ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-G683GEBW - عبوة 3.2x2.8x1.9 مم - جهد أمامي 2.8V/3.8V - تيار 20mA/30mA - ألوان RGB - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-G683GEBW صمامًا ثنائيًا باعثًا للضوء (LED) ذو تركيب سطحى (SMD) مُصممًا للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يجعل حجمه الصغير منه مناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة عبر مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية. يدمج الجهاز ثلاث رقائق LED متميزة داخل عبوة واحدة: رقاقة خضراء من InGaN، ورقاقة حمراء من AlInGaP، ورقاقة زرقاء من InGaN، ولكل منها توصيلات كهربائية مستقلة. يسمح هذا التكوين بالتحكم الفردي في كل لون، مما يتيح وظائف الإشارة إلى الحالة، وإضاءة الرموز، والإضاءة الخلفية للوحة الأمامية.

1.1 الميزات الأساسية

• متوافق مع توجيهات البيئة RoHS.
• مُعبأ على شريط بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات للتجميع الآلي بواسطة ماكينات الالتقاط والوضع (Pick-and-Place).
• تضمن بصمة العبوة القياسية EIA التوافق مع معدات الوضع القياسية في الصناعة.
• خصائص القيادة متوافقة مع الدوائر المتكاملة (I.C.).
• مُصمم لتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR Reflow).
• مُعالج مسبقًا لمستوى الحساسية للرطوبة JEDEC MSL 3.

1.2 التطبيقات المستهدفة

• معدات الاتصالات (الهواتف اللاسلكية/المحمولة).
• أجهزة أتمتة المكاتب وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
• أنظمة الشبكات والأجهزة المنزلية.
• اللوحات الإرشادية الداخلية ومؤشرات الحالة.
• مصابيح الإشارات والرموز.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يتسبب تجاوز هذه القيم في حدوث تلف دائم.

• تبديد الطاقة:80 ملي واط (الأخضر/الأزرق)، 72 ملي واط (الأحمر).
• تيار أمامي ذروي (دورة عمل 1/10، نبضة 0.1 مللي ثانية):100 مللي أمبير (الأخضر/الأزرق)، 80 مللي أمبير (الأحمر).
• تيار أمامي مستمر (DC):20 مللي أمبير (الأخضر/الأزرق)، 30 مللي أمبير (الأحمر).
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تم القياس عند Ta=25 درجة مئوية وبتيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):
  • الأخضر: الحد الأدنى 900 ملي شمعة، النموذجي 2240 ملي شمعة (الحد الأقصى).
  • الأحمر: الحد الأدنى 355 ملي شمعة، النموذجي 900 ملي شمعة (الحد الأقصى).
  • الأزرق: الحد الأدنى 180 ملي شمعة، النموذجي 355 ملي شمعة (الحد الأقصى).
• التدفق الضوئي (Φv):القيم النموذجية هي 3.5 لومن (أخضر)، 2.1 لومن (أحمر)، 0.9 لومن (أزرق).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):عادة 120 درجة.
• الطول الموجي القمة (λP):القيم النموذجية هي 518 نانومتر (أخضر)، 630 نانومتر (أحمر)، 465 نانومتر (أزرق).
• الطول الموجي السائد (λd):
  • الأخضر: 520-530 نانومتر.
  • الأحمر: 617-629 نانومتر.
  • الأزرق: 465-475 نانومتر.
• نصف عرض الطيف (Δλ):القيم النموذجية هي 35 نانومتر (أخضر)، 20 نانومتر (أحمر)، 25 نانومتر (أزرق).
• الجهد الأمامي (VF):
  • الأخضر/الأزرق: الحد الأدنى 2.8 فولت، الحد الأقصى 3.8 فولت.
  • الأحمر: الحد الأدنى 1.8 فولت، الحد الأقصى 2.4 فولت.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بجهد عكسي.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات بناءً على شدة الإضاءة والطول الموجي السائد لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الشدة باستخدام رمز مكون من حرفين (مثل A1، B4، D12). يحدد الحرف الأول (A-D) نطاق شدة اللون الأخضر، بينما يحدد الرقم (1-12) نطاقات شدة اللونين الأحمر والأزرق المقابلة. لكل مجموعة تسامح ±11%.

• مجموعات شدة اللون الأخضر:A (900-1120 ملي شمعة)، B (1120-1400 ملي شمعة)، C (1400-1800 ملي شمعة)، D (1800-2240 ملي شمعة).
• المجموعات الفرعية لشدة الأحمر/الأزرق:تتوافق الأرقام من 1 إلى 12 مع قيم دنيا وعليا محددة لمصابيح LED الحمراء والزرقاء كما هو مفصل في الجدول المتقاطع.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الطول الموجي باستخدام الرموز من E1 إلى E4، مع تسامح ±1 نانومتر لكل مجموعة.

