ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C191TGKT - سماكة فائقة 0.55 مم - لون أخضر من شريحة InGaN - جهد أمامي أقصى 3.6 فولت - قدرة تبديد 76 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED طراز LTST-C191TGKT من نوع أجهزة التثبيت السطحي (SMD). تم تصميم هذا المكون لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلي، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات ذات المساحات المحدودة عبر مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح سماكته الفائقة التي تبلغ 0.55 مم، مما يتيح دمجه في الأجهزة فائقة النحافة. يستخدم شريحة أشباه موصلات InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) فائقة السطوع لإنتاج الضوء الأخضر. الجهاز متوافق بالكامل مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS). يتم تعبئته بشكل قياسي على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، متوافقًا مع معايير EIA، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات اللصق والتركيب الآلي عالية السرعة وعمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية. الأسواق المستهدفة متنوعة، تشمل معدات الاتصالات (الهواتف اللاسلكية والمحمولة)، والحوسبة المحمولة (أجهزة الكمبيوتر المحمولة)، والبنية التحتية للشبكات، والأجهزة المنزلية، وتطبيقات اللافتات أو العروض الداخلية.

1.2 التطبيقات الرئيسية

• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.
• العروض الدقيقة وإضاءة الرموز.
• الإضاءة الإشارية والرمزية في لوحات التحكم وأجهزة القياس.

2. العبوة والأبعاد الميكانيكية

يتميز طراز LTST-C191TGKT بعدسة شفافة تغلف شريحة إصدار ضوء أخضر من نوع InGaN. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة للعبوة في رسومات ورقة البيانات بتحمل قياسي يبلغ ±0.1 مم (±0.004 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك. الارتفاع المنخفض جدًا هو سمة ميكانيكية مميزة.

3. التقييمات القصوى المطلقة والخصائص

يتم تحديد جميع التقييمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يتسبب تجاوز هذه الحدود في تلف دائم للجهاز.

3.1 التقييمات القصوى المطلقة

• قدرة التبديد (Pd):76 ميغاواط. هذه هي أقصى قدرة يمكن للجهاز تبديدها بأمان على شكل حرارة.
• تيار الذروة الأمامي (I_F(PEAK)):100 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار لحظي، مسموح به فقط في ظل ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار موصى به للتشغيل المستمر بالتيار المستمر.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية. تم تصميم الجهاز للعمل ضمن نطاق درجة الحرارة البيئية هذا.
• نطاق درجة حرارة التخزين:-30 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• شرط اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:يتحمل درجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات التجميع الخالية من الرصاص (Pb-free).

3.2 منحنى إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به للعمليات الخالية من الرصاص

تتضمن ورقة البيانات رسمًا بيانيًا مفصلًا لدرجة الحرارة مقابل الزمن يوضح منحنى اللحام بإعادة التدفق المقترح. تشمل المعلمات الرئيسية مرحلة التسخين المسبق حتى 150-200 درجة مئوية، ووقت تسخين مسبق أقصاه 120 ثانية، ودرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260 درجة مئوية، ووقت فوق 260 درجة مئوية محدود بحد أقصى 10 ثوانٍ. يعتمد المنحنى على معايير JEDEC لضمان لحام موثوق دون تلف حراري لعبوة LED.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25 درجة مئوية و I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):71 - 450 مللي كانديلا. تم القياس باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المركز)، مما يشير إلى مخروط رؤية واسع جدًا.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λ_P):530 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):520 - 535 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد لون LED (الأخضر)، والمستمد من مخطط لونية CIE.
• عرض النصف الطيفي (Δλ):35 نانومتر. عرض النطاق الترددي لطيف الضوء المنبعث عند نصف شدته القصوى.
• الجهد الأمامي (V_F):2.8 فولت - 3.6 فولت. انخفاض الجهد عبر LED عند التشغيل بتيار 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (كحد أقصى) عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 10 فولت.ملاحظة هامة:لم يتم تصميم الجهاز للعمل تحت انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه لأغراض إعلامية فقط.

