ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-S320KGKT - الأبعاد 3.2x1.6x1.2 مم - الجهد 1.9-2.4 فولت - اللون الأخضر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED من نوع جهاز السطح المُركب (SMD). تم تصميم هذا المكون للتجميع الآلي على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وهو مناسب للتطبيقات التي تكون فيها المساحة قيدًا حرجًا. يستخدم LED رقاقة شبه موصلة فائقة السطوع من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) لإنتاج الضوء الأخضر، مُغلّفة داخل عبوة عدسة شفافة تمامًا.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• يتميز برقاقة AlInGaP خضراء فائقة السطوع مع أطراف مطلية بالقصدير لتحسين قابلية اللحام.
• معبأ في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات، متوافق مع التعبئة والتغليف القياسية لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• خصائص تشغيل متوافقة مع الدوائر المتكاملة (IC).
• مصمم للتوافق مع معدات التجميع الآلي (انتقاء ووضع).
• مناسب للاستخدام مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات المستهدفة

يُقصد بهذا LED لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• أجهزة الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية والخلوية).
• معدات أتمتة المكاتب وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
• الأجهزة المنزلية ومعدات التحكم الصناعي.
• أنظمة الشبكات واللوحات الإعلانية الداخلية.
• تشمل الوظائف المحددة إضاءة خلفية لوحة المفاتيح/لوحة المفاتيح، ومؤشرات الحالة، والعروض الدقيقة، وإضاءة الإشارات/الرموز.

2. أبعاد العبوة

يُحتوى LED داخل عبوة SMD قياسية. لون العدسة شفاف تمامًا، ومصدر الضوء هو رقاقة AlInGaP خضراء. جميع التسامحات الأبعاد هي \u00b10.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم توفير أبعاد الطول والعرض والارتفاع المحددة في الرسم الميكانيكي التفصيلي داخل ورقة البيانات الأصلية.

3. التصنيفات والخصائص

3.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25\u00b0C. قد يؤدي تجاوز هذه القيم إلى تلف دائم.

• تبديد الطاقة (Pd):62.5 ملي واط
• تيار الأمام الذروي (I_F(PEAK)):60 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• تيار الأمام المستمر (I_F):25 مللي أمبير
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-30\u00b0C إلى +85\u00b0C
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40\u00b0C إلى +85\u00b0C
• ظروف اللحام بالأشعة تحت الحمراء:درجة حرارة ذروية 260\u00b0C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ.

3.2 ملف تعريف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح (عملية خالية من الرصاص)

يتم توفير ملف تعريف درجة حرارة موصى به للحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص، يلتزم عادةً بمعايير JEDEC. يتضمن هذا الملف مراحل التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد، مع حد أقصى لدرجة الحرارة الذروية يبلغ 260\u00b0C.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معلمات الأداء النموذجية عند Ta=25\u00b0C و I_F=20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):18.0 - 71.0 ملي كانديلا. تم القياس باستخدام مرشح يقارب استجابة العين الضوئية CIE.
• زاوية الرؤية (2\u03b8_1/2):130 درجة. تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض فيها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية.
• طول موجة الانبعاث الذروي (\u03bb_P):574 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (\u03bb_d):567.5 - 576.5 نانومتر. مُستمد من إحداثيات اللونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (\u0394\u03bb):15 نانومتر (نموذجي).
• جهد الأمام (V_F):1.90 - 2.40 فولت.
• التيار العكسي (I_R):10 \u03bcA (الحد الأقصى) عند V_R=5V.

ملاحظات القياس:يتم التأكيد على الحذر من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يُوصى بتأريض الأشخاص والمعدات بشكل صحيح عن طريق أسوار المعصم أو القفازات المضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل مع الجهاز.

4. نظام التصنيف إلى مجموعات

يتم فرز LEDs إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية لضمان الاتساق في التطبيق. يتم تطبيق تسامحات على كل مجموعة.

4.1 تصنيف جهد الأمام (V_F)

مصنف عند I_F=20mA. التسامح لكل مجموعة هو \u00b10.1V.

• المجموعة 4: 1.90V - 2.00V
• المجموعة 5: 2.00V - 2.10V
• المجموعة 6: 2.10V - 2.20V
• المجموعة 7: 2.20V - 2.30V
• المجموعة 8: 2.30V - 2.40V

4.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

مصنف عند I_F=20mA. التسامح لكل مجموعة هو \u00b115%.

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

4.3 تصنيف الطول الموجي السائد (\u03bb_d)

مصنف عند I_F=20mA. التسامح لكل مجموعة هو \u00b11 نانومتر.

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

5. منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات تمثيلات بيانية للخصائص الرئيسية للمساعدة في التصميم. توضح هذه المنحنيات، التي تُرسم عادةً مقابل تيار الأمام أو درجة الحرارة المحيطة، العلاقات والاتجاهات لمعلمات مثل:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام (I_F)
• جهد الأمام (V_F) مقابل تيار الأمام (I_F)
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة (T_a)
• الطول الموجي الذروي مقابل درجة الحرارة المحيطة (T_a)
• توزيع الإشعاع الطيفي (يظهر ذروة الانبعاث ونصف العرض)

هذه المنحنيات ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة ولإجراء تصميم دقيق للدائرة وإدارة الحرارة.

