ورقة بيانات LED SMD أخضر GaP - 3.2x2.8x1.9mm - 2.6V - 72mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لـ LED أخضر عالي السطوع للتركيب السطحي. تم تصميم الجهاز لتطبيقات المؤشرات العامة والإضاءة الخلفية في الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات. تشمل مزاياه الرئيسية التوافق مع معدات التركيب الآلي، والملاءمة لعمليات اللحام بالأشعة تحت الحمراء والريفلو، والامتثال لمتطلبات الخلو من الرصاص (RoHS). تضمن العبوة القياسية EIA توافقاً واسعاً داخل الصناعة.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد الحدود التشغيلية للجهاز عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه التقييمات إلى تلف دائم.

• تبديد الطاقة (Pd):72 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن لـ LED تبديدها بأمان كحرارة أثناء التشغيل المستمر.
• تيار الأمامي الذروي (IFP):80 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مسموح به في ظل ظروف النبض، محدد بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. وهو أعلى بكثير من التصنيف المستمر لاستيعاب الومضات القصيرة عالية الكثافة.
• التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل الموثوق طويل الأمد.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. قد يؤدي تطبيق جهد عكسي يتجاوز هذا الحد إلى إتلاف وصلة أشباه الموصلات في LED.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. تم تصنيف الجهاز لأداء موثوق عبر هذا النطاق الواسع لدرجات الحرارة الصناعية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معلمات الأداء الرئيسية عند Ta=25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي IF=20 مللي أمبير.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 7.1 مللي كانديلا إلى قيمة نموذجية 45.0 مللي كانديلا. يتم تصنيف الشدة الفعلية، كما هو مفصل في القسم 3.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة. تشير زاوية الرؤية الواسعة هذه إلى نوع عدسة منتشر، مناسب للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):565 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λd):569 نانومتر. هذا الطول الموجي الفردي، المشتق من مخطط لونية CIE، يحدد اللون المدرك (الأخضر) لـ LED.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):30 نانومتر. يصف هذا المعامل نقاء الطيف؛ يشير العرض الأضيق إلى مصدر ضوء أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (VF):نموذجياً 2.6 فولت، مع نطاق من 2.0 فولت إلى 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير. تم تسجيل تفاوت +/- 0.1 فولت للقيمة النموذجية.
• التيار العكسي (IR):بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق السطوع عبر دفعات الإنتاج، يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى فئات (Bins). رمز الفئة هو جزء من اختيار رقم القطعة.

• رمز الفئة K:7.1 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 11.2 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز الفئة L:11.2 مللي كانديلا إلى 18.0 مللي كانديلا
• رمز الفئة M:18.0 مللي كانديلا إلى 28.0 مللي كانديلا
• رمز الفئة N:28.0 مللي كانديلا إلى 45.0 مللي كانديلا

ينطبق تفاوت +/-15% على كل فئة شدة. يجب على المصممين اختيار الفئة المناسبة بناءً على مستوى السطوع المطلوب لتطبيقهم.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات أداء نموذجية توضح العلاقة بين المعاملات الرئيسية. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن آثارها حاسمة للتصميم.

• منحنى I-V:يوضح العلاقة بين التيار الأمامي (IF) والجهد الأمامي (VF). إنه غير خطي، نموذجي للثنائي. يساعد المنحنى في اختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل. يؤدي التشغيل بأكثر من الحد الأقصى للتيار إلى تناقص العائد وزيادة الحرارة.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح تخفيض تصنيف إخراج الضوء مع زيادة درجة حرارة الوصلة. هذا أمر بالغ الأهمية لإدارة الحرارة في تطبيقات الطاقة العالية أو درجة الحرارة المحيطة العالية.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، متمركز حول 565 نانومتر بعرض نصف 30 نانومتر، مؤكداً إخراج اللون الأخضر.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد الجهاز

يتوافق LED مع عبوة SMD قياسية EIA. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمترات) حجم جسم يبلغ حوالي 3.2 ملم (الطول) × 2.8 ملم (العرض) × 1.9 ملم (الارتفاع). عادةً ما تكون التفاوتات ±0.2 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب الرجوع إلى الرسومات الأبعاد التفصيلية لتصميم بصمة PCB الدقيقة.

