ورقة بيانات الصمام الثنائي الباعث للضوء ذو التركيب السطحي LTST-B680QEKT - ألينيوم إنديوم جاليوم فوسفيد أحمر - 120 ملي واط - 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة الإنجليزية

نظرة عامة على المنتج

يقدم هذا المستند المواصفات الفنية الكاملة لصمام ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع جهاز مثبت على السطح (SMD). تم تصميم هذا المكون لعمليات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلية وهو مناسب للتطبيقات التي يكون فيها المساحة قيدًا حرجًا. يستخدم الصمام الثنائي مادة أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP) لإنتاج ضوء أحمر، مما يوفر توازنًا بين الأداء والموثوقية للتصاميم الإلكترونية الحديثة.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

تم تصميم الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) ليلبي العديد من المعايير الصناعية الرئيسية ومتطلبات التصنيع، مما يوفر مزايا مميزة للمصممين والشركات المصنعة.

• الامتثال البيئي: الجهاز متوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• التوافق التصنيعي: يتم توريده على شريط قياسي صناعي مقاس 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي عالية السرعة للالتقاط والوضع.
• التوافق مع العمليات: تم تصميم العبوة لتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية الشائعة الاستخدام في خطوط تجميع تقنية التركيب السطحي (SMT).
• الموثوقية: يخضع المكون لاختبار التكييف المسبق المعجل وفقًا لمستوى حساسية الرطوبة JEDEC 3، مما يشير إلى بناء عبوة قوي مناسب لظروف المناولة والتخزين النموذجية قبل اللحام.
• الواجهة الكهربائية: إنه متوافق مع الدوائر المتكاملة (I.C.)، مما يسمح بالدمج المباشر في دوائر التحكم الرقمية.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

نظرًا لحجمها الصغير وموثوقيتها وخصائص أدائها، يستهدف هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) طيفًا واسعًا من المعدات الإلكترونية. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية:

• معدات الاتصالات: مؤشرات الحالة على أجهزة التوجيه (routers) والمودمات (modems) ومفاتيح الشبكة (network switches).
• أتمتة المكاتب: مصابيح المؤشر على الطابعات والماسحات الضوئية والأجهزة متعددة الوظائف.
• الإلكترونيات الاستهلاكية: الإضاءة الخلفية للوحات الأمامية، ومؤشرات حالة الطاقة، والرموز الوظيفية في الأجهزة الكهربائية ومعدات الصوت/الفيديو.
• المعدات الصناعية: لوحات حالة الماكينة، وإشارة الأعطال، والتغذية الراجعة التشغيلية.
• الأغراض العامة: أي تطبيق يتطلب مؤشر حالة أحمر مدمجًا ومشرقًا وموثوقًا أو مصباحًا رمزيًا.

2. الغوص العميق في المعايير التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للمواصفات الكهربائية والبصرية والحرارية للصمام الثنائي الباعث للضوء. إن فهم هذه المعلمات أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة المناسب وضمان الأداء طويل الأمد.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تجاوزها الجهاز فقد يتعرض لتلف دائم. هذه ليست ظروف تشغيل عادية.

• Power Dissipation (Pd): 120 ملي واط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن للجهاز تبديدها كحرارة دون تلف. تجاوز هذا الحد يعرض تقاطع أشباه الموصلات لخطر ارتفاع درجة الحرارة.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP): 80 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي اللحظي، ويُحدد عادةً تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية) لمنع التسخين المفرط.
• Continuous Forward Current (I_F): 50 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه بشكل مستمر تحت ظروف درجة الحرارة المحيطة المحددة.
• Reverse Voltage (V_R): 5 فولت. تطبيق جهد عكسي أكبر من هذه القيمة يمكن أن يتسبب في انهيار وتلف كارثي في وصلة الصمام الثنائي الباعث للضوء. تشير ورقة البيانات بوضوح إلى أن الجهاز غير مصمم للعمل في الاتجاه العكسي.
• Operating & Storage Temperature Range: من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. هذا يحدد حدود درجة الحرارة البيئية لكل من التشغيل النشط والتخزين غير النشط، مما يضمن سلامة المواد للغلاف والرقاقة.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعايير تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، I_F=20mA) وهي تحدد أداء الجهاز.

