ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTW-C190DA5 - أبيض إن-غا-ن - تيار أمامي 5 مللي أمبير - شدة إضاءة 45-180 ميللي كانديلا - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لثنائي باعث للضوء (LED) من نوع جهاز السطح المثبت (SMD) يستخدم رقاقة بيضاء فائقة السطوع من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN). تم تصميم المكون لعمليات التجميع الآلي وهو متوافق مع معايير RoHS والمنتجات الصديقة للبيئة، مما يجعله مناسبًا للتصميمات الإلكترونية الواعية بيئيًا.

يتم توريد الثنائي الباعث للضوء على شريط قياسي بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يسهل التصنيع الآلي عالي الحجم باستخدام تقنية الالتقاط والوضع. تصميمه متوافق مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)، وهي المعيار لخطوط تجميع تقنية السطح المثبت (SMT) الحديثة. كما يُشار إلى أن الجهاز متوافق مع الدوائر المتكاملة (I.C.)، مما يشير إلى أن خصائصه الكهربائية مناسبة للاتصال المباشر بمخرجات الدوائر المتكاملة دون الحاجة إلى دوائر قيادة إضافية في العديد من التطبيقات.

2. القيم القصوى المطلقة

تحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديد هذه القيم عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ولا يجب تجاوزها تحت أي ظروف تشغيل.

• تبديد الطاقة (Pd):72 ملي واط. هذه هي أقصى قدرة إجمالية يمكن لحزمة الثنائي الباعث للضوء تبديدها كحرارة.
• تيار الذروة الأمامي (I_F(PEAK)):100 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار فقط في ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. لا ينبغي استخدامه للتشغيل بالتيار المستمر.
• تيار التيار المستمر الأمامي (I_F):20 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل الموثوق على المدى الطويل.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تطبيق جهد عكسي يتجاوز هذا الحد يمكن أن يسبب فشلاً فورياً وكارثياً. تشير ورقة البيانات صراحةً إلى أنه لا يمكن استخدام الجهد العكسي للتشغيل المستمر.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. يتم ضمان عمل الجهاز ضمن هذا النطاق لدرجة الحرارة المحيطة.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-55 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية.
• ظروف اللحام بالأشعة تحت الحمراء:يمكن للعبوة تحمل درجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ أثناء لحام إعادة التدفق.

3. الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية وتيار أمامي (I_F) بقيمة 5 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. يشكل هذا الأساس لأداء الجهاز.

• شدة الإضاءة (I_V):45.0 ميللي كانديلا (الحد الأدنى)، 180.0 ميللي كانديلا (الحد الأقصى). يتم قياس الشدة باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح الذي يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE. تقع القيمة الفعلية لوحدة معينة ضمن نطاق تصنيف (انظر القسم 4).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة (نموذجي). تشير زاوية الرؤية الواسعة هذه إلى نمط انبعاث لامبرتي أو شبه لامبرتي، مناسب للتطبيقات التي تتطلب إضاءة منطقة واسعة.
• إحداثيات اللونية (x, y):x=0.203, y=0.319 (نموذجي). تحدد هذه الإحداثيات على مخطط اللونية CIE 1931 نقطة البياض للثنائي الباعث للضوء. ينطبق تسامح بقيمة ±0.01 على هذه القيم، ويتم تصنيف الوحدات المحددة وفقًا لذلك.
• الجهد الأمامي (V_F):2.55 فولت (الحد الأدنى)، 3.15 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=5mA. يُفترض أن القيمة النموذجية تكون حول مركز هذا النطاق. V_Fيخضع أيضًا للتصنيف.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5V.

ملاحظات هامة:

• تحذير من الكهرباء الساكنة (ESD):الثنائي الباعث للضوء حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والارتفاعات الكهربائية. إجراءات التعامل مع ESD المناسبة إلزامية، بما في ذلك استخدام أسوار المعصم المؤرضة، والقفازات المضادة للكهرباء الساكنة، وضمان تأريض جميع المعدات بشكل صحيح.
• معدات القياس:يتم التحقق من إحداثيات اللونية وقيم شدة الإضاءة باستخدام جهاز اختبار CAS140B.

4. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز الثنائيات الباعثة للضوء إلى مجموعات أداء. يستخدم طراز LTW-C190DA5 نظام تصنيف ثلاثي الأبعاد للجهد الأمامي (V_F)، وشدة الإضاءة (I_V)، واللون (إحداثيات اللونية x, y).

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

عند تيار اختبار قدره 5 مللي أمبير، يتم تصنيف الوحدات إلى ثلاث مجموعات:

- المجموعة أ: V_F= 2.55 فولت إلى 2.75 فولت

- المجموعة ب: V_F= 2.75 فولت إلى 2.95 فولت

- المجموعة ج: V_F= 2.95 فولت إلى 3.15 فولت

يتم تطبيق تسامح بقيمة ±0.1 فولت على كل حد للمجموعة.

