ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C950RTGKT - عدسة شفافة - شريحة إنيديوم جاليوم نيتريد (InGaN) خضراء - تيار أمامي 20 مللي أمبير - تبديد طاقة 76 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح 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. يتميز المصباح بعدسة قبة ويستخدم شريحة أشباه موصلات فائقة السطوع من إنيديوم جاليوم نيتريد (InGaN) لإنتاج الضوء الأخضر.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• تصميم عدسة قبة لتوزيع ضوئي مُحسّن.
• تقنية شريحة InGaN فائقة السطوع.
• مُعبأ في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات لتتناسب مع معدات اللصق والتركيب الآلي.
• أبعاد العبوة موحدة ومتوافقة مع معايير تحالف الصناعات الإلكترونية (EIA).
• مدخلات متوافقة مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC).
• مُصمم ليكون متوافقًا مع آلات التركيب الآلي.
• مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات

يُقصد باستخدام هذا المصباح في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

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

2. أبعاد العبوة والتكوين

يتم إيواء المصباح في عبوة SMD قياسية. يتم توفير الأبعاد الميكانيكية الحرجة في الرسومات الهندسية، مع تحديد جميع القياسات بالمليمترات. التسامح القياسي للأبعاد هو ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. الطراز المحدد الموثق هنا، LTST-C950RTGKT، يتميز بعدسة شفافة تمامًا وشريحة InGaN تشع ضوءًا أخضر.

3. التقييمات والخصائص

يتم تحديد جميع المعلمات الكهربائية والبصرية عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C ما لم يُذكر خلاف ذلك.

3.1 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز. لا يُفترض التشغيل الوظيفي تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):76 مللي واط
• التيار الأمامي الذروي (I_F(PEAK)):100 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 (T_opr):-20°C إلى +80°C
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-30°C إلى +100°C
• شرط لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:درجة حرارة ذروية 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المُوصى به للعملية الخالية من الرصاص

يتم توفير ملف درجة حرارة مقترح لإعادة تدفق اللحام الخالي من الرصاص. هذا الملف هو إرشادي؛ يعتمد الملف الأمثل على تصميم PCB المحدد، معجون اللحام، وخصائص الفرن. يجب أن يلتزم الملف بمعايير JEDEC، ويتضمن عادةً مرحلة تسخين مسبق، وصعودًا مُتحكمًا به إلى درجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260°C، ومرحلة تبريد مُتحكم بها.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي للجهاز تحت ظروف التشغيل العادية.

• الشدة الضوئية (I_V):تتراوح من 1120 ملي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 7100 ملي كانديلا (الحد الأقصى)، مع قيمة نموذجية تعتمد على التصنيف المحدد. تم القياس عند I_F= 20 مللي أمبير باستخدام مستشعر مُرشح لمنحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):25 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة الضوئية نصف القيمة المقاسة على المحور المركزي.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):530 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 520.0 نانومتر إلى 535.0 نانومتر عند I_F= 20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):35 نانومتر. العرض الطيفي عند نصف أقصى شدة، مما يشير إلى نقاء اللون.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 2.8 فولت إلى 3.8 فولت عند I_F= 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للتشغيل تحت انحياز عكسي.

3.3.1 ملاحظات وتحذيرات القياس

• يتبع قياس الشدة الضوئية معايير CIE.
• الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). احتياطات ESD المناسبة، مثل استخدام أسوار معصم مؤرضة ومحطات عمل مضادة للكهرباء الساكنة، إلزامية أثناء التعامل.
• تطبيق الجهد العكسي هو لأغراض الاختبار فقط؛ لا يُقصد بتشغيل LED تحت انحياز عكسي في دوائر التطبيق.

4. نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في اللون والسطوع للتطبيقات الإنتاجية، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على معايير رئيسية.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح 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)، D11 (3.60-3.80 فولت).

4.2 تصنيف الشدة الضوئية (I_V)

التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±15%.
رموز المجموعات: W (1120-1800 ملي كانديلا)، X (1800-2800 ملي كانديلا)، Y (2800-4500 ملي كانديلا)، Z (4500-7100 ملي كانديلا).

4.3 تصنيف الصبغة (الطول الموجي السائد)

التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح 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. منحنيات الأداء النموذجية

يتم توفير بيانات رسومية تمثل سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. وهذا يشمل، على سبيل المثال لا الحصر:

• الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة غير خطية، مما يسلط الضوء على أهمية تنظيم التيار بدلاً من قيادة الجهد.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح منحنى خاصية الجهد-تيار للدايود.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، وهو عامل حاسم لإدارة الحرارة في التطبيقات عالية الطاقة أو عالية الكثافة.
• توزيع القدرة الطيفية:رسم بياني يوضح شدة الضوء المنبعث عند كل طول موجي، متمركز حول طول الموجة الذروي 530 نانومتر مع نصف عرض مميز.