• شدة الإضاءة (I_V): 450 - 1120 mcd (ميلي كانديلا). هذا هو سطوع الصمام الثنائي الباعث للضوء كما يُدرك ويُقاس بواسطة مستشعر مُرشح لمطابقة استجابة العين البشرية في حالة الرؤية النهارية. يتم إدارة النطاق الواسع من خلال نظام فرز (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ)_1/2): 120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي ينخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى (على المحور). تشير زاوية 120° إلى نمط انبعاث واسع وموزع، مناسب لمؤشرات الحالة.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P): 631 نانومتر (قيمة نموذجية). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية في أعلى مستوياته. إنها خاصية فيزيائية لمادة AlInGaP.
• الطول الموجي السائد (λ_d): 624 نانومتر (قيمة نموذجية). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق بشكل أفضل مع لون الصمام الثنائي الباعث للضوء. يتم اشتقاقه من إحداثيات اللونية CIE. التسامح هو +/- 1 نانومتر.
• عرض النصف للنطاق الطيفي (Δλ): 15 نانومتر (قياسي). يقيس هذا نقاء الطيف، مشيرًا إلى نطاق الأطوال الموجية المنبعثة. يشير عرض النصف الأضيق إلى لون أكثر أحادية اللون (نقاء).
• جهد أمامي (V_F): 1.8 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء أثناء التشغيل. يجب أن يأخذ تصميم الدارة الكهربائية في الاعتبار هذا التباين لضمان تيار ثابت.
• تيار عكسي (I_R): 10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5V. هذا هو تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عند تطبيق جهد عكسي، وهو ذو صلة لأغراض الاختبار فقط.

3. شرح نظام Binning

لإدارة الاختلافات الطبيعية في تصنيع أشباه الموصلات، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات أداء. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات سطوع محددة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى فئات مميزة، لكل منها قيمة دنيا وقيمة قصوى. التسامح داخل كل فئة هو +/-11%.

• الفئة U1: 450.0 mcd (الحد الأدنى) إلى 560.0 mcd (الحد الأقصى)
• Bin U2: 560.0 mcd (الحد الأدنى) إلى 680.0 mcd (الحد الأقصى)
• Bin V1: 680.0 mcd (Min) إلى 900.0 mcd (Max)
• Bin V2: 900.0 mcd (الحد الأدنى) إلى 1120.0 mcd (الحد الأقصى)

يجب على المصممين تحديد رمز الصندوق المطلوب عند الطلب لضمان اتساق السطوع عبر وحدات متعددة في التجميع. بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها السطوع المطلق أقل أهمية، قد يكون الصندوق الأوسع أو عدم تحديد صندوق معين مقبولاً.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (مثل الشكل 1، الشكل 5)، فإن آثارها حاسمة للتصميم.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

العلاقة بين التيار الأمامي (I_F) والجهد الأمامي (V_F) غير خطي، مشابه للدايود القياسي. النطاق المحدد لـ V_F (1.8V-2.6V) عند 20mA هو نقطة التصميم الرئيسية. تشغيل LED بتيار ثابت، بدلاً من جهد ثابت، أمر ضروري للحفاظ على إخراج ضوئي مستقر ومنع الانحراف الحراري، حيث أن V_F يقل مع زيادة درجة الحرارة.

4.2 شدة الإضاءة مقابل تيار الأمام

ناتج الضوء (I_V) يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جدًا بسبب زيادة الحرارة. يضمن التشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار الموصى بها وهي 20 مللي أمبير الأداء الأمثل والعمر الطويل.

4.3 التوزيع الطيفي

يتمحور منحنى الإخراج الطيفي حول الطول الموجي القياسي البالغ 631 نانومتر بعرض نصف نموذجي يبلغ 15 نانومتر. وهذا يحدد الدرجة المحددة للون الأحمر. يعتبر الطول الموجي المسيطر (624 نانومتر) المعيار الأساسي لمطابقة الألوان في التطبيقات التي يجب أن تبدو فيها مصابيح LED المتعددة متطابقة.

4.4 الاعتماد على درجة الحرارة

أداء LED حساس لدرجة الحرارة. عادةً ما تتناقص شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة الوصلة. يشير نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-40°C إلى +100°C) إلى أن الجهاز مصنف للعمل في بيئات قاسية، على الرغم من أن المخرجات ستختلف. الإدارة الحرارية المناسبة على لوحة الدوائر المطبوعة ضرورية للتطبيقات ذات التيار العالي أو درجة الحرارة المحيطة المرتفعة للحفاظ على السطوع وعمر التشغيل.