4.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

عند تيار اختبار قدره 5 مللي أمبير، يتم تصنيف الوحدات إلى ثلاث مجموعات:

- المجموعة P: I_V= 45.0 ميللي كانديلا إلى 71.0 ميللي كانديلا

- المجموعة Q: I_V= 71.0 ميللي كانديلا إلى 112.0 ميللي كانديلا

- المجموعة R: I_V= 112.0 ميللي كانديلا إلى 180.0 ميللي كانديلا

يتم تطبيق تسامح بقيمة ±15% على كل حد للمجموعة.

4.3 تصنيف اللون (اللونية)

هذا هو معامل التصنيف الأكثر تعقيدًا، حيث يحدد نقطة اللون للضوء الأبيض على مخطط CIE 1931. يتم تعريف ثماني مجموعات (من A1 إلى A8)، تمثل كل منها منطقة رباعية صغيرة على مستوى الإحداثيات (x, y). يوضح الجدول والمخطط المقدم في الصفحة 5 إحداثيات الزوايا الدقيقة لكل مجموعة. يتم تطبيق تسامح بقيمة ±0.01 على قيم (x, y) داخل كل مجموعة. يسمح هذا النظام للمصممين باختيار ثنائيات باعثة للضوء ذات اتساق لوني شديد للتطبيقات التي يكون فيها المظهر الأبيض الموحد أمرًا بالغ الأهمية.

5. معلومات العبوة والميكانيكية

يتم توفير الثنائي الباعث للضوء في عبوة SMD قياسية. يتم تفصيل أبعاد العبوة المحددة في رسومات ورقة البيانات. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية:

• يتم توفير جميع الأبعاد الأساسية بالمليمترات، مع تسامح مصاحب بقيمة ±0.10 مم (0.004 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• يتم تحديد لون العدسة على أنه "أخضر"، والذي يشير عادةً إلى لون راتنج التغليف، وليس لون الضوء المنبعث (وهو أبيض).
• يتم توفير أبعاد وسادة اللحام الموصى بها لضمان وصلة لحام موثوقة ومحاذاة صحيحة أثناء إعادة التدفق.

6. إرشادات اللحام والتجميع والتخزين

6.1 عملية اللحام

المكون متوافق تمامًا مع لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR). يجب أن يلتزم المظهر المقترح بالقيمة القصوى المطلقة البالغة 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. تتضمن الحالة الموصى بها النموذجية مرحلة تسخين مسبق عند 150-200 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية، تليها درجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260 درجة مئوية. يجب التحكم في الوقت فوق درجة حرارة السيولة ومعدل التبريد وفقًا للمبادئ التوجيهية القياسية JEDEC لتجميع SMT. اللحام اليدوي بمكواة ممكن ولكنه محدود بشدة: أقصى درجة حرارة لطرف المكواة 300 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ، ويُسمح بمحاولة لحام واحدة فقط.

6.2 ظروف التخزين

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على قابلية اللحام:

- العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي هو سنة واحدة عندما تكون الحقيبة المضادة للرطوبة مع المجفف سليمة.

- العبوة المفتوحة:إذا تم فتح العبوة الأصلية، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية. يجب استخدام المكونات خلال أسبوع واحد. للتخزين لفترة أطول خارج الكيس الأصلي، يجب الاحتفاظ بها في وعاء محكم الغلق مع مجفف أو في مجفف نيتروجين. تتطلب المكونات المخزنة لأكثر من أسبوع خارج العبوة الأصلية معالجة مسبقة بالخبز (حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل) قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع تلف "الانفجار" أثناء إعادة التدفق.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام ضروريًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. غمر الثنائي الباعث للضوء في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة مقبول. استخدام السوائل الكيميائية غير المحددة يمكن أن يتلف عبوة الثنائي الباعث للضوء.

7. مواصفات التعبئة والبكرة

يتم توريد المنتج للتجميع الآلي:

- معبأ في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم.

- ملفوف على بكرات قياسية قطرها 7 بوصات (178 مم).

- تحتوي كل بكرة كاملة على 4000 قطعة.

- الحد الأدنى لكمية الطلب للبقايا هو 500 قطعة.

- تتوافق مواصفات الشريط والبكرة مع ANSI/EIA 481-1-A-1994.

- يتم إغلاق الجيوب الفارغة في الشريط بشريط غطاء.

- الحد الأقصى المسموح به لعدد المكونات المفقودة المتتالية ("مصابيح مفقودة") على بكرة هو اثنان.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

الاستخدام المقصود:تم تصميم هذا الثنائي الباعث للضوء لتطبيقات المعدات الإلكترونية القياسية، بما في ذلك معدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والأجهزة المنزلية.

التطبيقات الحرجة:تحتوي ورقة البيانات على إخلاء مسؤولية بالغ الأهمية. تنص على أن الاستشارة مطلوبة قبل استخدام هذا الثنائي الباعث للضوء في التطبيقات التي تحتاج إلى موثوقية استثنائية، خاصة حيث يمكن أن يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر. وهذا يشمل، على سبيل المثال لا الحصر، الطيران، النقل، التحكم في المرور، الأنظمة الطبية/دعم الحياة، وأجهزة السلامة. لمثل هذه التطبيقات، يجب الحصول على مكونات ذات مؤهلات موثوقية مناسبة.