6. دليل المستخدم للتجميع والتعامل

6.1 التنظيف

قد تتلف المنظفات الكيميائية غير المحددة عبوة LED. إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، استخدم كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة. يجب أن يكون وقت الغمر أقل من دقيقة واحدة.

6.2 تخطيط وسادة PCB المُوصى به

يتم توفير نمط أرضي (Footprint) مقترح لـ PCB لضمان اللحام السليم والاستقرار الميكانيكي. وهذا يشمل أبعاد الوسادة، التباعد، وتعريفات قناع اللحام لتحقيق حبة لحام موثوقة.

6.3 مواصفات تعبئة الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط ناقل مُنقوش ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). عرض الشريط 8 مم. تشمل المواصفات الرئيسية:

• تباعد الجيوب وأبعادها لإيواء المكون.
• مواصفات شريط الغطاء للإغلاق.
• قطر محور البكرة، قطر الحافة، واتجاه اللف.

6.4 تفاصيل تعبئة البكرة

• تحتوي البكرة القياسية على 2000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب للبكرات غير الكاملة هو 500 قطعة.
• يُسمح بحد أقصى جيبين فارغين متتاليين لكل بكرة.
• تتوافق التعبئة مع معايير ANSI/EIA-481.

7. ملاحظات وتحذيرات التطبيق

7.1 الاستخدام المقصد والموثوقية

تم تصميم هذا المصباح للمعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية. وهو غير مصنف للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث قد يؤدي الفشل إلى خطر مباشر على الحياة أو الصحة (مثل الطيران، دعم الحياة الطبي، التحكم في النقل). لمثل هذه التطبيقات، يعد التشاور مع الشركة المصنعة للحصول على درجات موثوقية عالية أمرًا ضروريًا.

7.2 ظروف التخزين

العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي هو سنة واحدة طالما أن كيس الحاجز الرطوبي مع المجفف سليم.
العبوة المفتوحة:للمكونات المُزالَة من كيسها المغلق، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C و 60% رطوبة نسبية. يجب إخضاع المكونات لعملية لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء في غضون أسبوع واحد (مستوى الحساسية للرطوبة 3، MSL 3). للتخزين لأكثر من أسبوع، قم بالخبز عند 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل التجميع، أو قم بالتخزين في بيئة مغلقة وجافة (مثلًا مع مجفف أو نيتروجين).

7.3 توصيات اللحام

لحام إعادة التدفق (مُوصى به):
- التسخين المسبق: 150-200°C.
- وقت التسخين المسبق: أقصى 120 ثانية.
- درجة الحرارة الذروية: أقصى 260°C.
- الوقت عند الذروة: أقصى 10 ثوانٍ. لا ينبغي تنفيذ عملية إعادة التدفق أكثر من مرتين.
اللحام اليدوي (إذا لزم الأمر):
- درجة حرارة المكواة: أقصى 300°C.
- وقت اللحام: أقصى 3 ثوانٍ لكل رجل توصيل. يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.
ملاحظة:ملف إعادة التدفق الأمثل يعتمد على اللوحة المحددة. القيم المقدمة هي حدود؛ يُوصى بتوصيف التجميع المحدد لـ PCB.

8. الغوص التقني العميق واعتبارات التصميم

8.1 مبادئ القياس الضوئي واللوني

يتم تعريف الأداء باستخدام وحدات قياس ضوئية (الشدة الضوئية بالملي كانديلا) والتي تأخذ في الاعتبار حساسية العين البشرية، على عكس الوحدات الإشعاعية (الواط). الطول الموجي السائد هو المعلمة الرئيسية لتحديد اللون في التطبيقات حيث يكون الإدراك البشري مهمًا، بينما يكون طول الموجة الذروي أكثر صلة بمطابقة المستشعرات البصرية. نصف العرض الطيفي الضيق البالغ 35 نانومتر هو سمة لمصابيح LED الخضراء القائمة على InGaN، مما يوفر تشبع لوني جيد.

8.2 اعتبارات القيادة الكهربائية

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب ويختلف من وحدة إلى أخرى (كما هو موضح في تصنيف V_F). لذلك، لا يُوصى بالتشغيل بمصدر جهد ثابت لأنه قد يؤدي إلى هروب حراري أو سطوع غير متسق. قائد تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار على التوالي مع مصدر جهد أمران أساسيان. التيار المستمر الأقصى البالغ 20 مللي أمبير يحدد نقطة التشغيل القياسية، بينما يسمح التقييم النبضي البالغ 100 مللي أمبير بالتشغيل الزائد لفترة وجيزة في التطبيقات المتعددة الإرسال.