5. المعلومات الميكانيكية ومعلومات التغليف

5.1 Physical Dimensions and Polarity

يتوافق الصمام الثنائي الباعث للضوء مع بصمة حزمة SMD القياسية لـ EIA. يتم توفير رسومات مفصلة ذات أبعاد في ورقة البيانات، تشمل الطول والعرض والارتفاع والتباعد بين الأطراف. جميع الأبعاد بالميليمترات مع تسامح قياسي يبلغ ±0.2 مم. تتميز الحزمة بعدسة شفافة تمامًا، لا تبعثر الضوء، مما يسمح برؤية اللون الأحمر الأصلي لـ AlInGaP. يتم الإشارة إلى القطبية (الأنود والكاثود) بواسطة علامات فيزيائية على جسم المكون، والتي يجب مراعاتها أثناء التركيب لضمان التشغيل الصحيح.

5.2 نمط اللوحة الموصى به للـ PCB

يتم توفير تخطيط مقترح لوسادة التثبيت على اللوحة الدوائر المطبوعة للحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو بالطور البخاري. يعد اتباع هذا النمط للوحة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق وصلات لحام موثوقة، ومحاذاة ذاتية صحيحة أثناء إعادة التدفق، وتبديد فعال للحرارة بعيدًا عن وصلة الصمام الثنائي الباعث للضوء.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

الجهاز متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الخالية من الرصاص. الملف الموصى به يعتمد على معيار J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية:

• درجة حرارة التسخين المسبق: 150°C إلى 200°C.
• وقت التسخين المسبق: 120 ثانية كحد أقصى.
• درجة حرارة الجسم القصوى: الحد الأقصى 260 درجة مئوية.
• الوقت فوق نقطة السيولة: يوصى بأن يكون ضمن الحدود القياسية لـ JEDEC (عادةً 60-150 ثانية).
• الحد الأقصى لدورات اللحام: مرتين.

يُؤكد على أن الملف الأمثل يعتمد على تصميم اللوحة المطبوعة المحدد، ومعجون اللحام، والفرن. يجب استخدام الملف القائم على معايير JEDEC كهدف، مع الضبط النهائي بناءً على توصيات مصنع معجون اللحام وتوصيف مستوى اللوحة.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضرورياً، فيجب توخي الحذر الشديد:

• درجة حرارة المكواة: الحد الأقصى 300 درجة مئوية.
• وقت اللحام: الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل طرف.
• عدد المرات: مرة واحدة فقط. يمكن أن يؤدي التسخين المتكرر إلى إتلاف العبوة والرابطة الداخلية للشريحة.

6.3 التنظيف

إذا تطلب الأمر تنظيفًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. توصي ورقة البيانات بتغليف LED في الإيثانول أو الأيزوبروبانول في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة. يمكن للمنظفات الكيميائية غير المحددة أو القوية أن تتلف العدسة البلاستيكية ومواد العبوة.

7. احتياطات التخزين والتعامل

7.1 الحساسية للرطوبة والتخزين

حزمة LED حساسة للرطوبة. قد يؤدي التعرض المطول للرطوبة المحيطة إلى حدوث تشققات تشبه الفشار أثناء عملية اللحام بإعادة التدفق في درجات الحرارة العالية.

• Sealed Package: يجب تخزين الأجهزة عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70% (RH). العمر الافتراضي في الكيس الأصلي المضاد للرطوبة مع مجفف هو سنة واحدة.
• العبوة مفتوحة: بمجرد فتح الكيس المغلق، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية.
• مدة الصلاحية بعد الفتح: يجب إخضاع المكونات التي تمت إزالتها من تغليفها الأصلي لعملية لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) خلال 168 ساعة (7 أيام).
• التخزين الممتد: بالنسبة للتخزين الذي يتجاوز 168 ساعة، يجب الاحتفاظ بمصابيح LED في حاوية محكمة الإغلاق تحتوي على مجفف أو في مجفف نيتروجين.
• التجفيف الحراري: المكونات المعرضة لما يتجاوز العمر الأرضي البالغ 168 ساعة تتطلب عملية خَبز عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة على الأقل قبل التجميع لإزالة الرطوبة الممتصة.

7.2 تصميم دائرة القيادة

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد ومنع احتكار التيار، خاصة عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED. ورقة البيانات توصي بشدة بهذا التكوين (الدائرة أ) بدلاً من توصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي دون مقاومات فردية (الدائرة ب)، مما قد يؤدي إلى سطوع غير متساوٍ وعطل محتمل بسبب التوزيع غير المتكافئ للتيار الناتج عن اختلافات طفيفة في V._F الاختلافات بين الوحدات.

8. معلومات التعبئة والتغليف والطلب

8.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكون للتجميع الآلي في شريط حامل مُنقوش ملفوف على بكرات بقطر 7 بوصات (178 مم).