5.2 تصميم لوحة التثبيت الموصى بها على PCB

يتم توفير توصية لنمط اللحام للوح (Land Pattern) للحام الريفلو بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. يعد الالتزام بهذه البصمة الموصى بها ضرورياً لتحقيق وصلات لحام موثوقة، ومحاذاة ذاتية مناسبة أثناء الريفلو، وتبديد حرارة فعال. يتضمن التصميم عادةً أنماط تخفيف حرارية لإدارة درجة حرارة اللحام.

5.3 تحديد القطبية

يتم عادةً تمييز الكاثود على الجهاز، غالباً بشق، أو نقطة خضراء، أو زاوية مقطوعة على العدسة أو العبوة. يجب الرجوع إلى مخطط ورقة البيانات لتأكيد مخطط الترميز الدقيق للتوجيه الصحيح أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف لحام الريفلو

الجهاز متوافق مع عمليات لحام الريفلو الخالية من الرصاص. يتم الرجوع إلى ملف تعريف مقترح متوافق مع J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية:

• درجة حرارة التسخين المسبق:من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية.
• وقت التسخين المسبق:بحد أقصى 120 ثانية.
• درجة حرارة الذروة:بحد أقصى 260 درجة مئوية.
• الوقت فوق نقطة السيولة:المدة الموصى بها وفقاً لمواصفات معجون اللحام.
• معدلات الارتفاع:يتم التحكم فيها لمنع الصدمة الحرارية.

من المهم ملاحظة أن الملف الأمثل يعتمد على تصميم PCB المحدد، ومعجون اللحام، والفرن. يوصى بالتحقق على مستوى المكون ومستوى اللوحة.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضرورياً، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة لا تتجاوز 300 درجة مئوية. يجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وصلة، ويجب إجراؤه مرة واحدة فقط لتجنب إتلاف العبوة البلاستيكية أو الروابط السلكية الداخلية.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوباً بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. يُسمح بغمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في إتلاف عدسة الإيبوكسي أو العبوة.

6.4 التخزين والحساسية للرطوبة

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد الجهاز في شريط حامل 8 ملم على بكرات قطر 7 بوصات (178 ملم)، متوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية القياسية.

عدد القطع في البكرة:

• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ): 2000.
• 500 قطعة للكميات المتبقية.شريط الغطاء:
• يتم إغلاق الجيوب الفارغة بشريط غطاء علوي.المكونات المفقودة:
• يُسمح بحد أقصى مصباحين مفقودين متتاليين لكل مواصفة (EIA-481-1-B).7.2 هيكل رقم القطعة

يشفر رقم القطعة LTST-M670GKT السمات الرئيسية:

LTST:

• يشير على الأرجح إلى عائلة المنتج أو السلسلة.M670:
• قد يشير إلى نوع الشريحة/الرقاقة المحدد أو التصميم البصري.G:
• يشير إلى لون العدسة (شفاف مائي).K:
• يمثل رمز فئة شدة الإضاءة (مثلاً، الفئة K: 7.1-11.2 مللي كانديلا).T:
• يشير على الأرجح إلى التعبئة بالشريط والبكرة.يعد اختيار اللاحقة الصحيحة (رمز الفئة) ضرورياً للحصول على مستوى السطوع المطلوب.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب مؤشراً أخضر ساطعاً وموثوقاً، بما في ذلك:

مؤشرات الحالة على الإلكترونيات الاستهلاكية (الموجهات، أجهزة المودم، معدات الصوت).

• الإضاءة الخلفية لمفاتيح الأغشية واللوحات.
• الإضاءة للأجهزة وألواح التحكم.
• اللافتات العامة والإضاءة الزخرفية حيث تكون زاوية الرؤية الواسعة مفيدة.
• 8.2 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار.

