ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-T680KFWT - برتقالي AlInGaP أبيض مُشتت - 30 مللي أمبير - 72 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات LED من نوع جهاز مُركب على السطح (SMD). تم تصميم هذا المكون لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلي، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. يسمح حجمه الصغير وتوافقه مع عمليات التجميع القياسية بدمجه في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا LED امتثاله لأنظمة RoHS، وتعبئته على شريط بعرض 8 مم داخل بكرات قطر 7 بوصات للمناولة الآلية، وتوافقه مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء. تم تصميمه ليكون متوافقًا مع الدوائر المتكاملة (IC). تم تهيئة الجهاز مسبقًا وفقًا لمعايير JEDEC المستوى 3 للحساسية للرطوبة. تشمل تطبيقاته المستهدفة الاتصالات السلكية واللاسلكية، وأتمتة المكاتب، والأجهزة المنزلية، والمعدات الصناعية. تشمل الاستخدامات المحددة مؤشرات الحالة، ومصابيح الإشارة والرموز، والإضاءة الخلفية للوحات الأمامية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

يقدم هذا القسم تفصيلًا دقيقًا للحدود التشغيلية وخصائص الأداء للجهاز تحت ظروف الاختبار القياسية.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود. تشمل التصنيفات الرئيسية أقصى تبديد للطاقة يبلغ 72 ميغاواط، وتيار أمامي مستمر يبلغ 30 مللي أمبير، وتيار أمامي ذروي يبلغ 80 مللي أمبير تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). تم تصنيف الجهاز لنطاق درجة حرارة تشغيل من -40°C إلى +85°C ونطاق درجة حرارة تخزين من -40°C إلى +100°C.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يظهر الجهاز الأداء النموذجي التالي عند قياسه في درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C وتيار أمامي (IF) يبلغ 20 مللي أمبير. تتراوح شدة الإضاءة (Iv) على نطاق واسع من حد أدنى 140.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 450.0 مللي كانديلا، مع قيم محددة تحددها درجة التصنيف. يتميز بزاوية مشاهدة واسعة (2θ1/2) تبلغ 120 درجة. يبلغ الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP) حوالي 609 نانومتر، مع طول موجي سائد (λd) يبلغ عادة 605 نانومتر، مما يحدد إدراك لونه البرتقالي. يبلغ عرض النصف الطيفي (Δλ) 15 نانومتر. يتراوح جهد التشغيل الأمامي (VF) من 1.8 فولت إلى 2.4 فولت عند تيار الاختبار. يتم تحديد التيار العكسي (IR) بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت، على الرغم من أن الجهاز غير مصمم للتشغيل العكسي.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في التطبيق، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعلمات الرئيسية. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات الجهد والسطوع واللون المحددة.

3.1 درجة جهد التشغيل الأمامي (VF)

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث مجموعات للجهد (D2، D3، D4) بنطاقات 1.8-2.0 فولت، 2.0-2.2 فولت، و2.2-2.4 فولت على التوالي، مقاسة عند 20 مللي أمبير. ينطبق تسامح ±0.1 فولت داخل كل مجموعة.

3.2 درجة شدة الإضاءة (IV)

يتم تصنيف السطوع إلى خمس مجموعات (R2، S1، S2، T1، T2). تتراوح الحد الأدنى لشدة الإضاءة من 140.0 مللي كانديلا (R2) إلى 355.0 مللي كانديلا (T2)، مع حد أقصى مقابل يصل إلى 450.0 مللي كانديلا. ينطبق تسامح ±11%.

