ورقة بيانات LED SMD طراز LTW-C181HDS5-GE - 1.6x0.8x0.55 مم - 3.15 فولت كحد أقصى - 76 ميغاواط - أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لـ LTW-C181HDS5-GE، وهو مصباح LED من نوع جهاز مثبت على السطح (SMD). ينتمي هذا المنتج إلى عائلة مصابيح LED مصغرة مصممة للتجميع الآلي على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي يكون فيها الفضاء محدودًا. المظهر شديد النحافة والتوافق مع معدات التركيب عالية الإنتاجية يجعلان هذا المكون حلاً رئيسيًا للتصميمات الإلكترونية الحديثة المدمجة.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• يتميز بحزمة فائقة النحافة بارتفاع 0.55 مليمتر فقط.
• يستخدم شريحة إنارة بيضاء فائقة السطوع من إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN).
• يتم توريده على شريط قياسي بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات للمناولة الآلية.
• يتوافق مع الخطوط العريضة القياسية للحزم الخاصة بـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• الإدخال متوافق مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC).
• مصمم للاستخدام مع معدات التجميع الآلية القياسية (pick-and-place).
• يتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) الشائعة في خطوط تجميع SMT.

1.2 التطبيقات

الـ LTW-C181HDS5-GE مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية. تشمل مجالات تطبيقه الرئيسية:

• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة على أجهزة التوجيه (الراوتر) والمودمات والهواتف المحمولة.
• أتمتة المكاتب والإلكترونيات الاستهلاكية:الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح والشاشات الصغيرة في أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والملحقات.
• الأجهزة المنزلية والمعدات الصناعية:مؤشرات الطاقة أو الوضع أو الأعطال.
• اللافتات الداخلية والثريات:إنارة الإشارات والرموز الصغيرة حيث يكون الحجم الصغير أمرًا بالغ الأهمية.

2. أبعاد وتكوين الحزمة

يتم وضع LED داخل حزمة SMD مستطيلة مدمجة. الأبعاد الحرجة هي كما يلي:

• طول الحزمة:1.6 مم
• عرض الحزمة:0.8 مم
• ارتفاع الحزمة:0.55 مم

ملاحظات على الأبعاد:جميع الأبعاد المقدمة بالمليمترات. التسامح القياسي لهذه القياسات هو ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتميز الجهاز بعدسة صفراء اللون تعدل الناتج من مصدر الضوء الأبيض الداخلي من إنغان، مما يؤدي عادةً إلى لون أبيض دافئ أو نقطة لونية محددة.

3. التصنيفات والخصائص

يتم تحديد جميع المعلمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك. قد يتسبب تجاوز التصنيفات القصوى المطلقة في تلف دائم للجهاز.

3.1 التصنيفات القصوى المطلقة

• تبديد الطاقة (Pd):76 ميغاواط
• تيار الذروة الأمامي (I_F(peak)):100 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير تيار مستمر
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-20°C إلى +105°C
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +105°C
• حالة اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:درجة حرارة ذروة 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به (عملية خالية من الرصاص)

للتجميع بلحام خالٍ من الرصاص، يجب اتباع ملف حراري محدد لضمان الموثوقية دون الإضرار بـ LED. تتضمن التوصية:

• درجة حرارة التسخين المسبق:150°C إلى 200°C.
• زمن التسخين المسبق:أقصى حد 120 ثانية.
• درجة حرارة الجسم القصوى:أقصى حد 260°C.
• الوقت فوق 260°C:أقصى حد 10 ثوانٍ. لا ينبغي تنفيذ عملية إعادة التدفق هذه أكثر من مرتين.

من المهم ملاحظة أن الملف الأمثل يمكن أن يختلف بناءً على تصميم PCB، معجون اللحام، وخصائص الفرن. يُنصح بإجراء اختبار على مستوى اللوحة.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• شدة الإضاءة (I_V):112.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 224.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى). تحدد المجموعة (Bin) القيمة الفعلية.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف شدة الذروة المقاسة عند 0 درجة (على المحور).
• إحداثيات اللونية (CIE 1931):x = 0.284, y = 0.272. تحدد هذه الإحداثيات نقطة اللون الأبيض على مخطط CIE للونية. ينطبق تسامح ±0.01 على هذه الإحداثيات.
• الجهد الأمامي (V_F):2.70 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.15 فولت (الحد الأقصى) عند 5mA. تحدد مجموعة الجهد الأمامي القيمة الفعلية.
• التيار العكسي (I_R):2 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للعمل في انحياز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض إعلامية واختبارية فقط.