4. نظام التصنيف والفرز

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية. رمز المجموعة هو جزء من معلومات الطلب.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

يتم الفرز عند I_F=20 مللي أمبير. التحمل لكل مجموعة هو ±0.1 فولت.
رموز المجموعات: D7 (2.80-3.00 فولت)، D8 (3.00-3.20 فولت)، D9 (3.20-3.40 فولت)، D10 (3.40-3.60 فولت).

4.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

يتم الفرز عند I_F=20 مللي أمبير. التحمل لكل مجموعة هو ±15%.
رموز المجموعات: Q (71.0-112.0 مللي كانديلا)، R (112.0-180.0 مللي كانديلا)، S (180.0-280.0 مللي كانديلا)، T (280.0-450.0 مللي كانديلا).

4.3 تصنيف الصبغة (الطول الموجي السائد)

يتم الفرز عند I_F=20 مللي أمبير. التحمل لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.
رموز المجموعات: AP (520.0-525.0 نانومتر)، AQ (525.0-530.0 نانومتر)، AR (530.0-535.0 نانومتر).

5. تحليل منحنيات الأداء النموذجية

توفر ورقة البيانات تمثيلات بيانية للعلاقات الرئيسية، وهي ضرورية لتصميم الدوائر.

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية، مما يبرز أهمية تنظيم التيار على القيادة بالجهد.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V للدايود، وهي بالغة الأهمية لحساب قيم المقاوم التسلسلي أو تصميم مشغلات التيار الثابت.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح الانخفاض الحراري لإخراج الضوء، والذي يتناقص مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يرسم الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~530 نانومتر وعرض النصف 35 نانومتر، مؤكدًا انبعاث اللون الأخضر النقي.

6. إرشادات التجميع والتعامل والتخزين

6.1 تخطيط وسادة التثبيت على PCB

يتم توفير نمط أرضي موصى به (البصمة) لـ PCB، بما في ذلك أبعاد وسادات اللحام. الالتزام بهذا التصميم يضمن اللحام السليم، والمحاذاة، وإدارة الحرارة أثناء إعادة التدفق.

6.2 التنظيف

يجب استخدام مواد التنظيف المحددة فقط. إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، يُوصى بالغمر في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف العدسة الإيبوكسية أو العبوة.

6.3 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للكهرباء الساكنة وارتفاعات الجهد. يُوصى بشدة باستخدام سوار معصم مؤرض أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل. يجب تأريض جميع المعدات، بما في ذلك محطات العمل وأدوات اللحام، بشكل صحيح لمنع التلف.

6.4 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي في الكيس المضاد للرطوبة الأصلي مع مجفف هو سنة واحدة.
• العبوة المفتوحة:للمكونات التي تم إزالتها من عبوتها الأصلية، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30 درجة مئوية / 60% رطوبة نسبية. يُوصى بإكمال لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا، مستوى MSL 2a). للتخزين لفترة أطول من ذلك، يجب حفظ المكونات في وعاء محكم مع مجفف أو في جو نيتروجين. تتطلب المكونات المخزنة خارج الكيس لأكثر من 672 ساعة الخبز عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل التجميع لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

6.5 طرق اللحام

اللحام بإعادة التدفق:اتبع المنحنى المذكور في القسم 3.2. درجة حرارة الذروة 260 درجة مئوية كحد أقصى، والوقت فوق 260 درجة مئوية محدود بـ 10 ثوانٍ كحد أقصى. يُسمح بحد أقصى دورتين لإعادة التدفق.
اللحام اليدوي (المكواة):استخدم مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة مضبوطة على 300 درجة مئوية كحد أقصى. يجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ لكل وصلة لحام. يجب إجراء اللحام اليدوي مرة واحدة فقط.

