ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C930KAKT - تقنية AlInGaP بلون برتقالي محمر - 30 مللي أمبير - 75 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لـ LED عالي السطوع مصمم للتركيب السطحي والعمليات الآلية. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP لتقديم انبعاث برتقالي محمر. تم تصميمه من أجل الموثوقية والأداء في مجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية الحديثة حيث تكون المساحة والكفاءة وثبات خرج الإضاءة عوامل حاسمة.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS البيئية.
• يحتوي على عدسة قبة لتوزيع ضوئي مُحسّن.
• يستخدم شريحة AlInGaP فائقة السطوع لكفاءة إضاءة عالية.
• يتم توريده على شريط قياسي 8 مم ملفوف على بكرات 7 بوصات للتركيب الآلي (Pick-and-Place).
• التغليف مطابق لمعايير EIA.
• مصمم للتوافق مع الدوائر المتكاملة (I.C. compatible).
• مناسب للاستخدام مع معدات التركيب الآلي.
• يتحمل عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات

هذا LED مناسب لتطبيقات متنوعة تشمل:

• معدات الاتصالات، وأنظمة أتمتة المكاتب، والأجهزة المنزلية، ولوحات التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• شاشات العرض المصغرة ومؤشرات اللوحات.
• الإضاءة الإشارية والرمزية.

2. أبعاد وتكوين العبوة

يتميز الجهاز بتغليف قياسي للتركيب السطحي. تشمل الأبعاد الحرجة الطول والعرض والارتفاع، مع تسامح نموذجي يبلغ ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. العدسة شفافة، ولون مصدر الضوء هو AlInGaP برتقالي محمر. تُعد الرسومات الميكانيكية التفصيلية التي تحدد جميع الأبعاد الحرجة جزءًا أساسيًا من عملية التصميم لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

3. المعلمات والخصائص التقنية

يتم تعريف جميع التصنيفات والخصائص عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك.

3.1 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز.

• استهلاك الطاقة: 75 مللي واط
• التيار الأمامي الذروي (دورة عمل 1/10، نبضة 0.1 مللي ثانية): 80 مللي أمبير
• التيار الأمامي المستمر: 30 مللي أمبير
• الجهد العكسي: 5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل: من -30°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين: من -40°C إلى +85°C
• ظروف اللحام بالأشعة تحت الحمراء: 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يُوصى بملف إعادة تدفق بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يجب أن يتضمن الملف مراحل تسخين مسبق وتبريد مناسبة لتقليل الإجهاد الحراري على المكون ولوحة الدوائر المطبوعة.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية (IF=20mA).

• شدة الإضاءة (Iv): 300 ملي كانديلا (الحد الأدنى)، 1050 ملي كانديلا (النموذجي)
• زاوية الرؤية (2θ1/2): 25 درجة
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP): 621 نانومتر (نموذجي)
• الطول الموجي السائد (λd): 615 نانومتر (نموذجي)
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ): 18 نانومتر (نموذجي)
• الجهد الأمامي (VF): 2.0 فولت (نموذجي)، 2.4 فولت (أقصى)
• التيار العكسي (IR): 10 ميكرو أمبير (أقصى) عند VR=5V

ملاحظات القياس:يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مجموعة مستشعر/مرشح تقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE. يتم تعريف زاوية الرؤية على أنها الزاوية المحورية التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية. يتم اشتقاق الطول الموجي السائد من إحداثيات اللونية CIE.

3.4 تحذير من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذا الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع إجراءات التعامل المناسبة مع ESD، بما في ذلك استخدام أساور المعصم المؤرضة والقفازات المضادة للكهرباء الساكنة، والتأكد من أن جميع المعدات ومحطات العمل مؤرضة بشكل صحيح لمنع التلف.

4. نظام التصنيف (Bin Ranking)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز الأجهزة في مجموعات (Bins) بناءً على شدة الإضاءة.

4.1 رموز مجموعات شدة الإضاءة

للون البرتقالي المحمر، مقاسًا عند 20 مللي أمبير. التسامح داخل كل مجموعة هو +/-15%.