8.3 إدارة الحرارة

مع تبديد طاقة أقصى يبلغ 76 مللي واط، فإن تبديد الحرارة الفعال عبر PCB أمر بالغ الأهمية، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو عند أقصى تيار. يجب أخذ الانخفاض في الشدة الضوئية مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع في الاعتبار في التصميم البصري لضمان سطوع متسق على مدى التشغيل. يعمل تخطيط وسادة PCB كمسار حراري أساسي.

8.4 التصميم البصري

تشير زاوية الرؤية البالغة 25 درجة (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى) إلى حزمة ضوئية مركزة نسبيًا من عدسة القبة. هذا يجعلها مناسبة لتطبيقات المؤشرات حيث تكون هناك حاجة إلى ضوء موجه. للإضاءة الخلفية أو إضاءة المنطقة، تكون البصريات الثانوية (موجهات الضوء، المشتتات) مطلوبة عادةً لنشر الضوء بالتساوي.

8.5 المقارنة مع التقنيات البديلة

تقدم مصابيح LED الخضراء القائمة على InGaN، مثل هذا النموذج، كفاءة أعلى وسطوعًا مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل فوسفيد الغاليوم (GaP). توفر العدسة الشفافة تمامًا اللون الحقيقي للشريحة، وهو أخضر مشبع، على عكس العدسات المشتتة التي يمكن أن تبعثر الضوء وتغير اللون المُدرك قليلاً. تقدم عبوة SMD مزايا كبيرة في سرعة التجميع، دقة الموضع، وتوفير مساحة اللوحة مقارنة بمصابيح LED ذات الثقب المار.

8.6 إرشادات خاصة بالتطبيق

مؤشرات الحالة:مقاومة متسلسلة بسيطة محسوبة لـ ~10-15 مللي أمبير عند جهد النظام كافية. ضع في اعتبارك زاوية الرؤية لوضع اللوحة.
الإضاءة الخلفية:غالبًا ما تُستخدم مصابيح LED متعددة. الاتساق في الشدة الضوئية (تصنيف I_V) والطول الموجي السائد (تصنيف الصبغة) أمران بالغا الأهمية لتجنب النقاط الساخنة المرئية أو اختلاف اللون عبر الشاشة. يُوصى بمجموعة قائد تيار ثابت.
الإشارات عالية السرعة:يمكن الاستفادة من قدرة التبديل السريع لمصابيح LED. يسمح التقييم النبضي للتيار بنبضات تيار عالي قصيرة لتحقيق سطوع ذروي أعلى في التطبيقات المتعددة الإرسال أو المعتمة بـ PWM.

8.7 استكشاف الأخطاء وإصلاحها للمشكلات الشائعة

سطوع غير متسق:من المحتمل أن يكون سببه تشغيل مصابيح LED على التوازي من مصدر جهد بدون تحديد تيار فردي. استخدم مصدر تيار ثابت أو مقاومات فردية.
تحول اللون مع مرور الوقت/درجة الحرارة:يمكن أن يتحول الطول الموجي السائد قليلاً مع درجة الحرارة والتيار. تأكد من التصميم الحراري المناسب وقيادة التيار المستقرة.
تلف ESD:قد ينتج عن ESD فشل في الإضاءة أو تشغيل متقطع. اتبع دائمًا بروتوكولات ESD أثناء التعامل والتجميع.
وصلات لحام رديئة:قد تنتج عن تصميم وسادة غير صحيح، معجون لحام زائد، أو انحراف عن ملف إعادة التدفق المُوصى به. راجع النمط الأرضي وإرشادات اللحام.

9. السياق الصناعي والاتجاهات

تمثل مصابيح LED SMD تقنية التعبئة السائدة للإلكترونيات الضوئية الحديثة بسبب توافقها مع خطوط تجميع PCB الآلية عالية الحجم. مكّن التحول إلى مواد InGaN لمصابيح LED الخضراء والزرقاء من تحقيق كفاءات أعلى ومخرجات أكثر سطوعًا. تستمر الاتجاهات نحو التصغير (أحجام عبوات أصغر)، زيادة كثافة الطاقة (تدفق أعلى من مناطق أصغر)، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف أكثر دقة. علاوة على ذلك، فإن التكامل مع القوادين الداخليين ودوائر التحكم في عبوات أكثر تقدمًا هو تطور مستمر. يعكس التركيز على التوافق مع RoHS واللحام الخالي من الرصاص، كما هو موضح في ورقة البيانات هذه، اللوائح البيئية الأوسع في صناعة الإلكترونيات.