6. دليل المستخدم للتجميع والتعامل

6.1 التنظيف

يجب تجنب مواد التنظيف الكيميائية غير المحددة لأنها قد تتلف عبوة LED. إذا كان التنظيف ضروريًا، يُوصى بالغمر في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة.

6.2 تخطيط وسادة PCB الموصى به واتجاه اللحام

يتم توفير نمط أرضي (بصمة) مقترح لـ PCB لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة واستقرار ميكانيكي. يوضح الرسم أيضًا الاتجاه الصحيح لـ LED (يُشار إليه عادةً بمؤشر الكاثود على الجهاز) بالنسبة لوسادات PCB.

6.3 مواصفات تغليف الشريط والبكرة

يتم توريد LEDs في شريط حامل بارز ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم). تشمل المواصفات الرئيسية:

• عرض الشريط: 8 مم.
• تباعد الجيوب وأبعاد إيواء المكون.
• شريط الغطاء الذي يغلق الجيوب.
• قطر محور البكرة، وقطر الحافة، والأبعاد الإجمالية.
• كمية التعبئة القياسية: 3000 قطعة لكل بكرة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب للبكرات المتبقية: 500 قطعة.
• متوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481.

7. تحذيرات هامة وملاحظات تطبيقية

7.1 نطاق التطبيق المقصود

تم تصميم هذا LED للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية (مثل المكاتب، والاتصالات، والأجهزة المنزلية). لا يُقصد به للتطبيقات التي قد يؤدي فيها الفشل إلى تعريض الحياة أو الصحة للخطر المباشر (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، وأنظمة السلامة الحرجة) دون استشارة مسبقة وتأهيل محدد.

7.2 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند \u2264 30\u00b0C و \u2264 90% رطوبة نسبية (RH). استخدم خلال عام واحد عند التعبئة مع مجفف.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند \u2264 30\u00b0C و \u2264 60% RH. يجب إعادة تدفق المكونات بالأشعة تحت الحمراء خلال أسبوع واحد من الفتح (مستوى حساسية الرطوبة 3، MSL 3).
• التخزين الممتد (مفتوح):قم بالتخزين في وعاء محكم الإغلاق مع مجفف أو في مجفف نيتروجين.
• إعادة الخبز:يجب خبز LEDs التي تم تخزينها خارج العبوة الأصلية لأكثر من أسبوع واحد عند حوالي 60\u00b0C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

7.3 إرشادات عملية اللحام

يتم توفير معلمات لحام مفصلة لضمان تجميع موثوق:

لحام إعادة التدفق (موصى به للخالي من الرصاص):

• درجة حرارة التسخين المسبق: 150\u00b0C \u2013 200\u00b0C
• وقت التسخين المسبق: الحد الأقصى 120 ثانية
• درجة الحرارة الذروية: الحد الأقصى 260\u00b0C
• الوقت عند الذروة: الحد الأقصى 10 ثوانٍ (يُسمح بحد أقصى دورتي إعادة تدفق)

اللحام اليدوي (مكواة اللحام):

• درجة حرارة طرف المكواة: الحد الأقصى 300\u00b0C
• وقت اللحام: الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل وسادة (مرة واحدة فقط)

ملاحظة حرجة:يعتمد ملف تعريف إعادة التدفق الأمثل على تصميم PCB المحدد، والمكونات، ومعجون اللحام، والفرن. الملف المقدم هو مثال متوافق مع JEDEC. توصيف مستوى اللوحة ضروري لعملية قوية. يجب إجراء اختبارات موثوقية على مستوى المكون واللوحة للتحقق من عملية التجميع.

8. اعتبارات التصميم والتحليل التقني

8.1 تحديد التيار ودائرة التشغيل

يجب مراعاة نطاق جهد الأمام (V_F) من 1.9V إلى 2.4V عند 20mA عند تصميم دائرة التشغيل. مصدر تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار على التوالي مع مصدر جهد إلزاميان لمنع تجاوز الحد الأقصى المطلق لتيار الأمام المستمر البالغ 25mA. يمكن حساب قيمة مقاومة تحديد التيار (R_limit) باستخدام قانون أوم: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. باستخدام أقصى V_Fمن المجموعة يضمن ألا يتجاوز التيار المستوى المطلوب حتى مع التباين بين الوحدات.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبيًا عند 62.5 ملي واط، إلا أن التصميم الحراري المناسب لا يزال مهمًا لطول العمر واستقرار إخراج الضوء. يجب أخذ تخفيف شدة الإضاءة مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (كما هو موضح في منحنيات الأداء) في الاعتبار في متطلبات سطوع التطبيق. يمكن أن يساعد ضمان مساحة كافية من النحاس على PCB حول وسادات LED في تبديد الحرارة والحفاظ على درجة حرارة تقاطع أقل.