• R: 112.0 - 180.0 ملي كانديلا
• S: 180.0 - 280.0 ملي كانديلا
• T: 280.0 - 450.0 ملي كانديلا
• U: 450.0 - 710.0 ملي كانديلا
• V: 710.0 - 1120.0 ملي كانديلا
• W: 1120.0 - 1800.0 ملي كانديلا
• X: 1800.0 - 2800.0 ملي كانديلا
• Y: 2800.0 - 4500.0 ملي كانديلا

يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار درجة السطوع المناسبة لتطبيقهم المحدد، مع تحقيق التوازن بين متطلبات التكلفة والأداء.

5. منحنيات الأداء النموذجية

توفر البيانات الرسومية رؤية أعمق لسلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. تشمل المنحنيات الرئيسية عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع تيار القيادة، مسلطًا الضوء على العلاقة غير الخطية وأهمية تنظيم التيار.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح الانخفاض الحراري لخرج الضوء، وهو أمر بالغ الأهمية للتصميمات التي تعمل في بيئات مرتفعة الحرارة.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية IV للدايود، وهي ضرورية لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للقدرة الإشعاعية النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر نطاق الانبعاث الضيق المميز لـ LEDs من نوع AlInGaP المتمركز حول 621 نانومتر.

يساعد تحليل هذه المنحنيات المهندسين على التنبؤ بالأداء في العالم الحقيقي، وإدارة التأثيرات الحرارية، وتحسين دائرة القيادة للكفاءة والعمر الطويل.

6. دليل المستخدم وتعليمات التعامل

6.1 التنظيف

يمكن للمنظفات الكيميائية غير المحددة أن تتلف عبوة LED. إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، انقع LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. يجب تجنب المذيبات القوية أو التنظيف بالموجات فوق الصوتية ما لم يتم التأهل لها بشكل محدد.

6.2 تخطيط وسادة PCB الموصى به

يتم توفير نمط أرضي (Footprint) موصى به لـ PCB لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة، واستقرار ميكانيكي، وتبديد حراري. الالتزام بهذا التصميم يقلل من ظاهرة "اللوحة القبرية" (Tombstoning) ويضمن اتصالاً كهربائيًا موثوقًا به بعد إعادة التدفق.

6.3 مواصفات تغليف الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات في شريط ناقل بارز بشريط غطاء واقٍ. تشمل تفاصيل التغليف الرئيسية:

• قطر البكرة: 7 بوصات.
• تباعد الجيوب: محدد للشريط 8 مم.
• الكمية لكل بكرة: 1500 قطعة (بكرة كاملة قياسية).
• الحد الأدنى لكمية التعبئة: 500 قطعة للبكرات المتبقية.
• المكونات المفقودة: يُسمح بحد أقصى جيبين فارغين متتاليين.
• المعايير: التغليف مطابق لمواصفات ANSI/EIA-481.

هذا التغليف متوافق مع معدات تجميع تقنية التركيب السطحي الآلية القياسية (SMT).

7. تحذيرات هامة وملاحظات تطبيقية

7.1 التطبيق المقصود

تم تصميم هذا LED للاستخدام في المعدات الإلكترونية التجارية والاستهلاكية القياسية. لا يُقصد به للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث يمكن أن يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، وأنظمة سلامة النقل). يلزم التشاور لمثل هذه الاستخدامات عالية الموثوقية.

7.2 ظروف التخزين

العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي في الكيس المضاد للرطوبة مع مجفف هو سنة واحدة.
العبوة المفتوحة:للمكونات التي تمت إزالتها من كيس الحاجز للرطوبة، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C و 60% RH. يجب تعريض المكونات لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال أسبوع واحد (مستوى حساسية الرطوبة 3، MSL 3). للتخزين لأكثر من أسبوع، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو مجفف نيتروجين. تتطلب المكونات المخزنة خارج الكيس لأكثر من أسبوع الخبز عند حوالي 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لمنع ظاهرة "الفرقعة" (Popcorning) أثناء إعادة التدفق.

7.4 إرشادات اللحام

معلمات اللحام التفصيلية حاسمة للموثوقية.