7. مواصفات التعبئة والشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط حامل بارز بشريط غطاء واقي. عرض الشريط 8 مم. البكرات لها قطر قياسي 7 بوصات (178 مم) وتحتوي على 5000 قطعة لكل بكرة كاملة. الحد الأدنى لكمية الطلب هو 500 قطعة للبكرات الجزئية. التعبئة متوافقة مع مواصفات ANSI/EIA-481. يتم توفير رسومات أبعاد مفصلة لجيوب الشريط والبكرة، بما في ذلك قطر المحور، وقطر الحافة، وعرض البكرة.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 الاستخدام المقصد وبيان عدم المسؤولية الخاص بالموثوقية

تم تصميم هذا المصباح LED للاستخدام في المعدات الإلكترونية التجارية والاستهلاكية القياسية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، وأنظمة سلامة النقل)، يلزم استشارة وتأهيل محددين قبل التصميم.

8.2 تشغيل المصباح LED

لضمان إخراج ضوء مستمر وعمر طويل، قم بتشغيل LED بمصدر تيار ثابت، وليس بجهد ثابت. التيار المستمر الموصى به هو 20 مللي أمبير. يمكن استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع مصدر جهد، وتحسب كالتالي: R = (V_supply- V_F) / I_F، حيث يجب اختيار V_Fمن القيمة النموذجية أو القصوى من جدول التصنيف لضمان ألا يتجاوز I_F20 مللي أمبير في أسوأ الظروف.

8.3 إدارة الحرارة

على الرغم من أن قدرة التبديد منخفضة (76 ميغاواط كحد أقصى)، إلا أن التصميم الحراري المناسب على PCB مهم. يعمل تصميم وسادة اللحام الموصى به أيضًا كمشتت حراري. يضمن المسار الحراري الجيد بعيدًا عن تقاطع LED الحفاظ على شدة الإضاءة وطول العمر، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بالقرب من التقييمات القصوى.

8.4 التصميم البصري

زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة تجعل هذا المصباح LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة أو وضوح الرؤية من زوايا عديدة. للضوء المركز أو الموجه، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء ضرورية. توفر العدسة الشفافة قاعدة محايدة للعناصر البصرية الثانوية المحتملة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الأساسي لـ LTST-C191TGKT هو الجمع بين سماكته الفائقة 0.55 مم والسطوع العالي من شريحة InGaN. مقارنة بالتكنولوجيا الأقدم مثل AlGaInP، تقدم InGaN كفاءة ونقاء لوني متفوقين لأطوال موجات اللون الأخضر. توافق RoHS والتوافق مع عمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية عالية الحجم يجعله خيارًا حديثًا وصديقًا للبيئة مناسبًا للأسواق العالمية. يسمح نظام التصنيف الشامل للمصممين باختيار درجة السطوع ونقطة اللون الدقيقة المطلوبة لتطبيقهم، مما يضمن الاتساق البصري في المنتجات النهائية.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟
ج: طول موجة الذروة (λ_P) هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر LED أكبر قدر من الطاقة البصرية. الطول الموجي السائد (λ_d) هو قيمة محسوبة تعتمد على إدراك اللون البشري (مخطط CIE) الذي يحدد اللون المدرك. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذا الأخضر، فهي عادةً ما تكون قريبة ولكنها ليست متطابقة.

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED بمصدر جهد 5 فولت ومقاومة؟
ج: نعم. باستخدام أقصى V_Fبقيمة 3.6 فولت لضمان تيار آمن في جميع الظروف: R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 أوم. ستكون مقاومة قياسية بقيمة 68 أو 75 أوم مناسبة. تحقق دائمًا من التيار الفعلي في الدائرة.

