ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C170KSKT - الأبعاد - جهد أمامي 1.8-2.4 فولت - شدة إضاءة 28-112 مللي كانديلا - لون أصفر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED من نوع جهاز السطح المونتب (SMD). مصمم للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، هذا المكون مثالي للتطبيقات ذات المساحة المحدودة عبر مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية.

1.1 الميزات

• مطابق لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• يستخدم شريحة أشباه موصلات فائقة السطوع من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) لإنتاج الضوء الأصفر.
• معبأ على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات للتعامل الآلي الفعال.
• يتوافق مع الخطوط العريضة القياسية للعبوات الخاصة بـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• متوافق كهربائياً مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC).
• مصمم للتوافق مع معدات التجميع الآلي القياسية (pick-and-place).
• يتحمل عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية المستخدمة في تكنولوجيا السطح المونتب (SMT).

1.2 التطبيقات

هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) مناسب لمجموعة واسعة من أغراض الإشارة والإضاءة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• معدات الاتصالات، أجهزة أتمتة المكاتب، الأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعي.
• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• الشاشات الدقيقة ومؤشرات اللوحات.
• مصابيح الإشارة والإضاءة الرمزية.

2. أبعاد العبوة والمعلومات الميكانيكية

يتميز الجهاز بعلبة SMD قياسية. العدسة شفافة، بينما ينبعث مصدر الضوء بلون أصفر عبر شريحة AlInGaP. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة في الرسومات الفنية داخل ورقة البيانات، مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهذا يشمل طول الجسم، والعرض، والارتفاع، وموضع أطراف القطب السالب/الموجب.

3. المعلمات والخصائص التقنية

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

3.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• تبديد الطاقة (Pd):75 ملي واط
• التيار الأمامي الذروي (IFP):80 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير تيار مستمر
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-55 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التخزين:-55 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• شرط لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:درجة حرارة ذروية 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

3.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية (IF = 20mA, Ta=25°C).

• شدة الإضاءة (Iv):28.0 - 112.0 مللي كانديلا. القيمة الفعلية مصنفة (Binned).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة نصف القيمة المحورية الذروية.
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP):588.0 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λd):587.0 - 594.5 نانومتر. هذا يحدد اللون المُدرك وهو مصنف (Binned).
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي).
• الجهد الأمامي (VF):1.80 - 2.40 فولت. القيمة الفعلية مصنفة (Binned).
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند VR = 5V.

3.3 تحذير بشأن التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذا الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي والارتفاعات الكهربائية. يجب تنفيذ تدابير التحكم المناسبة في ESD أثناء التعامل، بما في ذلك استخدام أسوار المعصم المؤرضة، والقفازات المضادة للكهرباء الساكنة، والتأكد من تأريض جميع المعدات بشكل صحيح. تصنيف الجهد العكسي المحدد هو لأغراض الاختبار فقط؛ لم يتم تصميم LED للعمل تحت انحياز عكسي.

4. نظام التصنيف (Bin Rank)

لضمان الاتساق في التطبيق، يتم فرز الأجهزة في مجموعات (Bins) بناءً على المعلمات الرئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات خصائص مجمعة بإحكام.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (Vf)

يتم التصنيف عند تيار اختبار 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±0.1 فولت.

• المجموعة 3: 1.80 فولت - 1.90 فولت
• المجموعة 4: 1.90 فولت - 2.00 فولت
• المجموعة 5: 2.00 فولت - 2.10 فولت
• المجموعة 6: 2.10 فولت - 2.20 فولت
• المجموعة 7: 2.20 فولت - 2.30 فولت
• المجموعة 8: 2.30 فولت - 2.40 فولت

4.2 تصنيف شدة الإضاءة (Iv)

يتم التصنيف عند تيار اختبار 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±15%.

• المجموعة N: 28.0 مللي كانديلا - 45.0 مللي كانديلا
• المجموعة P: 45.0 مللي كانديلا - 71.0 مللي كانديلا
• المجموعة Q: 71.0 مللي كانديلا - 112.0 مللي كانديلا

4.3 تصنيف اللون (الطول الموجي السائد λd)

يتم التصنيف عند تيار اختبار 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.

• المجموعة J: 587.0 نانومتر - 589.5 نانومتر
• المجموعة K: 589.5 نانومتر - 592.0 نانومتر
• المجموعة L: 592.0 نانومتر - 594.5 نانومتر

5. تحليل منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات تمثيلات بيانية للعلاقات الرئيسية، وهي حاسمة لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة.

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتحديد قيمة المقاوم المحدد للتيار المطلوب وتبديد الطاقة.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع زيادة التيار، حتى الحد الأقصى للتصنيف.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو أمر حيوي للتطبيقات في البيئات عالية الحرارة.
• توزيع القدرة الطيفية النسبية:يصور طيف الانبعاث، المتمركز حول الطول الموجي الذروي البالغ ~588 نانومتر، مما يؤكد خرج اللون الأصفر.
• نمط زاوية الرؤية:رسم قطبي يوضح التوزيع الزاوي لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة.