ملاحظات حرجة حول الاختبار والتعامل:يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مستشعر ومرشح معايرين لمنحنى استجابة العين الضوئي CIE. الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). إجراءات الوقاية من ESD المناسبة، مثل استخدام أسوار معصم مؤرضة وحصائر مضادة للكهرباء الساكنة، إلزامية أثناء التعامل. يجب تأريض جميع معدات الإنتاج بشكل صحيح.

4. نظام التصنيف إلى مجموعات (Binning)

لضمان الاتساق في التطبيق، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعلمات الرئيسية. يتم وضع رمز المجموعة على العبوة.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

التصنيف عند I_F= 5mA، لون أبيض. التسامح لكل مجموعة هو ±0.1 فولت.

• رمز المجموعة A:2.70 فولت (الحد الأدنى) – 2.85 فولت (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة B:2.85 فولت (الحد الأدنى) – 3.00 فولت (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة C:3.00 فولت (الحد الأدنى) – 3.15 فولت (الحد الأقصى)

4.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

التصنيف عند I_F= 5mA، لون أبيض. التسامح لكل مجموعة هو ±15%.

• رمز المجموعة R1:112.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) – 146.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة R2:146.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) – 180.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة S1:180.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) – 224.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

4.3 تصنيف درجة اللون (Chromaticity)

التصنيف عند I_F= 5mA. يتم تصنيف LED إلى مناطق محددة على مخطط CIE 1931 للونية المحددة بحدود الإحداثيات (x, y). تتضمن الأمثلة من ورقة البيانات:

• S1-1:محدد بالشكل الرباعي الذي يربط النقاط (x=0.274, y=0.226), (0.274, 0.258), (0.284, 0.272), (0.284, 0.240).
• S2-1:محدد بالنقاط (0.274, 0.258), (0.274, 0.291), (0.284, 0.305), (0.284, 0.272).

التسامح على كل مجموعة لونية هو ±0.01 لكل من إحداثيات x و y. يسمح هذا التصنيف الدقيق للمصممين باختيار مصابيح LED للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا لونيًا دقيقًا.

5. منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات تمثيلات بيانية للعلاقات الرئيسية، وهي ضرورية لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة. بينما لا يتم عرض المنحنيات المحددة في النص المقدم، فإنها تشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة غير الخطية بين التيار والجهد، وهي حرجة لاختيار مقاومات تحديد التيار أو تصميم دوائر التشغيل.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، مما يساعد في تحسين تيار التشغيل للسطوع والكفاءة المطلوبين.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، وهو أمر حيوي للتصميم الحراري في التطبيقات عالية الطاقة أو ذات درجة الحرارة المحيطة العالية.
• توزيع القدرة الطيفية النسبي:يصور شدة الضوء المنبعث عند كل طول موجي، مما يحدد خصائص اللون لإخراج الضوء الأبيض.

6. دليل المستخدم ومعلومات التجميع

6.1 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام ضروريًا، استخدم المذيبات المحددة فقط. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في إتلاف حزمة LED أو العدسة. الطريقة الموصى بها هي غمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة.

6.2 نمط اللحام الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB Land Pattern)

يتم توفير نمط مقترح لوسادات اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة لضمان اللحام السليم، والاستقرار الميكانيكي، وتبديد الحرارة. الالتزام بهذا النمط يساعد في منع ظاهرة "اللوح القبري" (رفع أحد الأطراف أثناء إعادة التدفق) ويضمن اتصالاً كهربائيًا جيدًا.

6.3 مواصفات التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط حامل بارز بشريط غطاء واقٍ، ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). تشمل المواصفات الرئيسية:

• عرض الشريط:8 مم.
• تباعد الجيوب:التباعد القياسي للشريط بعرض 8 مم.
• الكمية في البكرة:5000 قطعة لكل بكرة كاملة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للكميات المتبقية.
• المكونات المفقودة:يُسمح بحد أقصى جيبين فارغين متتاليين وفقًا لمواصفات الشريط (ANSI/EIA 481).

7. تحذيرات ومعلومات الموثوقية

7.1 نطاق التطبيق

This LED is intended for use in standard commercial and consumer electronic equipment. For applications requiring exceptional reliability where failure could risk life or health (e.g., aviation, medical life-support, transportation safety systems), a dedicated technical consultation is mandatory prior to design-in to assess suitability and potential need for additional screening or qualifications.