لضمان سطوع ثابت، خاصة عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصى بشدة باستخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي لكل LED (نموذج الدائرة A). لا يُنصح بتشغيل مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد (نموذج الدائرة B)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خاصية الجهد الأمامي (VF) بين مصابيح LED الفردية ستسبب اختلالاً كبيراً في تقاسم التيار، وبالتالي، سطوع غير متساوٍ. يمكن حساب قيمة المقاوم التسلسلي باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF، حيث Vcc هو جهد التغذية، VF هو جهد LED الأمامي (استخدم القيمة القصوى للموثوقية)، و IF هو التيار الأمامي المطلوب.8.3 إدارة الحرارةعلى الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبياً (72 ملي واط كحد أقصى)، فإن التصميم الحراري المناسب يطيل العمر الافتراضي ويحافظ على إخراج ضوء مستقر. تأكد من أن تصميم لوحة التثبيت على PCB يوفر تخفيفاً حرارياً كافياً. تجنب تشغيل LED عند أو بالقرب من قيمه القصوى المطلقة للتيار ودرجة الحرارة لفترات طويلة.8.4 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مثل معظم أجهزة أشباه الموصلات، فإن مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع إجراءات التعامل مع ESD القياسية أثناء التجميع والتعامل، بما في ذلك استخدام محطات عمل مؤرضة، وأسوار المعصم، وحاويات موصلة.

9. المقارنة والتمييز التقني

مقارنة بتقنيات LED القديمة ذات الثقب المار، يقدم جهاز SMD هذا مزايا كبيرة:

الحجم والمظهر:

تتيح البصمة المدمجة 3.2x2.8 ملم والمظهر المنخفض (1.9 ملم) تصغير المنتجات النهائية.

القدرة على التصنيع:

• التوافق الكامل مع خطوط تجميع SMT الآلية عالية السرعة يقلل من تكلفة الإنتاج ويزيد الموثوقية مقارنة بالإدخال اليدوي.الأداء البصري:
• يوفر الجمع بين السطوع العالي (حتى 45 مللي كانديلا) وزاوية رؤية واسعة 120 درجة رؤية ممتازة.الموثوقية:
• تم تصميم العبوة لعمليات لحام بالأشعة تحت الحمراء/الريفلو قوية وتوفر نطاق تشغيل واسع لدرجة الحرارة (-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية).يعد استخدام تكنولوجيا فوسفيد الغاليوم (GaP) على ركيزة GaP عملية ناضجة وموثوقة لإنتاج مصابيح LED خضراء ذات لون وأداء مستقرين.
• 10. الأسئلة الشائعة (FAQ)س1: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (λP) والطول الموجي السائد (λd)?

ج1: الطول الموجي الذروي (565 نانومتر) هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية. الطول الموجي السائد (569 نانومتر) هو قيمة محسوبة من قياس اللون تمثل الطول الموجي الفردي للون المدرك. بالنسبة للمصادر أحادية اللون مثل LED الأخضر هذا، فهما عادةً ما يكونان متقاربين.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر?

ج2: نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى المقنن للتيار الأمامي المستمر. للحصول على أقصى موثوقية وعمر افتراضي، يُنصح غالباً بالتشغيل أقل قليلاً من هذا الحد الأقصى، على سبيل المثال، عند 20 مللي أمبير (حالة الاختبار القياسية)، والتي توفر أيضاً سطوعاً وافياً لمعظم تطبيقات المؤشرات.

س3: لماذا المقاوم التسلسلي ضروري حتى لو كان مصدر الطاقة الخاص بي محدود التيار?

ج3: يوفر المقاوم التسلسلي المخصص طريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة وقوية لضبط التيار. كما أنه يساعد في امتصاص الاختلافات الطفيفة في جهد التغذية وجهد LED الأمامي، مما يضمن تشغيلاً مستقراً. يعتبر أفضل ممارسة لمعظم دوائر LED العامة.

س4: ما مدى أهمية عمر الأرضية البالغ 168 ساعة بعد فتح كيس الحاجز الرطوبي?

ج4: إنه مهم جداً لموثوقية العملية. يؤدي تجاوز هذا الوقت بدون خبز إلى زيادة خطر تلف العبوة الناجم عن الرطوبة أثناء عملية لحام الريفلو عالية الحرارة، مما قد يؤدي إلى فشل فوري أو تقليل الموثوقية طويلة الأمد.

11. دراسة حالة تصميم

السيناريو:

تصميم لوحة مؤشر حالة لمحول شبكة يحتوي على 24 مصباح LED أخضر متطابق لنشاط المنفذ.