6. إرشادات التجميع والتعامل

6.1 التنظيف

يجب استخدام مواد التنظيف المحددة فقط. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف عبوة LED. إذا كان التنظيف ضروريًا، انقع LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة.

يتم توفير نمط أرضي (footprint) مفصل لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة، ومحاذاة المكون، وتخفيف الحرارة أثناء لحام إعادة التدفق. الالتزام بهذا النمط ضروري لعائد التصنيع والموثوقية.

6.3 عملية اللحام

لحام إعادة التدفق (يوصى بعملية خالية من الرصاص):

درجة حرارة التسخين المسبق:

• 150 درجة مئوية - 200 درجة مئويةوقت التسخين المسبق:
• 120 ثانية كحد أقصى.درجة الحرارة الذروية:
• 260 درجة مئوية كحد أقصى.الوقت فوق السائل (عند الذروة):
• 10 ثوانٍ كحد أقصى. لا ينبغي تكرار عملية إعادة التدفق أكثر من مرتين.اللحام اليدوي (مكواة اللحام):

درجة حرارة طرف المكواة:

• 300 درجة مئوية كحد أقصى.وقت التلامس:
• 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وصلة. يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.يستند ملف تعريف درجة الحرارة المقدم إلى معايير JEDEC. يجب توصيف الملف الفعلي لتصميم PCB المحدد، ومعجون اللحام، والفرن المستخدم.

6.4 ظروف التخزين

كيس حاجز الرطوبة المغلق (MBP):

قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي داخل الكيس المغلق مع مجفف هو سنة واحدة.بعد فتح الكيس:

قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. يجب تعريض المكونات لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا) من التعرض. للتخزين بعد هذه الفترة، قم بالخبز عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل التجميع لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفشار" (popcorning) أثناء إعادة التدفق.7. معلومات التعبئة والتغليف

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز بشريط غطاء واقٍ.

حجم البكرة:

• 7 بوصات (178 ملم) في القطر.عرض الشريط:
• 8 ملم.الكمية لكل بكرة:
• 3000 قطعة.الحد الأدنى لكمية التعبئة:
• 500 قطعة للدفعات المتبقية.تتوافق التعبئة والتغليف مع مواصفات ANSI/EIA-481. يُسمح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين (جيوب) لكل بكرة.
• 8. ملاحظات وتحذيرات التطبيق

8.1 الاستخدام المقصود

تم تصميم هذا LED للمعدات الإلكترونية ذات الأغراض العامة (مثل الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات). لم يتم تصنيفه للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث قد يؤدي الفشل إلى خطر مباشر على الحياة أو الصحة (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، والتحكم في النقل). لمثل هذه التطبيقات، يكون التشاور مع الشركة المصنعة للمكون إلزاميًا لتقييم متطلبات الملاءمة والموثوقية.

8.2 اعتبارات التصميم

تحديد التيار:

• مقاومة خارجية على التوالي مطلوبة دائمًا لتحديد التيار الأمامي إلى القيمة المطلوبة (≤30 مللي أمبير تيار مستمر). يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF، حيث VF هو الجهد الأمامي من المجموعة المناسبة.إدارة الحرارة:
• يجب ألا يتجاوز تبديد الطاقة (Pd = VF * IF) 75 ملي واط. تساعد مساحة النحاس الكافية في PCB (باستخدام تخطيط اللوحة الموصى به) على تبديد الحرارة والحفاظ على درجة حرارة وصلة أقل، مما يحافظ على خرج الإضاءة والعمر الطويل.حماية الجهد العكسي:
• إذا عرضت الدائرة LED لانحياز عكسي محتمل (على سبيل المثال، في دوائر التيار المتردد أو المتعددة)، يوصى باستخدام صمام ثنائي حماية على التوازي (الكاثود إلى الكاثود).9. المقارنة والتمييز التقني

تشمل المزايا الرئيسية لهذا المكون في فئته:

تكنولوجيا المواد:

• يوفر استخدام AlInGaP كفاءة أعلى واستقرارًا أفضل لدرجة الحرارة للألوان الأحمر والبرتقالي والأصفر مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP.زاوية رؤية واسعة:
• توفر زاوية الرؤية البالغة 130 درجة إضاءة واسعة ومتساوية تناسب مؤشرات الحالة التي يجب أن تكون مرئية من زوايا مختلفة.عبوة قوية:
• يضمن التوافق مع لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء وعمليات SMT القياسية موثوقية عالية في التصنيع بالحجم الكبير.تصنيف شامل:
• يسمح التصنيف ثلاثي المعلمات (Vf, Iv, الطول الموجي) بمطابقة دقيقة للون والسطوع في التطبيقات التي تتطلب مصابيح LED متعددة.10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما هو الجهد الأمامي النموذجي لحساب المقاوم المحدد للتيار الخاص بي؟