• E1:أخضر 520-525 نانومتر، أحمر 617-629 نانومتر، أزرق 465-470 نانومتر.
• E2:أخضر 520-525 نانومتر، أحمر 617-629 نانومتر، أزرق 470-475 نانومتر.
• E3:أخضر 525-530 نانومتر، أحمر 617-629 نانومتر، أزرق 465-470 نانومتر.
• E4:أخضر 525-530 نانومتر، أحمر 617-629 نانومتر، أزرق 470-475 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية لتصميم الدوائر.

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

يُظهر هذا المنحنى العلاقة غير الخطية بين الجهد الأمامي المطبق والتيار الناتج لكل رقاقة لون. يستخدم المصممون هذا المنحنى لاختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة. يتمتع LED الأحمر عادةً بجهد أمامي أقل (~2.0 فولت) مقارنة بـ LED الأخضر والأزرق (~3.2 فولت).

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني كيف تزداد شدة الإخراج الضوئي مع زيادة تيار القيادة. يكون الخطي بشكل عام ضمن نطاق التشغيل الموصى به ولكنه قد يشبع عند التيارات الأعلى. يساعد هذا في تحديد تيار القيادة المطلوب لتحقيق مستوى سطوع مرغوب.

4.3 توزيع الطيف

على الرغم من عدم رسمه بيانيًا بشكل صريح، فإن الطول الموجي القمة ونصف عرض الطيف المحددين يحددان طيف الانبعاث لكل لون. لمصابيح LED الخضراء والزرقاء، القائمة على InGaN، أطياف أوسع (~25-35 نانومتر) مقارنة بـ LED الأحمر من AlInGaP (~20 نانومتر).

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق الجهاز مع بصمة SMD قياسية. الأبعاد الرئيسية (بالمليمترات) هي: الطول: 3.2 مم، العرض: 2.8 مم، الارتفاع: 1.9 مم. التسامح عادة ±0.2 مم.

5.2 تخصيص الأطراف والقطبية

تحتوي عبوة الست وسائد على التوصيلات المستقلة التالية للأنود/الكاثود:

• الطرفان 1 و 6: LED أزرق.
• الطرفان 2 و 5: LED أحمر.
• الطرفان 3 و 4: LED أخضر.

يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

5.3 تصميم وسادة اللحام الموصى به للوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

يتم توفير رسم لنمط وسادة اللحام لضمان لحام موثوق. يأخذ تصميم الوسادة في الاعتبار التبريد الحراري وتشكيل حشوة اللحام المناسبة أثناء إعادة التدفق.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR Reflow)

يوصى بملف تعريف لحام خالي من الرصاص، متوافق مع J-STD-020B.

• التسخين المسبق:150-200 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى:الحد الأقصى 260 درجة مئوية.
• الوقت فوق نقطة السيولة:وفقًا لمنحنى الملف الشخصي.
• حد اللحام:حد أقصى دورتي إعادة تدفق، 10 ثوانٍ وقت ذروة لكل دورة.

6.2 ظروف التخزين

• الكيس المغلق (MSL 3):قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤70% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من فتح الكيس.
• بعد فتح الكيس:قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. أكمل عملية إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (أسبوع واحد).
• التخزين الممتد (مفتوح):استخدم حاويات مغلقة مع مجفف. إذا تم التخزين لأكثر من 168 ساعة، قم بالتجفيف الحراري عند 60 درجة مئوية لمدة 48+ ساعة قبل اللحام.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل أو الكحول الإيثيلي. اغمر LED في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. تجنب المنظفات الكيميائية غير المحددة.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط ناقل بارز.

• عرض الشريط:8 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة:2000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للبقايا.
• التغليف متوافق مع مواصفات EIA-481-1-B.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

تتطلب كل قناة لونية مقاومة تحديد تيار على التوالي. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF، حيث Vcc هو جهد التغذية، VF هو الجهد الأمامي لـ LED، و IF هو تيار الأمامي المطلوب (مثل 20 مللي أمبير). مقاومات منفصلة لكل لون إلزامية بسبب اختلاف خصائص VF الخاصة بها.

8.2 اعتبارات التصميم

• إدارة الحرارة:تأكد من أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) يوفر تبديدًا حراريًا كافيًا، خاصة عند تشغيل مصابيح LED متعددة أو في درجات حرارة محيطة عالية.
• الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD):على الرغم من عدم ذكرها صراحةً على أنها حساسة، يوصى باتخاذ احتياطات التعامل القياسية مع الكهرباء الساكنة لأشباه الموصلات أثناء التجميع.
• التصميم البصري:توفر العدسة المنتشرة زاوية رؤية واسعة (120 درجة). للضوء الموجه، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية.

