي كانديلا
• المجموعة N: 28.0 مللي كانديلا - 45.0 مللي كانديلا
• المجموعة P: 45.0 مللي كانديلا - 71.0 مللي كانديلا

3.3 تصنيف اللون (الطول الموجي السائد، λ_d)

يتم التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.

• المجموعة C: 567.5 نانومتر - 570.5 نانومتر
• المجموعة D: 570.5 نانومتر - 573.5 نانومتر
• المجموعة E: 573.5 نانومتر - 576.5 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

توضح منحنيات الأداء النموذجية العلاقة بين المعايير الرئيسية تحت ظروف متغيرة. هذه ضرورية لتصميم دائرة قوي.

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

يظهر منحنى I-V العلاقة الأسية النموذجية للصمام الثنائي. بالنسبة لـ LED الأخضر AlInGaP هذا، فإن الجهد الأمامي (V_F) له قيمة نموذجية حوالي 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير. يجب على المصممين التأكد من أن المقاوم المحدد للتيار أو دائرة القيادة توفر الجهد الصحيح لتحقيق التيار المطلوب، حيث أن التغيرات الصغيرة في الجهد يمكن أن تسبب تغيرات كبيرة في التيار.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

هذا المنحنى يكون خطيًا بشكل عام ضمن نطاق تيار التشغيل الموصى به (حتى 30 مللي أمبير مستمر). زيادة التيار الأمامي تزيد من ناتج الضوء بشكل متناسب. ومع ذلك، فإن التشغيل فوق الحدود القصوى المطلقة سيؤدي إلى انخفاض الكفاءة، وزيادة الحرارة، وتقليل العمر الافتراضي.

4.3 التوزيع الطيفي

ينتقل منحنى الناتج الطيفي حول طول موجة الذروة البالغ 574 نانومتر (أخضر) مع نصف عرض نموذجي يبلغ 15 نانومتر. يقع الطول الموجي السائد (λ_d)، الذي يحدد اللون المدرك، ضمن نطاق 571 نانومتر ± 5 نانومتر اعتمادًا على المجموعة. هذا الطيف الضيق هو سمة لتقنية AlInGaP، مما يوفر نقاء لون مشبع.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد الحزمة

يتم وضع LED داخل حزمة SMD قياسية. الأبعاد الرئيسية (بالميليمترات) هي: الطول: 3.2 مم، العرض: 1.6 مم، الارتفاع: 1.4 مم. التسامح هو عادة ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. العدسة شفافة.

5.2 تحديد القطبية وتصميم وسادة PCB

يحتوي المكون على كاثود معلم (يُشار إليه عادة بنقطة خضراء، أو شق، أو رصاصة أقصر على الشريط). يتم توفير نمط أرضي موصى به لـ PCB (البصمة) لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة، اتصال كهربائي موثوق، ومحاذاة صحيحة أثناء إعادة التدفق. يمنع اتباع هذا الدليل ظاهرة "اللوح القبري" وعيوب اللحام الأخرى.

5.3 التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد LEDs على شريط حامل بارز بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). الكمية القياسية للبكرة هي 3000 قطعة. تتضمن التعبئة شريط غطاء علوي لحماية المكونات. يتوافق الاتجاه وتباعد الجيوب مع معايير ANSI/EIA-481 للمناولة الآلية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (عملية خالية من الرصاص)

يتم توفير ملف تعريف إعادة تدفق موصى به للتجميع باللحام الخالي من الرصاص. تشمل المعايير الرئيسية:

• التسخين المسبق:من 150°C إلى 200°C.
• وقت التسخين المسبق:120 ثانية كحد أقصى للسماح بتنشيط المادة المساعدة وتثبيت درجة الحرارة.
• درجة الحرارة القصوى:260°C كحد أقصى.
• الوقت فوق السائل (عند الذروة):10 ثوانٍ كحد أقصى. يمكن للجهاز تحمل حد أقصى دورتين إعادة تدفق تحت هذه الظروف.