تصميم الدائرة:بسبب الطبيعة الثنائية للثنائيات الباعثة للضوء، يلزم دائمًا تقريبًا مقاومة محددة للتيار أو محرك تيار ثابت على التوالي مع الثنائي الباعث للضوء عند الاتصال بمصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة المتسلسلة (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. يجب على المصممين استخدام أقصى V_Fمن المجموعة أو ورقة البيانات لضمان تيار كافٍ تحت جميع الظروف. النطاق الواسع لـ V_F(2.55V-3.15V) يسلط الضوء على أهمية هذا الحساب أو استخدام محركات التيار الثابت النشطة لسطوع متسق.

إدارة الحرارة:على الرغم من أنه ليس ثنائي باعث للضوء عالي الطاقة، فإن الالتزام بأقصى تبديد للطاقة (72 ملي واط) ونطاق درجة حرارة التشغيل مهم لطول العمر. التيار المفرط أو تصميم حراري ضعيف للوحة الدوائر المطبوعة يؤدي إلى درجات حرارة تقاطع عالية سيسرع من استهلاك اللومن ويقلل من العمر التشغيلي.

9. المقارنة التقنية والميزات الرئيسية

يمثل طراز LTW-C190DA5 ثنائي باعث للضوء أبيض SMD ذو سطوع قياسي لأغراض الإشارة العامة والإضاءة الخلفية. تشمل ميزاته ومميزاته الرئيسية:

• تقنية إن-غا-ن:يعد استخدام رقاقة نيترايد الغاليوم الإنديوم معيارًا للثنائيات الباعثة للضوء البيضاء والزرقاء الحديثة، مما يوفر كفاءة وموثوقية جيدة.
• الامتثال لـ RoHS/الصديقة للبيئة:أساسي لمعظم الأسواق العالمية اليوم.
• تصنيف شامل:يسمح التصنيف ثلاثي المعاملات (V_F, I_V, اللون) بالاختيار الدقيق للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا في اللون أو السطوع عبر عدة ثنائيات باعثة للضوء.
• توافق SMT:تعد تعبئة الشريط والبكرة بعرض 8 مم والتوافق مع إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء إلزامية للتصنيع عالي الحجم وفعال التكلفة.
• زاوية رؤية واسعة:تجعل زاوية الرؤية البالغة 130 درجة مناسبة للتطبيقات التي تحتاج فيها إلى رؤية الثنائي الباعث للضوء من مجموعة واسعة من المواضع، وليس فقط مباشرة على المحور.

10. الأسئلة المتكررة (FAQ)

س1: ما هو الجهد الأمامي النموذجي لقيادة هذا الثنائي الباعث للضوء؟

ج1: V_Fالنموذجي حوالي 2.85 فولت عند 5 مللي أمبير، لكنه يمكن أن يختلف من 2.55 فولت إلى 3.15 فولت. صمم دائمًا لأقصى V_Fفي مجموعتك المختارة لضمان تحقيق التيار المطلوب.

س2: هل يمكنني قيادة هذا الثنائي الباعث للضوء بتيار 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج2: نعم، 20 مللي أمبير هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به. التشغيل عند هذا الحد الأقصى سينتج أعلى إخراج ضوئي ولكن قد يقلل من العمر الافتراضي على المدى الطويل مقارنة بالتيارات الأقل. ضع في اعتبارك دائمًا إدارة الحرارة.

س3: كيف أفسر مخطط تصنيف اللون (الصفحة 5)؟

ج3: يرسم المخطط المجموعات الثماني (من A1 إلى A8) على مخطط اللونية CIE 1931. كل مجموعة هي شكل رباعي صغير. تحدد إحداثيات (x, y) في الجدول زوايا هذه الأشكال الرباعية. تختار رمز مجموعة لضمان وقوع نقطة اللون للثنائي الباعث للضوء داخل تلك المنطقة المحددة على المخطط.

س4: تستخدم عملية التجميع لدي مظهر إعادة تدفق بذروة 250 درجة مئوية. هل هذا مقبول؟

ج4: نعم، ذروة 250 درجة مئوية ضمن الحد المحدد البالغ 260 درجة مئوية كحد أقصى. تأكد من التحكم في إجمالي الوقت فوق درجة حرارة سيولة اللحام ومعدلات الارتفاع وفقًا للمبادئ التوجيهية القياسية لـ SMT.

س5: لماذا تعتبر حماية ESD مهمة جدًا للثنائيات الباعثة للضوء؟

ج5: التقاطع شبه الموصول في الثنائي الباعث للضوء حساس جدًا للتفريغ الكهروستاتيكي عالي الجهد، والذي يمكن أن يقلل من كفاءته أو يدمره على الفور. قد لا يكون تلف ESD مرئيًا على الفور ولكنه يمكن أن يسبب فشلاً مبكرًا أو أداءً متغيرًا.