خطوات التصميم:

اختيار السطوع:لمعدات داخلية بمسافة مشاهدة 1-2 متر، يكون سطوع متوسط المدى كافياً. اختر رمز الفئة L (11.2-18.0 مللي كانديلا) من معلومات الطلب.

دائرة القيادة:

1. يستخدم النظام خط تغذية 3.3 فولت. باستخدام أقصى VF وهو 2.6 فولت وهدف IF وهو 20 مللي أمبير، احسب المقاوم التسلسلي: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 أوم. سيتم اختيار القيمة القياسية الأقرب وهي 33 أوم أو 39 أوم، مع تعديل التيار قليلاً.تخطيط PCB:
2. استخدم تصميم لوحة التثبيت الموصى به من ورقة البيانات. قم بتوجيه مسارات 3.3 فولت و GND إلى جميع مصابيح LED الـ 24. ضع المقاوم المحدد للتيار بالقرب من الأنود لكل LED.الاعتبار الحراري:
3. مع 24 مصباح LED عند ~20 مللي أمبير لكل منها، تكون الطاقة الإجمالية منخفضة (~1.5 واط). لا يلزم وجود تبريد حراري خاص، ولكن تأكد من وجود تدفق هواء عام في العلبة.التجميع:
4. اتبع ملف تعريف الريفلو الموصى به. بعد فتح البكرة، خطط لإكمال تجميع SMT لجميع اللوحات خلال نافذة الـ 168 ساعة أو نفذ جدول خبز.يضمن هذا النهج سطوعاً موحداً، ولحاماً موثوقاً، وأداءً طويل الأمد.
5. 12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيايعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات فوسفيد الغاليوم (GaP). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. في GaP، تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء) بطول موجي يتوافق مع طاقة فجوة النطاق للمادة، والتي لهذا التركيب المحدد تؤدي إلى ضوء أخضر (~565-569 نانومتر). العدسة "الشفافة المائية" مصنوعة من الإيبوكسي ومصممة لنشر الضوء، مما يخلق زاوية رؤية واسعة 120 درجة. تقوم عبوة SMD بتغليف الرقاقة شبه الموصلة، والروابط السلكية، وإطار التوصيل، مما يوفر حماية ميكانيكية ووصلات حرارية/كهربائية.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

تستمر صناعة الإلكترونيات الضوئية في التطور. بينما يمثل LED الأخضر القائم على GaP هذا تكنولوجيا ناضجة وموثوقة للغاية، تشمل الاتجاهات:

زيادة الكفاءة:

التطوير المستمر للمواد (مثل InGaN لنطاقات ألوان أوسع) وتصميمات الرقائق لتحقيق لومن أعلى لكل واط (lm/W)، مما يقلل استهلاك الطاقة لإخراج ضوء معين.

التصغير:

• تطوير بصمات عبوات أصغر (مثل 0201، 01005) للتطبيقات المقيدة بالمساحة مثل الأجهزة القابلة للارتداء والإلكترونيات الاستهلاكية فائقة الصغر.الحلول المتكاملة:
• نمو مصابيح LED ذات سائقين مدمجين (دوائر IC ذات تيار ثابت)، أو ثنائيات حماية (لـ ESD/الجهد العكسي)، أو ألوان متعددة (RGB) في عبوة واحدة، مما يبسط تصميم الدائرة.متطلبات الموثوقية العالية:
• توسيع التطبيقات في المجالات السياراتية، والصناعية، والطبية يدفع متطلبات نطاقات درجة حرارة موسعة، ومقاومة أعلى للاهتزاز، وعمر تشغيلي أطول (غالباً ما يتم تصنيفه بـ L70 أو L90، مما يعني الوقت حتى 70% أو 90% من الإضاءة الأولية).يقع الجهاز الموصوف في ورقة البيانات هذه بقوة في القطاع الراسخ والحجم الكبير من السوق، ويُقدر لأدائه المثبت، وفعاليته من حيث التكلفة، وسهولة التكامل.
• High-Reliability Demands:Expansion of applications in automotive, industrial, and medical fields drives requirements for extended temperature ranges, higher vibration resistance, and longer operational lifetimes (often rated at L70 or L90, meaning time to 70% or 90% of initial luminance).

The device described in this datasheet sits firmly in the established, high-volume segment of the market, prized for its proven performance, cost-effectiveness, and ease of integration.