ورقة بيانات LED SMD LTSA-S020ZGWTA - 2.0x1.25x0.8 مم - 2.9 فولت - 90 ميغاواط - أخضر مُشتت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED من نوع جهاز السطح المُركب (SMD) المصمم للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة والتطبيقات ذات المساحة المحدودة. يتميز المكون بعدسة مُشتتة ويصدر ضوءًا أخضر، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب وظائف إشارة أو إضاءة.

1.1 الميزات الرئيسية

• متوافق مع المعايير البيئية RoHS.
• معبأ على شريط بعرض 12 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات للتجميع الآلي.
• مُهيأ مسبقًا لمستوى الحساسية للرطوبة JEDEC MSL 2a.
• التأهيل مُشار إليه بـ AEC-Q101 Rev D، مناسب للتطبيقات السياراتية.
• مخطط عبوة قياسي EIA لضمان التوافق.
• تيار تشغيل متوافق مع الدوائر المتكاملة (IC).
• مصمم للتوافق مع معدات الالتقاط والوضع الآلي.
• مناسب لعمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء.

1.2 التطبيقات المستهدفة

يُقصد باستخدام هذا LED في نطاق واسع من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر: الهواتف اللاسلكية والخلوية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأنظمة الشبكات. يُذكر بشكل خاص للتطبيقات الإضافية في مركبات الهندسة.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

All ratings are specified at an ambient temperature (Ta) of 25°C. Exceeding these limits may cause permanent damage.

• تبديد الطاقة (Pd):90 ميغاواط
• تيار الأمامي الذروي (I_F(peak)):50 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير تيار مستمر
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التخزين:-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند Ta=25 درجة مئوية تحت ظروف الاختبار المحددة.

• شدة الإضاءة (I_V):250 - 640 ميللي كانديلا (القيمة النموذجية عند I_F= 2 مللي أمبير). تم القياس بمستشعر/مرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):110 درجة. تُعرّف على أنها الزاوية المحورية التي تكون عندها الشدة نصف القيمة المحورية.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p):518 نانومتر (من القياس الطيفي).
• الطول الموجي السائد (λ_d):523 - 538 نانومتر (عند I_F= 2 مللي أمبير). يمثل اللون المُدرك. التسامح هو ±1 نانومتر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):35 نانومتر.
• الجهد الأمامي (V_F):2.0 - 2.9 فولت (عند I_F= 2 مللي أمبير). التسامح هو ±0.1 فولت.
• الجهد العكسي (V_z):6 - 8 فولت (عند I_z= 10 ميكرو أمبير). ملاحظة: الجهاز غير مصمم للعمل العكسي؛ هذه المعلمة للاختبار الداخلي (IR) فقط.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى (عند V_R= 5 فولت).
• جهد تحمل الكهرباء الساكنة (ESD):2000 فولت (نموذج جسم الإنسان).

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع، يتم فرز المكونات إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية. تشير ملصق الدفعة إلى رموز المجموعات لـ V_f, I_V, واللون (W_d).

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_f)

يُقاس عند I_F= 2 مللي أمبير. التسامح داخل كل مجموعة هو ±0.1 فولت.

• H3:2.0 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.3 فولت (الحد الأقصى)
• H4:2.3 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى)
• H5:2.6 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.9 فولت (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

يُقاس عند I_F= 2 مللي أمبير. التسامح داخل كل مجموعة هو ±11%.

• T1:250 ميللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 400 ميللي كانديلا (الحد الأقصى)
• T2:400 ميللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 640 ميللي كانديلا (الحد الأقصى)

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد (W_d)

يُقاس عند I_F= 2 مللي أمبير. التسامح داخل كل مجموعة هو ±1 نانومتر.