يجب تطوير الملفات الشخصية بناءً على معايير JEDEC والتحقق من صحتها مع تصميم PCB المحدد، معجون اللحام، والفرن المستخدم في الإنتاج.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فاستخدم مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف مكواة اللحام 300°C، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وسادة. يجب إجراء اللحام اليدوي مرة واحدة فقط.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فاستخدم فقط المذيبات المعتمدة القائمة على الكحول مثل الإيثانول أو الأيزوبروبانول في درجة حرارة الغرفة. يجب أن يكون وقت الغمر أقل من دقيقة واحدة. تجنب المنظفات الكيميائية غير المحددة التي قد تتلف حزمة LED أو العدسة.

6.4 التخزين والمناولة

• احتياطات ESD:هذا الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). تعامل باستخدام ضوابط ESD المناسبة مثل أساور المعصم المؤرضة، وسائد مضادة للكهرباء الساكنة، وحاويات.
• حساسية الرطوبة:الحزمة حساسة للرطوبة. عند تخزينها في كيس الحاجز الرطوبي الأصلي المغلق مع مجفف، فإن العمر الافتراضي للتخزين هو سنة واحدة عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية. بمجرد فتح الكيس، يجب تخزين المكونات عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية ويجب أن تخضع لإعادة تدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا، MSL 2a). للتخزين بعد هذه الفترة أو في بيئات غير خاضعة للرقابة، يوصى بالخبز عند حوالي 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 تحديد التيار

LED هو جهاز مدفوع بالتيار. مقاوم محدد للتيار على التوالي إلزامي عند القيادة من مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. استخدم أقصى V_Fمن ورقة البيانات (2.4 فولت) لتصميم متحفظ لضمان ألا يتجاوز التيار القيمة المطلوبة. على سبيل المثال، القيادة من مصدر 5 فولت عند 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. سيكون المقاوم القياسي 130 Ω أو 150 Ω مناسبًا.

7.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (75 ميلي واط كحد أقصى)، فإن التصميم الحراري المناسب يطيل العمر الافتراضي ويحافظ على ناتج بصري مستقر. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية حول وسادات PCB لتعمل كمشتت حراري. تجنب التشغيل عند أقصى تيار وحدود درجة حرارة مطلقة بشكل مستمر.

7.3 التصميم البصري

تنتج زاوية الرؤية 130 درجة شعاعًا واسعًا منتشرًا. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب شعاعًا أكثر تركيزًا، ستكون البصريات الثانوية (عدسات أو أدلة ضوئية) ضرورية. العدسة الشفافة مثالية لإصدار اللون الحقيقي دون تلوين.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم LED الأخضر AlInGaP هذا مزايا محددة:

• مقارنة بـ LEDs الأخضر GaP التقليدية:توفر تقنية AlInGaP كفاءة إضاءة وسطوعًا (شدة إضاءة) أعلى بكثير لنفس تيار القيادة، إلى جانب تشبع لون أفضل واستقرار على درجة الحرارة.
• مقارنة بـ LEDs الأزرق/الأخضر InGaN:بينما يمكن لـ LEDs InGaN تحقيق سطوع عالٍ جدًا، فإن LED الأخضر AlInGaP هذا في شكل الحزمة هذا يقدم حلاً مثبتًا وفعالاً من حيث التكلفة لتطبيقات مؤشرات السطوع القياسية مع خاصية جهد أمامي مستقر.
• المميزات الرئيسية:يجمع بين زاوية رؤية واسعة 130 درجة، والامتثال لـ RoHS، والتوافق مع إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، والتصنيف التفصيلي لتوحيد اللون والسطوع، مما يجعل هذا المكون خيارًا موثوقًا للتصنيع الآلي بكميات كبيرة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

طول موجة الذروة (λ_P)هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر LED أكبر قدر من الطاقة البصرية، ويقاس بواسطة مطياف.الطول الموجي السائد (λ_d)هو الطول الموجي الفردي الإدراكي الذي يتطابق مع اللون الذي تراه العين البشرية، ويتم حسابه من إحداثيات لونية CIE. بالنسبة لـ LEDs أحادية اللون مثل هذا الأخضر، فهما عادة قريبان في القيمة.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم محدد للتيار؟

No.جهد LED الأمامي له معامل درجة حرارة سالب ويختلف من وحدة إلى أخرى. سيتسبب توصيله مباشرة بمصدر جهد في طفرة غير مسيطر فيها في التيار، ومن المحتمل أن تتجاوز الحد الأقصى المطلق للتصنيف وتدمر الجهاز على الفور. استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو قائد تيار ثابت.