8.3 التصميم البصري للإضاءة الموحدة

تجعل زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة منتشرة بدلاً من شعاع مركز. بالنسبة لألواح الإضاءة الخلفية أو المؤشرات التي تتطلب ضوءًا أكثر توجيهًا، قد تكون البصريات الثانوية (مثل أدلة الضوء أو العدسات) ضرورية. توفر العدسة الشفافة تمامًا الحد الأدنى من تشتت الضوء من العبوة نفسها.

8.4 اختيار الطول الموجي وتأثير التصنيف إلى مجموعات

يسمح التصنيف إلى مجموعات حسب الطول الموجي السائد (C, D, E) للمصممين باختيار LEDs لمتطلبات لونية محددة. على سبيل المثال، ستستفيد التطبيقات التي تتطلب درجة خضراء دقيقة لمطابقة الألوان أو الإشارة من تحديد مجموعة طول موجي أضيق. يحدد الذروة النموذجية عند 574 نانومتر والعرض الطيفي البالغ 15 نانومتر نقاء اللون للضوء الأخضر المنبعث.

8.5 المقارنة مع تقنيات LED الأخرى

يوفر استخدام مادة AlInGaP للضوء الأخضر مزايا في جوانب معينة مقارنة بتقنيات أخرى مثل InGaN (المستخدمة للضوء الأزرق وبعض LEDs الخضراء). تظهر LEDs AlInGaP تقليديًا كفاءة عالية في الطيف من الأحمر إلى الأصفر المخضر ويمكن أن توفر استقرارًا جيدًا عبر درجات الحرارة. يعتمد الاختيار المحدد على الطول الموجي المطلوب، والكفاءة، والتكلفة، وبيئة التطبيق.

9. إرشادات خاصة بالتطبيق واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

9.1 دائرة تطبيق نموذجية للإشارة إلى الحالة

يتضمن التنفيذ البسيط توصيل LED على التوالي مع مقاومة محددة للتيار إلى دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة أو خط جهد النظام (مثل 3.3V أو 5V). يمكن لوحدة التحكم الدقيقة بعد ذلك تبديل الدبوس لتشغيل المؤشر أو إيقافه. لمصدر جهد 5V وهدف I_Fبقيمة 20mA، باستخدام V_Fمحافظ بقيمة 2.4V، ستكون قيمة المقاومة R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. ستكون مقاومة قياسية بقيمة 130 أو 150 أوم مناسبة.

9.2 المشاكل الشائعة والحلول

• ضوء خافت أو عدم وجود ضوء:تحقق من القطبية (اتصال عكسي). تحقق من تطابق جهد الأمام لمجموعة LED المحددة مع حساب دائرة التشغيل. قياس تدفق التيار الفعلي باستخدام مقياس متعدد.
• سطوع غير متسق عبر عدة LEDs:غالبًا ما يكون هذا بسبب تباين جهد الأمام (V_F) عندما تكون LEDs متصلة على التوازي دون تحديد تيار فردي. استخدم مقاومات منفصلة لكل LED أو نفذ مصفوفة مشغل تيار ثابت.
• فشل LED بعد اللحام:من المحتمل أن يكون سببه حرارة مفرطة أثناء اللحام اليدوي (>300\u00b0C أو >3s) أو ملف تعريف إعادة تدفق غير صحيح (تجاوز ذروة 260\u00b0C). تحقق من معلمات العملية وتأكد من اتباع قواعد التعامل مع MSL إذا تعرضت العبوة للرطوبة.
• تلف ESD:قد يحدث الفشل على الفور أو يظهر كتدهور في الأداء بمرور الوقت. اتبع دائمًا احتياطات ESD أثناء التعامل والتجميع.

10. المبادئ التشغيلية واتجاهات التكنولوجيا

10.1 المبدأ التشغيلي الأساسي

يتم إنتاج الضوء من خلال الوميض الكهربائي في رقاقة أشباه الموصلات AlInGaP. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تقاطع الثنائي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. يتم انبعاث الطاقة المنطلقة أثناء هذا الاتحاد كفوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات الألومنيوم، والإنديوم، والجاليوم، والفوسفيد طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأخضر.

10.2 اتجاهات الصناعة

الاتجاه العام في LEDs SMD هو نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف مجموعات أضيق، وزيادة الموثوقية تحت ظروف درجة حرارة وتيار أعلى. تستمر العبوة في التطور لتحسين الأداء الحراري والتحكم البصري. علاوة على ذلك، هناك دفع مستمر للتقليل مع الحفاظ على إخراج الضوء أو زيادته، وكذلك التكامل مع الإلكترونيات المشغلة لحلول الإضاءة \"الذكية\". يظل استخدام مواد وعمليات متوافقة مع اللحام الخالي من الرصاص والقوية متطلبًا قياسيًا عالميًا.