• AQ:523 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 528 نانومتر (الحد الأقصى)
• AR:528 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 533 نانومتر (الحد الأقصى)
• AS:533 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 538 نانومتر (الحد الأقصى)

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية للمساعدة في التصميم. توضح هذه المنحنيات العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة، وكذلك التوزيع المكاني للضوء (نمط الإشعاع). يُعد مخطط التوزيع المكاني حاسمًا لفهم ملف الإضاءة الناتج عن العدسة المشتتة، حيث يوضح كيفية تشتت الضوء عبر زاوية الرؤية البالغة 110 درجة. يمكن للمصممين استخدام منحنى I_Vمقابل I_Fلتقدير السطوع عند تيارات تشغيل مختلفة، مما يضمن أن LED يلبي متطلبات التطبيق دون تجاوز الحدود القصوى.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق LED مع مخطط عبوة SMD قياسي. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمترات) حجم الجسم حوالي 2.0 × 1.25 مم بارتفاع 0.8 مم. التسامح عادةً هو ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب الرجوع إلى رسم الأبعاد التفصيلي لتصميم نمط اللحام الدقيق.

5.2 تصميم وسادة اللوحة الموصى به

يتم توفير توصية لنمط اللحام للاستخدام في لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. الالتزام بهذا النمط أمر بالغ الأهمية لتحقيق تكوين وصلة لحام صحيحة، وضمان الاستقرار الميكانيكي، وتسهيل تبديد الحرارة أثناء التشغيل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يتبع الملف الموصى به J-STD-020. تشمل المعلمات الرئيسية:

• درجة حرارة التسخين المسبق:150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية.
• زمن التسخين المسبق:120 ثانية كحد أقصى.
• درجة حرارة الذروة:260 درجة مئوية كحد أقصى.
• الوقت فوق نقطة السيولة:10 ثوانٍ كحد أقصى (موصى به لعدد أقصى دورتي إعادة تدفق).

ملاحظة: يعتمد الملف الأمثل على تصميم اللوحة المحدد، والمكونات، ومعجون اللحام، والفرن. يُنصح بإجراء توصيف للتجميع المحدد.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا:

• درجة حرارة المكواة:300 درجة مئوية كحد أقصى.
• زمن اللحام:3 ثوانٍ كحد أقصى لكل رجل توصيل (مرة واحدة فقط).

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، استخدم مذيبات كحولية مثل الإيثانول أو الأيزوبروبانول في درجة حرارة الغرفة. يجب ألا تتجاوز مدة الغمر دقيقة واحدة. تجنب المنظفات الكيميائية غير المحددة.

7. احتياطات التخزين والتعامل

7.1 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤70% رطوبة نسبية. استخدم خلال سنة واحدة من تاريخ التعبئة عند وجودها في أكياس مقاومة للرطوبة مع مجفف.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. يجب لحام المكونات بإعادة التدفق خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض.
• التخزين الممتد (المفتوحة):قم بالتخزين في وعاء محكم الغلق مع مجفف أو في مجفف نيتروجين.
• التجفيف (Baking):إذا تعرضت لأكثر من 168 ساعة، قم بتجفيفها عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة ومنع ظاهرة "الفرقعة" أثناء إعادة التدفق.

7.2 تحذير التطبيق

تم تصميم هذا LED للمعدات الإلكترونية العادية. لا يُوصى به للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث قد يؤدي الفشل إلى تعريض الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي) دون استشارة مسبقة وتأهيل محدد.

8. معلومات التعبئة والطلب

8.1 مواصفات الشريط والبكرة

• عرض الشريط:12 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة:2000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب:500 قطعة للدفعات المتبقية.
• معيار التعبئة:وفقًا لـ EIA-481-1-B. يتم إغلاق الجيوب الفارغة بشريط غطاء. يُسمح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين.

9. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

عند دمج هذا LED في تصميم، ضع في الاعتبار ما يلي:

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى قيمة آمنة، عادةً عند أو أقل من الحد الأقصى 20 مللي أمبير تيار مستمر. يجب مراعاة مجموعة V_Fلحساب المقاوم بدقة.
• إدارة الحرارة:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (90 ميغاواط)، تأكد من أن اللوحة توفر تخفيفًا حراريًا كافيًا، خاصةً إذا كان التشغيل عند درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من التيار الأقصى.
• التصميم البصري:توفر العدسة المشتتة زاوية رؤية واسعة ومتساوية مناسبة لمؤشرات اللوحة. للضوء المركز، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية.
• حماية الكهرباء الساكنة (ESD):على الرغم من تصنيفه لـ 2 كيلو فولت HBM، نفذ معالجة ESD القياسية، وإذا لزم الأمر، حماية الدائرة (مثل ثنائيات TVS) في البيئات الحساسة.