س: لماذا تكون حالة التخزين للعبوات المفتوحة صارمة جدًا (672 ساعة)؟
ج: يمكن لعبوات SMD امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء الحرارة العالية لعملية اللحام بإعادة التدفق، يمكن لهذه الرطوبة المحتبسة أن تتبخر بسرعة، مما يتسبب في انفصال داخلي أو تشقق (ظاهرة \"الفشار\"). تم تحديد حد 672 ساعة وإجراء الخبز من خلال مستوى حساسية الرطوبة للمكون (MSL 2a) لمنع هذا النمط من الفشل.

س: هل هذا المصباح LED مناسب لإضاءة مقصورة السيارة الداخلية؟
ج: بينما يفي بالمواصفات الفنية الأساسية، تتطلب التطبيقات السيارة عادةً مكونات مؤهلة وفق معايير درجة السيارات المحددة (مثل AEC-Q102) لاختبارات دورات الحرارة، والرطوبة، والموثوقية طويلة المدى. لا تدعي ورقة البيانات هذه مثل هذه المؤهلات، لذا يلزم استشارة للتطبيق المحدد.

11. مثال دراسة حالة للتصميم

السيناريو:تصميم مؤشر حالة لمكبر صوت بلوتوث محمول. يحتاج المؤشر إلى أن يكون مرئيًا في ضوء النهار، وأن يكون له لون أخضر متسق، وأن يتناسب مع غلاف رقيق جدًا.

مبررات الاختيار:تم اختيار LTST-C191TGKT لارتفاعه البالغ 0.55 مم، مما يسمح له بالتناسب خلف موزع ضوء رقيق. يضمن السطوع العالي (حتى 450 مللي كانديلا) الوضوح. لضمان درجة محددة من اللون الأخضر عبر جميع وحدات الإنتاج، يحدد المصمم رمز المجموعة \"AQ\" (الطول الموجي السائد 525-530 نانومتر) ورمز المجموعة \"S\" (180-280 مللي كانديلا) أثناء الشراء.

تصميم الدائرة:تحتوي اللوحة الرئيسية لمكبر الصوت على خط جهد 3.3 فولت. باستخدام V_Fنموذجي بقيمة 3.2 فولت (من المجموعة D8)، يتم حساب المقاومة التسلسلية: R = (3.3V - 3.2V) / 0.020A = 5 أوم. تم اختيار مقاومة 5.1 أوم. يتم توصيل الأنود الخاص بـ LED بخط 3.3 فولت عبر المقاومة، ويتم تحويل الكاثود إلى الأرض بواسطة دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة المضبوط كمخرج تصريف مفتوح.

التخطيط:يتم اتباع تخطيط وسادة PCB الموصى به بدقة. يتم توصيل وسادة الأرض بمنطقة نحاسية صغيرة للمساعدة في تبديد الحرارة، على الرغم من انخفاض الطاقة.

12. مقدمة التكنولوجيا والاتجاهات

تكنولوجيا InGaN:إنديوم جاليوم نيتريد هو مركب أشباه موصلات من النوع III-V يمكن ضبط فجوة النطاق الخاصة به عن طريق ضبط نسبة الإنديوم إلى الجاليوم. هذا يسمح بإنتاج مصابيح LED تصدر ضوءًا من الطيف فوق البنفسجي مرورًا بالأزرق والأخضر. تشتهر مصابيح LED القائمة على InGaN بالكفاءة العالية والسطوع.

اتجاهات الصناعة:يتجه تطور مصابيح LED من نوع SMD للإلكترونيات الاستهلاكية باستمرار نحو أحجام عبوات أصغر، وارتفاعات أقل، وكفاءة إضاءة أعلى (مزيد من الضوء لكل واط)، واتساق لوني أضيق. هناك أيضًا دافع قوي لتحقيق موثوقية أعلى لتلبية متطلبات التطبيقات السيارة والصناعية. أصبح الانتقال إلى اللحام الخالي من الرصاص والامتثال لـ RoHS معيارًا عالميًا الآن. قد تشمل التطورات المستقبلية عبوات على مستوى الشريحة (CSP) أرق وحتى دوائر مشغل متكاملة داخل عبوة LED.