.2 Storage Conditions

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على قابلية اللحام ومنع الضرر الناجم عن الرطوبة أثناء إعادة التدفق (ظاهرة "الفرقعة").

• كيس حاجز الرطوبة المغلق (MBB):قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي داخل الكيس المغلق مع مجفف هو سنة واحدة.
• بعد فتح الكيس:يبدأ "عمر الأرضية". قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% RH. بالنسبة لهذا الجهاز، والذي يكون عادةً بمستوى حساسية الرطوبة (MSL) 2a، يُوصى بإكمال عملية إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا) من فتح الكيس.
• التخزين الممتد (مفتوح):إذا لم يتم الاستخدام خلال 672 ساعة، قم بالتخزين في حاوية مغلقة مع مجفف أو في مجفف نيتروجين.
• إعادة التجفيف:يجب تجفيف المكونات المخزنة خارج عبوتها الأصلية لأكثر من 672 ساعة عند حوالي 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل التجميع لإزالة الرطوبة الممتصة.

7.3 إرشادات اللحام

بالإضافة إلى ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، يُسمح باللحام اليدوي بمكواة لحام تحت ظروف صارمة:

• درجة حرارة المكواة:300°C كحد أقصى.
• زمن اللحام:3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وصلة لحام.
• التكرار:يجب إجراء اللحام اليدوي مرة واحدة فقط. تجنب التسخين المتكرر.

8. اعتبارات التصميم والتحليل الفني

8.1 تشغيل LED

يجب تشغيل LED بمصدر تيار ثابت أو عبر مقاومة تحديد تيار متسلسلة مع مصدر جهد. استخدام المقاومة هو أبسط طريقة. يمكن حساب قيمة المقاومة (R_limit) باستخدام قانون أوم: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. من الأهمية بمكان استخدام أقصى قيمة V_Fمن المجموعة (مثل 3.15 فولت للمجموعة C) في هذا الحساب لضمان ألا يتجاوز التيار القيمة المطلوبة I_F(مثل 20mA) في أسوأ الظروف. سيؤدي تجاوز التصنيف الأقصى المطلق للتيار إلى تقليل العمر الافتراضي بشكل كبير ويمكن أن يتسبب في فشل فوري.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (76 ميغاواط كحد أقصى)، إلا أن الإدارة الحرارية الفعالة لا تزال مهمة لطول العمر وإخراج الضوء المستقر. تتناقص شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة تقاطع LED. لتقليل ارتفاع درجة الحرارة:

• استخدم نمط اللحام الموصى به على PCB لتوفير مساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة.
• تجنب وضع LED بالقرب من المكونات الأخرى المولدة للحرارة.
• تأكد من وجود تهوية كافية في غلاف المنتج النهائي.
• شغل LED بأقل تيار أمامي عملي يلبي متطلبات السطوع.

8.3 التصميم البصري

زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة تجعل هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة منتشرة بدلاً من شعاع مركز، مثل الإضاءة الخلفية أو مؤشرات الحالة التي يجب أن تكون مرئية من زوايا مختلفة. للحصول على ضوء أكثر توجيهًا، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات أو أدلة ضوئية). تعمل العدسة الصفراء كمرشح لوني، مما يحول إحداثيات اللونية من اللون الأبيض الأصلي للشريحة الزرقاء + الفوسفور لشريحة إنغان إلى قيم (x, y) المحددة، مما ينتج غالبًا درجة بيضاء أكثر دفئًا.

9. المقارنة وإرشادات الاختيار

المميزات الرئيسية لـ LTW-C181HDS5-GE هيارتفاعه الفائق النحافة البالغ 0.55 ممومساحة قدمه القياسية 1.6x0.8 مم. عند اختيار LED SMD، يجب على المهندسين مقارنة:

• حجم/ارتفاع الحزمة:هذا الجهاز من بين الأرق، وهو أمر بالغ الأهمية للمنتجات فائقة النحافة.
• السطوع (شدة الإضاءة):تقدم المجموعة S1 سطوعًا عاليًا بالنسبة لحجمها.
• زاوية الرؤية:زاوية 130 درجة واسعة جدًا، مثالية لإضاءة المساحات.
• اتساق اللون:يسمح التصنيف متعدد المعلمات (V_F, I_V, Hue) بالمطابقة الدقيقة في التطبيقات التي تستخدم عدة مصابيح LED.
• الموثوقية والتوافق:التوافق مع RoHS والتوافق مع إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء هما معياران لمصابيح LED SMD الحديثة.