• Pocket Pitch: 8 mm.
• الكمية لكل بكرة: 2000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ): 500 قطعة للكميات المتبقية.
• شريط التغطية: يتم إغلاق الجيوب المكونة الفارغة بشريط تغطية علوي.
• المكونات المفقودة: يُسمح بحد أقصى مصباحين مفقودين متتاليين (جيوب فارغة) وفقًا لمواصفات التعبئة.
• قياسي: التعبئة تتوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481.

9. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

9.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تم تصميم هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية، بما في ذلك أتمتة المكاتب، والاتصالات السلكية واللاسلكية، والأجهزة المنزلية، وضوابط الصناعة العامة. وهو مناسب للإشارة إلى الحالة، والإضاءة الخلفية للرموز على الألواح الأمامية، والإشارات الضوئية للأغراض العامة.

9.2 اعتبارات التصميم

• التحكم في التيار: استخدم دائمًا مقاومًا متسلسلًا أو محرك تيار ثابت مخصصًا لضبط التيار الأمامي. لا تتصل مباشرة بمصدر جهد.
• إدارة الحرارة: على الرغم من صغر حجم العبوة، تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على وسادات اللوحة PCB لتعمل كمشتت حراري، خاصة عند التشغيل بالقرب من أقصى تيار مستمر (50mA).
• حماية من التفريغ الكهروستاتيكي: على الرغم من عدم تصنيفها صراحةً على أنها حساسة، يُعتبر التعامل مع مصابيح LED مع اتخاذ احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي القياسية ممارسة جيدة.
• التصميم البصري: تنتج العدسة الشفافة تمامًا حزمة ضوئية مركزة بزاوية رؤية 120 درجة. للإضاءة الأوسع أو الأكثر انتشارًا، قد تكون هناك حاجة إلى عدسات خارجية أو أدلة ضوئية.

10. المقارنة والتمييز التقني

على الرغم من عدم تقديم مقارنة مباشرة مع أرقام قطع أخرى في ورقة البيانات المنفردة هذه، إلا أنه يمكن استنتاج الميزات الرئيسية المميزة لهذا المكون:

• Material (AlInGaP): تقدم كفاءة عالية واستقرارًا جيدًا للألوان لمصابيح LED الحمراء مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP.
• زاوية مشاهدة واسعة (120°): توفر رؤية واسعة، مما يجعلها ممتازة لمؤشرات الحالة المثبتة على اللوحات.
• JEDEC Level 3 Preconditioning: يشير إلى مستوى جيد من مقاومة الرطوبة مناسب لمعظم التطبيقات التجارية دون الحاجة إلى تخزين فائق الجفاف، مما يبسط العمليات اللوجستية.
• Standardized Packaging: يضمن الامتثال لمعايير حزمة تقييم الأثر البيئي ومواصفات بكرة ANSI/EIA-481 التكامل السلس في خطوط التجميع الآلية.

11. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل LED هذا بدون مقاومة محددة للتيار؟
لا. يجب تشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بتيار مُتحكم به. توصيله مباشرة بمصدر جهد سيؤدي إلى تدفق تيار مفرط، مما قد يتلف الجهاز على الفور. استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو دائرة تيار ثابت.

ماذا يعني "رمز التصنيف" (Bin Code) عند الطلب؟
يحدد رمز التصنيف (مثل V1، U2) الحد الأدنى المضمون والحد الأقصى للشدة الضوئية لمصابيح LED في تلك الدفعة. تحديد رمز تصنيف يضمن اتساق السطوع عبر جميع مصابيح LED في منتجك. إذا كان اتساق اللون بالغ الأهمية، فقد تحتاج أيضًا إلى تحديد رموز تصنيف الطول الموجي.

كم من الوقت يمكنني تخزين مصابيح LED هذه بعد فتح الكيس؟
ج: للحصول على لحام موثوق، يجب استخدامها خلال 168 ساعة (7 أيام) إذا تم تخزينها في بيئة ≤30°C/60% رطوبة نسبية. إذا تم تخزينها لفترة أطول، يجب تجفيفها بالفرن عند 60°C لمدة 48 ساعة قبل الاستخدام.

س: هل هذه الثنائية الباعثة للضوء مناسبة للتطبيقات السياراتية أو الطبية؟
ج: تشير ورقة البيانات إلى أنها مخصصة للمعدات الإلكترونية العادية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية أو حيث قد يعرض الفشل السلامة للخطر (الطيران، السيارات، الطبية، دعم الحياة)، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة لتقييم الملاءمة وتأهيل المكون بشكل محتمل لهذا الاستخدام المحدد.