3.3 درجة الطول الموجي السائد (WD)

يتم فرز اللون، المحدد بالطول الموجي السائد، إلى أربع مجموعات (P، Q، R، S) تغطي النطاق من 600 نانومتر إلى 612 نانومتر. التسامح للطول الموجي السائد هو ±1 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

في حين يتم الإشارة إلى بيانات رسومية محددة في الوثيقة المصدر، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذه الأجهزة توضح العلاقة بين التيار الأمامي والجهد الأمامي (منحنى IV)، وتغير شدة الإضاءة مع درجة الحرارة المحيطة، وتوزيع القدرة الطيفي الذي يظهر الطول الموجي الذروي والعرض الطيفي. هذه المنحنيات ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية ولتصميم الدائرة.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

5.1 أبعاد العبوة وتحديد القطبية

يأتي LED في عبوة قياسية EIA. تحدد الرسومات الأبعاد التفصيلية الطول والعرض والارتفاع ومواضع الأطراف. يتم تحديد الكاثود عادةً بواسطة علامة على العبوة أو شكل هندسي محدد للوحة التثبيت. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح قياسي ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تخطيط لوحة التثبيت الموصى بها للوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

يوصى بتصميم نمط أرضي للوحة التثبيت للحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو بالطور البخاري. يضمن هذا النمط تكوين وصلة لحام صحيحة، وتخفيف حراري، واستقرار ميكانيكي أثناء وبعد عملية التجميع.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 منحنى إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يُقترح منحنى متوافق مع J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية منطقة التسخين المسبق، ووقت محدد فوق نقطة الانصهار، ودرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260°C. يجب تحديد إجمالي الوقت ضمن 5°C من درجة حرارة الذروة. نظرًا لأن متغيرات تصميم اللوحة تؤثر على المنحنى الحراري، يُوصى بتوصيف محدد للوحة.

6.2 ظروف التخزين

يجب تخزين الأكياس الحساسة للرطوبة غير المفتوحة عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية (RH)، مع فترة استخدام موصى بها خلال سنة واحدة. بمجرد الفتح، يجب تخزين المكونات عند ≤30°C و ≤60% RH. يُوصى بإكمال إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة من فتح الكيس. للتخزين بعد هذه الفترة، يُنصح بالخبز عند حوالي 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل التجميع.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. يُعد غمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة مقبولاً. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف العبوة.

6.4 طريقة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان شدة إضاءة مستقرة وعمر طويل، يجب تشغيلها بواسطة مصدر تيار ثابت أو مع مقاومة محددة للتيار على التوالي عند استخدام مصدر جهد. يجب ألا يتجاوز التيار الأمامي التصنيف الأقصى المطلق للتيار المستمر البالغ 30 مللي أمبير.

7. معلومات التعبئة والتغليف والتعامل

يتم توريد المكونات على شريط ناقل بارز بعرض 8 مم مغلق بشريط غطاء، ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتوافق التعبئة والتغليف مع مواصفات ANSI/EIA 481. ينطبق حد أدنى لكمية التعبئة يبلغ 500 قطعة للكميات المتبقية. يتم توفير أبعاد مفصلة لجيب الشريط والبكرة.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب جدًا للإشارة إلى الحالة في الإلكترونيات الاستهلاكية (الهواتف، أجهزة الكمبيوتر المحمولة، الأجهزة)، والإضاءة الخلفية للوحات الأمامية والرموز، والإضاءة العامة منخفضة المستوى في اللافتات. تجعل زاوية المشاهدة الواسعة منه فعالاً للتطبيقات التي تكون فيها الرؤية من زوايا متعددة مهمة.

8.2 اعتبارات التصميم

الإدارة الحرارية:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان مساحة نحاسية كافية في PCB أو فتحات حرارية يمكن أن يساعد في الحفاظ على درجات حرارة تقاطع أقل، مما يحافظ على ناتج الإضاءة والعمر الافتراضي.
تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت مصمم خصيصًا لجهد الإمداد والتيار الأمامي المطلوب (≤30 مللي أمبير).
الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD):يجب مراعاة احتياطات ESD القياسية أثناء المناولة والتجميع.
التصميم البصري:يوفر العدسة "البيضاء المشتتة" انبعاث ضوء ناعم وزاوية واسعة. للضوء المركز أو الموجه، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بتقنيات LED القديمة، فإن استخدام مادة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) لمصدر برتقالي يوفر عادةً كفاءة أعلى واستقرارًا أفضل لدرجة الحرارة للطول الموجي والناتج مقارنة ببعض أنظمة المواد الأخرى للألوان في نطاق الأحمر-البرتقالي-الكهرماني. يؤدي الجمع مع عدسة بيضاء مشتتة إلى إنشاء مظهر برتقالي موحد وناعم، مما يميزه عن مصابيح LED ذات العدسة الشفافة التي تتميز ببقعة ساخنة أكثر تركيزًا وشدة.