• لحام إعادة التدفق (موصى به):
  • درجة حرارة التسخين المسبق: 150-200°C
  • وقت التسخين المسبق: حتى 120 ثانية.
  • درجة الحرارة الذروية: 260°C كحد أقصى.
  • الوقت فوق نقطة السيولة: 10 ثوانٍ كحد أقصى.
  • عدد المرات: حد أقصى دورتي إعادة تدفق.
• اللحام اليدوي (المكواة):
  • درجة حرارة طرف المكواة: 300°C كحد أقصى.
  • وقت التلامس: 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وسادة.
  • عدد عمليات الإصلاح: مرة واحدة فقط.

يعتمد ملف إعادة التدفق الأمثل على تصميم PCB المحدد، ومعجون اللحام، والفرن. المعلمات المقدمة تستند إلى معايير JEDEC وتخدم كنقطة بداية موثوقة. يُوصى بالتوصيف لخط التجميع المحدد.

7.5 طريقة القيادة

تعتبر LEDs أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة LEDs على التوازي، يجب وضع مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED على حدة. يؤدي تشغيل LEDs مباشرة من مصدر جهد بدون تنظيم للتيار إلى سطوع غير متسق وتلف محتمل بسبب التيار الزائد نتيجة الاختلاف الطبيعي في الجهد الأمامي (VF) من جهاز لآخر. يتم حساب قيمة المقاومة التسلسلية باستخدام قانون أوم: R = (Vsource - VF_LED) / Idesired.

8. اقتراحات تطبيقية واعتبارات تصميمية

8.1 إدارة الحرارة

على الرغم من أن استهلاك الطاقة منخفض نسبيًا عند 75 مللي واط، إلا أن الإدارة الحرارية الفعالة على PCB مهمة للحفاظ على الموثوقية طويلة المدى وثبات خرج الضوء، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بأقصى تيار. يضمن توفير مساحة نحاسية كافية حول وسادات LED المساعدة في تبديد الحرارة.

8.2 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 25 درجة حزمة ضوئية مركزة نسبيًا. للتطبيقات التي تتطلب إضاءة أوسع، قد تكون البصريات الثانوية مثل أدلة الضوء أو المشتتات ضرورية. العدسة الشفافة مناسبة للتطبيقات حيث لا تكون شريحة LED نفسها مرئية، أو حيث يتم استخدام مزج الألوان.

8.3 حماية الدائرة

بالإضافة إلى مقاومات تحديد التيار التسلسلية، فكر في دمج حماية عكس القطبية إذا كان اتصال مصدر الطاقة في متناول المستخدم. قد تكون ثنائيات قمع الجهد العابر (TVS) أو دوائر حماية أخرى مبررة في البيئات الكهربائية الصاخبة.

9. التقنية ومبدأ التشغيل

يعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، في الطيف البرتقالي المحمر (حوالي 615-621 نانومتر). تشتهر تقنية AlInGaP بكفاءتها الكمية الداخلية العالية وأدائها الممتاز في نطاق الألوان من الأحمر إلى الكهرماني، مما يوفر سطوعًا واستقرارًا متفوقين مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaAsP.

10. أسئلة شائعة بناءً على المعلمات التقنية

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟
ج: نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى المصنف للتيار الأمامي المستمر. للحصول على عمر طويل أمثل، يُوصى غالبًا بالتشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار النموذجية 20 مللي أمبير.

س: ما قيمة المقاومة التي يجب أن أستخدمها مع مصدر طاقة 5 فولت؟
ج: باستخدام VF النموذجي البالغ 2.0 فولت والتيار المطلوب 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. ستكون المقاومة القياسية 150Ω مناسبة. احسب دائمًا باستخدام أقصى VF (2.4V) لضمان أن الحد الأدنى للتيار كافٍ لتطبيقك.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على السطوع؟
ج: تتناقص شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة الوصلة. تُظهر منحنيات الأداء هذا الانخفاض. يعد تبديد الحرارة الكافي وتجنب التشغيل بأقصى تيار في درجات الحرارة المحيطة العالية أمرًا أساسيًا للحفاظ على خرج ثابت.

س: هل هذا LED مناسب للتشغيل النبضي؟
ج: نعم، يمكنه تحمل تيار أمامي ذروي يبلغ 80 مللي أمبير عند دورة عمل منخفضة (1/10) وعرض نبضة قصير (0.1 مللي ثانية). يمكن استخدام هذا للتعددية (Multiplexing) أو لتحقيق سطوع مُدرك أعلى.