10. المقارنة الفنية والتمييز

يتميز هذا LED من خلال مجموعة ميزاته: يجعل مرجع التأهيل AEC-Q101 منه مرشحًا للتطبيقات الإضافية للسيارات. يعزز التهيئة المسبقة لـ MSL 2a الموثوقية لعمليات إعادة التدفق القياسية. يسمح نظام التصنيف التفصيلي بمطابقة ألوان وسطوع أكثر دقة في عمليات الإنتاج مقارنة بالأجزاء غير المصنفة. زاوية الرؤية الواسعة البالغة 110 درجة مع العدسة المشتتة مثالية للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة وغير لامعة.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج: الطول الموجي الذروي (518 نانومتر) هو نقطة أقصى طاقة خرج في المنحنى الطيفي. الطول الموجي السائد (523-538 نانومتر) مشتق من مخطط ألوان CIE ويمثل الطول الموجي الفردي الذي يتطابق بشكل أفضل مع اللون المُدرك للضوء، وهو أكثر صلة بالرؤية البشرية.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟
ج: نعم، 20 مللي أمبير هو الحد الأقصى لتصنيف التيار الأمامي المستمر عند 25 درجة مئوية. للتشغيل الموثوق، خاصةً عند درجات الحرارة المحيطة الأعلى، يُوصى بتخفيض التيار. راجع دائمًا حد تبديد الطاقة (90 ميغاواط).

س: لماذا يوجد تصنيف للجهد العكسي إذا كان الجهاز ليس للعمل العكسي؟
ج: تصنيف V_z(6-8 فولت) هو في المقام الأول معلمة اختبار لضمان الجودة الداخلية (اختبار IR). يشير إلى جهد الانهيار. في تصميم الدائرة، يجب أن تتأكد من أن LED لا يتعرض أبدًا لتحيز عكسي، لأن حتى التيارات العكسية الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى تدهور الأداء.

س: كيف أفسر رمز المجموعة "H4/T2/AR" على الملصق؟
ج: يشير هذا إلى دفعة محددة حيث تحتوي LEDs على جهد أمامي بين 2.3 فولت و 2.6 فولت (H4)، وشدة إضاءة بين 400 و 640 ميللي كانديلا (T2)، وطول موجي سائد بين 528 و 533 نانومتر (AR).

12. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لموجه إنترنت استهلاكي.يحتاج LED إلى أن يكون أخضر، مرئيًا من زوايا مختلفة، وموثوقًا للتشغيل المستمر. هذا المكون مناسب. سيوفر تيار تشغيل يتراوح بين 5-10 مللي أمبير سطوعًا وافرًا مع البقاء ضمن الحدود، مما يضمن موثوقية طويلة الأمد. سيختار المصمم مقاومًا محددًا للتيار بناءً على V_Fالنموذجي (مثل 2.5 فولت لمجموعة H4) وجهد الإمداد (مثل 3.3 فولت). تضمن زاوية الرؤية الواسعة رؤية الحالة بغض النظر عن اتجاه الموجه. تتيح تعبئة الشريط والبكرة تجميعًا آليًا وفعالًا على اللوحة الرئيسية للموجه.

13. مبدأ التشغيل

هذا هو ثنائي باعث للضوء (LED) شبه موصل. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبته، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة (المكونة من InGaN للانبعاث الأخضر)، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المادي المحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. تغلف العدسة الإيبوكسية المشتتة شريحة أشباه الموصلات، مما يوفر حماية بيئية ودعمًا ميكانيكيًا ويشكل خرج الضوء إلى حزمة واسعة وموحدة.

14. اتجاهات التكنولوجيا

تواصل صناعة الإلكترونيات الضوئية التقدم في عدة مجالات رئيسية ذات صلة بمثل هذه المكونات: زيادة الفعالية الضوئية (مزيد من خرج الضوء لكل واط)، وتحسين اتساق اللون وتقليل تسامح التصنيف، وتعزيز الموثوقية والتشغيل عند درجات حرارة أعلى لأسواق السيارات والصناعة، ومزيد من التصغير للعبوات. يدفع التوجه نحو كفاءة أعلى واعتماد أوسع لـ LEDs في الإضاءة العامة وتطبيقات السيارات إلى التحسين المستمر في مواد أشباه الموصلات وتقنيات التعبئة.