10. الأسئلة الشائعة بناءً على المعلمات التقنية

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج: الطول الموجي الذروي هو الطول الموجي الفردي الذي تكون فيه الطاقة البصرية المنبعثة في أقصى حد. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملاحظ لـ LED عند مقارنته بضوء أبيض مرجعي. الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟
ج: تحدد القيمة القصوى المطلقة 30 مللي أمبير تيار مستمر كحد أعلى. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل، من الممارسات الشائعة تشغيل مصابيح LED تحت تصنيفها الأقصى، غالبًا عند 20 مللي أمبير كما هو مستخدم في ظروف الاختبار، لتعزيز العمر الافتراضي وإدارة التأثيرات الحرارية.

س: لماذا يكون تحديد التيار العكسي مهمًا إذا لم يكن الجهاز مخصصًا للتشغيل العكسي؟
ج: هذا التحديد هو في المقام الأول لأغراض الاختبار (اختبار IR) ويشير إلى خاصية التسرب للجهاز. يؤكد أن تطبيق جهد عكسي يمكن أن يتسبب في تدفق التيار وربما يتلف LED، لذلك يجب أن يمنع تصميم الدائرة الانحياز العكسي.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر متعددة الحالات.يحتاج المصمم إلى ثلاثة مستويات سطوع متميزة (منخفض، متوسط، عالي) لمؤشر حالة برتقالي على جهاز يعمل بجهد 5 فولت. باستخدام LED طراز T680KFWT من مجموعة السطوع T2 (355-450 مللي كانديلا)، يمكنهم تحقيق سطوع عالي عن طريق التشغيل عند 20 مللي أمبير. للمستوى المتوسط والمنخفض، يمكنهم استخدام تعديل عرض النبضة (PWM) بتردد عالٍ بما يكفي لتجنب الوميض المرئي (مثلًا، >100 هرتز) بدورات عمل تبلغ، على سبيل المثال، 50% و10% على التوالي. يحافظ هذا على اتساق اللون مع تغيير السطوع الملحوظ. سيتم حساب قيمة المقاومة على التوالي البسيطة كالتالي: R = (5V - VF) / 0.020A. باستخدام VF نموذجي بقيمة 2.0 فولت (من مجموعة D2)، R = (5-2)/0.02 = 150 أوم. ستكون مقاومة 150 أوم، 1/8 واط كافية.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الثنائيات الباعثة للضوء هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. عندما تتحد حاملات الشحنة هذه، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) المحدد للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة. في هذا الجهاز، يتم استخدام AlInGaP لإنتاج فوتونات في نطاق الطول الموجي البرتقالي (~605 نانومتر). يتم تشريب العدسة الإيبوكسية بجزيئات مشتتة لتشتيت الضوء، مما يخلق نمط انبعاث أوسع وأكثر اتساقًا.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يستمر الاتجاه العام في مصابيح LED SMD نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من ناتج الضوء لكل واط كهربائي)، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف أكثر دقة، وتعزيز الموثوقية. هناك أيضًا تركيز على تطوير عبوات يمكنها تحمل منحنيات إعادة التدفق بدرجات حرارة أعلى المطلوبة للحام الخالي من الرصاص والتجميع مع المكونات الأخرى. يظل التصغير محركًا رئيسيًا، إلى جانب التكامل مع الإلكترونيات التحكمية. تستمر مبادئ الإضاءة ذات الحالة الصلبة، بما في ذلك الكفاءة والعمر الطويل، في جعل مصابيح LED الحل المهيمن لتطبيقات المؤشر والإضاءة عبر جميع القطاعات.