ج: استخدم أقصى Vf من مجموعتك المحددة (على سبيل المثال، 2.40 فولت للمجموعة 8) لتصميم متحفظ يضمن ألا يتجاوز التيار الحد المطلوب أبدًا، حتى مع اختلاف المكونات.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر منطقي 3.3 فولت أو 5 فولت؟

ج: نعم. لمصدر 3.3 فولت وتيار مستهدف 20 مللي أمبير، باستخدام Vf نموذجي 2.0 فولت، ستكون المقاومة التسلسلية تقريبًا (3.3 فولت - 2.0 فولت) / 0.020 أمبير = 65 أوم. ستكون مقاومة قياسية 68 أوم مناسبة. لمصدر 5 فولت، ستكون المقاومة تقريبًا (5 فولت - 2.0 فولت) / 0.020 أمبير = 150 أوم.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على السطوع؟

ج: تتناقص شدة الإضاءة مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (وبالتالي درجة حرارة الوصلة). راجع منحنى "شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة" في ورقة البيانات. للبيئات عالية الحرارة، قد يكون من الضروري تخفيض تصنيف تيار التشغيل أو تحسين تبديد الحرارة.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي الفردي الذي يكون فيه طيف الانبعاث أقوى. الطول الموجي السائد (λd) مشتق من إحداثيات اللون ويمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون النقي الذي سيبدو له نفس اللون للعين البشرية. λd أكثر صلة بتحديد اللون.

11. مثال على تصميم وحالة استخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات LED متعددة لموجه شبكة.

المتطلبات:

1. أربعة مؤشرات حالة صفراء لـ "الطاقة"، "الإنترنت"، "Wi-Fi"، و "Ethernet". يجب أن تكون ساطعة بشكل موحد ومطابقة في اللون بصريًا.الاختيار:
2. حدد مصابيح LED من نفس مجموعة شدة الإضاءة (على سبيل المثال، المجموعة Q للسطوع العالي) ونفس مجموعة اللون (على سبيل المثال، المجموعة K) لضمان الاتساق. مجموعة الجهد الأمامي أقل أهمية للمطابقة ولكنها تؤثر على تصميم مصدر الطاقة.تصميم الدائرة:
3. باستخدام خط نظام 5 فولت. بافتراض Vf مختار 2.2 فولت (متوسط المدى) وتيار مستهدف 20 مللي أمبير لسطوع جيد وعمر طويل. احسب المقاومة: R = (5 فولت - 2.2 فولت) / 0.020 أمبير = 140 أوم. استخدم مقاومة قياسية 150 أوم لتخفيض طفيف للتصنيف (~19 مللي أمبير).التخطيط:
4. ضع مصابيح LED على PCB باستخدام النمط الأرضي الموصى به. تأكد من وجود مسافات كافية لتدفق الهواء ولمنع الاقتران الحراري. قم بتوصيل كل LED على التوازي مع المقاوم المحدد للتيار الخاص به بمصدر 5 فولت، ويتم التحكم فيه بواسطة دبابيس GPIO الفردية لوحدة التحكم الدقيقة المضبوطة لسحب التيار.التصنيع:
5. اتبع ملف تعريف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به. بعد التجميع، تحقق من خرج الضوء واتساق اللون.12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا LED هو جهاز فوتوني شبه موصل. جوهره هو شريحة مصنوعة من مواد AlInGaP، تشكل وصلة p-n. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المدمج للوصلة، يتم حقن الإلكترونات والثقوب عبر الوصلة. عندما تتحد حاملات الشحن هذه، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، في المنطقة الصفراء (~587-595 نانومتر). تقوم عدسة الإيبوكسي الشفافة بتغليف الشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل حزمة خرج الضوء.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتم دفع تطوير مصابيح LED من نوع SMD مثل هذا من خلال عدة اتجاهات مستمرة في الإلكترونيات:

التصغير:

• التقليل المستمر في حجم العبوة لتمكين تصميمات PCB بكثافة أعلى ومنتجات نهائية أصغر.زيادة الكفاءة:
• تقدم في النمو الطبقي وتصميم الشرائح ينتج عنه فعالية إضاءة أعلى (مزيد من خرج الضوء لكل واط كهربائي)، مما يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري.تحسين تجسيد الألوان ونطاقها:
• بينما هذا LED أحادي اللون، فإن الاتجاهات الأوسع تنطوي على تطوير باعثات ذات نطاق ضيق لإضاءة الخلفية للشاشات والإضاءة المتخصصة لتحقيق نطاق ألوان أوسع.تعزيز الموثوقية والمتانة:
• تؤدي التحسينات في مواد وعمليات التعبئة والتغليف إلى فترات تشغيل أطول ومقاومة أفضل للدورات الحرارية، والرطوبة، وغيرها من الضغوط البيئية.التكامل:
• اتجاه نحو دمج شرائح LED متعددة (مثل RGB)، ودوائر التحكم، وحتى السواقات في وحدات عبوات واحدة أكثر ذكاءً.A trend towards integrating multiple LED chips (e.g., RGB), control circuitry, and even drivers into single, smarter package modules.