للتطبيقات التي لا تتطلب الارتفاع الأدنى، قد تقدم أحجام حزم أخرى (مثل 3528، 5050) إخراج ضوء أعلى أو أداء حراري أفضل.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما هو الغرض من رموز المجموعات المختلفة؟

ج1: تسبب الاختلافات التصنيعية اختلافات طفيفة في V_F, السطوع، واللون. يقوم التصنيف (Binning) بفرز مصابيح LED إلى مجموعات ذات خصائص متطابقة تقريبًا، مما يسمح للمصممين بتوريد قطع ستؤدي بشكل متسق في دوائرهم، خاصة عند استخدام عدة مصابيح LED في مصفوفة.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من دبوس متحكم دقيق بجهد 5 فولت أو 3.3 فولت؟

ج2: لا. يجب عليك دائمًا استخدام مقاومة تحديد تيار متسلسلة. سيؤدي توصيله مباشرة بمصدر جهد إلى تدفق تيار مفرط، مما يدمر LED على الفور. احسب قيمة المقاومة بناءً على جهد مصدرك والتيار الأمامي المطلوب.

س3: كيف أفسر إحداثيات اللونية (x=0.284, y=0.272)؟

ج3: ترسم هذه الإحداثيات نقطة على مخطط CIE 1931 للونية، وهو المعيار لتحديد اللون. تتوافق هذه النقطة المحددة مع لون أبيض مع انزياح طفيف، يُنظر إليه غالبًا على أنه "أبيض بارد" أو "أبيض محايد"، متأثرًا بالعدسة الصفراء. يعتمد اللون المدرك بالضبط أيضًا على درجة حرارة اللون المترابطة (CCT)، والتي يمكن استخلاصها من هذه الإحداثيات.

س4: لماذا تكون ظروف التخزين صارمة جدًا بعد فتح الكيس؟

ج4: يمكن لحزم SMD امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء الحرارة العالية لعملية اللحام بإعادة التدفق، يمكن لهذه الرطوبة المحتبسة أن تتبخر بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يتسبب في تشقق الحزمة أو تقشير الطبقات الداخلية - وهو فشل يُعرف باسم "الفرقعة". يمنع تصنيف MSL وإرشادات التخزين ذلك.

11. مقدمة تقنية والاتجاهات

11.1 تقنية LED من إنغان (InGaN)

يستخدم LTW-C181HDS5-GE شريحة أشباه موصلات من إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN). إنغان هو المادة المفضلة لإنتاج مصابيح LED زرقاء وخضراء وبيضاء عالية الكفاءة. عادةً ما يتم إنشاء LED أبيض عن طريق طلاء شريحة إنغان زرقاء بفوسفور أصفر. يتم تحويل بعض الضوء الأزرق بواسطة الفوسفور إلى ضوء أصفر، ويتم إدراك مزيج الضوء الأزرق والأصفر من قبل العين البشرية على أنه أبيض. تُعرف هذه الطريقة باسم الأبيض المحول بالفوسفور (pc-white)، وهي عالية الكفاءة وتسمح بضبط نقطة اللون الأبيض عن طريق تعديل تركيب الفوسفور.

11.2 اتجاهات الصناعة

يستمر الاتجاه في مصابيح LED SMD لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية نحو:

• التصغير:حزم أصغر حجمًا وأرق، مثل ارتفاع 0.55 مم لهذا الجهاز، لتمكين منتجات نهائية أكثر نحافة.
• كفاءة أعلى:المزيد من اللومن لكل واط (lm/W)، مما يقلل من استهلاك الطاقة لنفس إخراج الضوء.
• تحسين تجسيد اللون والاتساق:تسامحات تصنيف (binning) أضيق وتقنيات فوسفور جديدة لإنتاج ضوء أبيض أكثر طبيعية واتساقًا.
• موثوقية محسنة:مواد وتقنيات تعبئة محسنة لتحمل درجات حرارة لحام أعلى وبيئات تشغيل أقسى.
• التكامل:ظهور مصابيح LED بمقاومات تحديد تيار مدمجة أو دوائر تشغيل IC داخل نفس الحزمة الصغيرة.

تمثل ورقة البيانات هذه مكونًا مصممًا لمتطلبات التيار الرئيسي من حيث المدمجة، والتجميع الآلي، والأداء الموثوق في مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.