س: هل يمكنني استخدام لحام الموجة لهذا الصمام الثنائي السطحي SMD؟
ج: ورقة البيانات توفر إرشادات فقط لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء واللحام اليدوي. لا يُنصح عمومًا باستخدام لحام الموجة للمكونات السطحية من هذا النوع بسبب الصدمة الحرارية واحتمالية التلوث. إعادة التدفق هي عملية التجميع المقصودة والمُوصى بها.

12. مثال عملي للتصميم

السيناريو: تصميم مؤشر تشغيل "مضاء" لجهاز يعمل بجهد مستمر 5 فولت. الهدف هو تحقيق وضوح رؤية جيد مع تيار أمامي يقارب 15 مللي أمبير (أقل من نقطة الاختبار 20 مللي أمبير لإطالة العمر الافتراضي).

الحساب:
افترض جهدًا أماميًا نموذجيًا (V_F) بقيمة 2.2 فولت.
انخفاض الجهد المطلوب عبر المقاوم المتسلسل (R_S) هو: V_supply - V_F = 5V - 2.2V = 2.8V.
باستخدام قانون أوم: R_S = V / I = 2.8V / 0.015A = 186.67 Ω.
أقرب قيمة قياسية للمقاوم هي 180 أوم أو 200 أوم.

الاختيار: اختر مقاومًا بقيمة 180 أوم. إعادة حساب التيار: I = (5V - 2.2V) / 180Ω ≈ 15.6mA. هذا آمن وفي الحدود المسموح بها.
القدرة في المقاوم: P = I²R = (0.0156)² * 180 ≈ 0.044W. مقاوم قياسي بقدرة 1/8W (0.125W) أو 1/10W يكون كافياً.

تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة: ضع المقاوم 180Ω على التوالي مع مصعد LED. اتبع نمط اللحام الموصى به في ورقة البيانات لمنصات LED، مع ضمان مساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة. أضف علامة الاستقطاب (مثل "+" للمصعد) على الطبقة التوضيحية للوحة الدوائر المطبوعة.

13. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء هي أجهزة شبه موصلة تحول الطاقة الكهربائية مباشرة إلى ضوء من خلال عملية تسمى الإلكترولومينيسانس. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p في المنطقة النشطة. في صمام LED من نوع AlInGaP، يطلق حدث إعادة التركيب هذا الطاقة في شكل فوتونات (جسيمات ضوئية). الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث، وهو في هذه الحالة أحمر عند ~624-631 نانومتر، يتحدد بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم شبه الموصلة المستخدمة في بناء الشريحة. تغلف عبوة الإيبوكسي الشفافة كالماء وتحمي القالب شبه الموصل، وتشكل العدسة لتشكيل خرج الضوء، وتحتوي على إطار الأطراف المعدني الذي يوفر الاتصالات الكهربائية والدعم الميكانيكي.

14. اتجاهات التكنولوجيا

تطوير مصابيح LED السطحية مثل هذا النموذج هو جزء من اتجاهات أوسع في مجال الإلكترونيات الضوئية وتصنيع الإلكترونيات. تشمل الاتجاهات الرئيسية المؤثرة على هذه المكونات:

• التصغير: الطلب المستمر على أحجام عبوات أصغر لتمكين تخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) أكثر كثافة ومنتجات نهائية أكثر إحكاما.
• زيادة الكفاءة: تهدف أبحاث علوم المواد المستمرة إلى تحسين الفعالية الضوئية (لومن لكل واط) لمصابيح LED الملونة، مما يقلل من استهلاك الطاقة لمستوى إضاءة معين.
• تعزيز الموثوقية: أدت التحسينات في مواد التغليف (الإيبوكسي، السيليكون) وتقنيات تثبيت الرقاقة إلى إطالة العمر التشغيلي وتحسين الأداء في ظل ظروف درجات الحرارة العالية والرطوبة العالية.
• التوحيد القياسي: يبسط اعتماد المقاسات القياسية في الصناعة، وأحجام البكرات، ومقاييس الأداء (مثل تصنيفات JEDEC MSL) سلسلة التوريد ويُسهل عملية التصميم للمهندسين.
• التكامل: على الرغم من أن هذا مكون منفصل، إلا أن هناك اتجاهًا نحو دمج الإلكترونيات التحكمية (مثل منظمات التيار أو السواقات) مباشرة داخل عبوات LED، مما يُنشئ وحدات LED "ذكية".