9. المقارنة والتمييز التقني

يقدم LTST-G683GEBW حلاً مضغوطًا ومتكاملاً لـ RGB. تشمل المميزات الرئيسية:

• ثلاثي الألوان المتكامل:يجمع بين ثلاثة ألوان منفصلة في بصمة واحدة 3.2x2.8 مم، مما يوفر مساحة على اللوحة مقارنة بثلاثة مصابيح LED منفصلة.
• التحكم المستقل:تسمح الأنودات/الكاثودات المنفصلة بالتعتيم الفردي وخلط الألوان، على عكس مصابيح RGB ذات الأنود المشترك أو الكاثود المشترك.
• سطوع عالٍ:يقدم مجموعات شدة إضاءة عالية، خاصة للأخضر، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا عاليًا.
• توافق العملية:متوافق بالكامل مع التجميع الآلي عالي الحجم لتقنية SMT وعمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 هل يمكنني تشغيل LED الأحمر عند 30 مللي أمبير وLED الأخضر/الأزرق عند 20 مللي أمبير في نفس الوقت؟

نعم، تحدد الحدود القصوى المطلقة تيارًا أماميًا مستمرًا قدره 30 مللي أمبير لـ LED الأحمر و 20 مللي أمبير لـ LED الأخضر/الأزرق. يجب عليك تصميم دائرة القيادة الخاصة بك لتوفير هذه التيارات المحددة لكل قناة. سيؤدي تجاوز التيار المقنن إلى تقليل العمر الافتراضي وقد يتسبب في فشل.

10.2 ما الفرق بين الطول الموجي القمة (Peak Wavelength) والطول الموجي السائد (Dominant Wavelength)؟

الطول الموجي القمة (λP)هو الطول الموجي الذي تكون فيه قوة الإخراج البصرية في أقصى حد لها.الطول الموجي السائد (λd)يتم اشتقاقه من مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس اللون للعين البشرية. λd أكثر صلة بإدراك اللون في التطبيقات.

10.3 كيف أفسر رمز التصنيف A7 أو D12؟

يضمن رمز التصنيف مطابقة اللون والسطوع. على سبيل المثال، يعني الرمز "A7" أن شدة LED الأخضر في مجموعة "A" (900-1120 ملي شمعة)، وتتوافق شدة مصابيح LED الحمراء والزرقاء مع المجموعة الفرعية "7" (انظر الجدول المتقاطع للقيم الدنيا/العليا الدقيقة للأحمر والأزرق). حدد دائمًا رموز التصنيف المطلوبة لعمليات الإنتاج المتسقة.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم مؤشر متعدد الحالات لجهاز شبكة. يجب أن يُظهر المؤشر الطاقة (أخضر)، والنشاط (أزرق وامض)، والعطل (أحمر).التنفيذ:استخدم LTST-G683GEBW. قم بتوصيل كل قناة لونية بدبوس GPIO لوحدة تحكم دقيقة عبر مقاومة تحديد تيار. احسب المقاومات: لتغذية 5 فولت، R_Green/Blue ≈ (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (استخدم 91Ω القياسي). R_Red ≈ (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω. يمكن للبرنامج الثابت بعد ذلك التحكم في كل LED بشكل مستقل للحالات الثابتة أو الوامضة أو المختلطة الألوان، كل ذلك ضمن بصمة واحدة صغيرة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تُسمى هذه الظاهرة بالانبعاث الكهروضوئي. في LTST-G683GEBW:

• تستخدم رقائقالأخضر والأزرقمادة أشباه الموصلات من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN). تحدد طاقة فجوة النطاق للطبقة النشطة InGaN اللون المنبعث (أخضر أو أزرق).
• تستخدم رقاقةالأحمرمادة فوسفيد الألومنيوم الإنديوم الغاليوم (AlInGaP)، والتي تم تحسينها لانبعاث الأحمر والكهرماني عالي الكفاءة.
• عند انحيازها للأمام، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تغلف العدسة الإيبوكسية المنتشرة الرقاقة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل حزمة إخراج الضوء.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر سوق LED SMD في التطور نحو:

• كفاءة أعلى:زيادة لومن لكل واط (lm/W) لتوفير مخرج ضوئي أكثر لنفس المدخلات الكهربائية، مما يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري.
• التصغير:تطوير أحجام عبوات أصغر (مثل 2.0x1.6 مم، 1.6x0.8 مم) للإلكترونيات الاستهلاكية فائقة الصغر.
• تحسين تجسيد اللون والاتساق:تسامحات تصنيف أكثر ضيقًا وتقنيات فوسفورية جديدة لنقاط لون أكثر دقة واستقرارًا، وهي أمر بالغ الأهمية للإضاءة الخلفية للشاشات والإضاءة المعمارية.
• الميزات الذكية المتكاملة:اتجاه نحو مصابيح LED ذات دوائر قيادة أو وحدات تحكم أو واجهات اتصال مدمجة (مثل I2C) لتبسيط تصميم النظام.

تمثل أجهزة مثل LTST-G683GEBW التكنولوجيا السائدة الراسخة التي تقدم حلاً متعدد الألوان موثوقًا وفعالاً من حيث التكلفة لتطبيقات المؤشرات العامة.