9.3 لماذا يوجد نطاق واسع في شدة الإضاءة (71-18 مللي كانديلا)؟

يعكس هذا النطاق الاختلافات الطبيعية في تصنيع أشباه الموصلات. يقومنظام التصنيف(رتب M, N, P) بفرز LEDs إلى مجموعات ذات نطاقات شدة أضيق بكثير. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا، حدد واستخدم LEDs من نفس مجموعة الشدة.

9.4 كيف أفسر "زاوية الرؤية" البالغة 130 درجة؟

هذه هيالزاوية الكاملةالتي تنخفض عندها شدة الضوء إلى 50% من شدتها على المحور (المركز). لذا، عند 65 درجة خارج المحور إلى اليسار و 65 درجة خارج المحور إلى اليمين (إجمالي 130 درجة)، يكون السطوع نصف ما تراه عند النظر مباشرة إلى LED. هذا يحدد انتشار الشعاع.

10. أمثلة تطبيقية عملية

10.1 لوحة مؤشر الحالة

في جهاز توجيه شبكة أو لوحة تحكم صناعية، يمكن استخدام عدة LEDs من هذا النوع للإشارة إلى الطاقة، نشاط الشبكة، أخطاء النظام، أو أوضاع التشغيل. تضمن زاوية الرؤية الواسعة الرؤية من زوايا مختلفة. من خلال اختيار LEDs من نفس مجموعة V_Fو I_V، يمكن تحقيق سطوع ولون موحدين عبر اللوحة. دائرة بسيطة مع مصدر 5 فولت، دبوس GPIO لوحدة تحكم دقيقة، مقاوم محدد للتيار 150Ω، و LED على التوالي هي نموذجية.

10.2 الإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح

لإضاءة المفاتيح على لوحة مفاتيح غشائية أو ميكانيكية، يمكن وضع LEDs SMD هذه على PCB أسفل أغطية المفاتيح الشفافة. يسمح حجمها الصغير (3.2x1.6 مم) بالوضع بين بصمات المفاتيح. توفر شريحة AlInGaP الخضراء لونًا واضحًا ومميزًا. تشمل اعتبارات التصميم إدارة التيار لعدة LEDs على التوازي (يفضل بمقاومات فردية أو قائد مصفوفة تيار ثابت) وضمان انتشار الضوء بالتساوي من خلال مادة غطاء المفتاح.

11. مقدمة تقنية

يعتمد هذا LED علىتقنية أشباه الموصلات فوسفيد ألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP). يُزرع نظام المواد هذا بشكل طبقي على ركيزة وهو فعال بشكل خاص في المناطق الحمراء والبرتقالية والعنبرية والخضراء من الطيف المرئي. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من وصلة أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات AlInGaP طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. تغلف العدسة الإيبوكسية الشفافة الشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل نمط ناتج الضوء.

12. اتجاهات الصناعة

يستمر الاتجاه العام في LEDs المؤشر SMD نحوزيادة الكفاءة(مزيد من ناتج الضوء لكل وحدة طاقة كهربائية)،أحجام حزم أصغرلللوحات ذات الكثافة الأعلى، وموثوقية محسنة. هناك أيضًا تركيز متزايد على ضبط اللون الدقيق والتصنيف الأكثر إحكامًا لتلبية متطلبات التطبيقات التي تتطلب اتساق لوني عالي، مثل شاشات الألوان الكاملة وإضاءة السيارات الداخلية. علاوة على ذلك، أصبح التكامل مع قواد ذكية للتعتيم والتحكم في اللون أكثر شيوعًا. يمثل المكون الموصوف في ورقة البيانات هذه تقنية ناضجة وموثوقة مناسبة تمامًا لتطبيقاتها المستهدفة في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.