ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C990NSKT-PO - أصفر AlInGaP - 25mA - 62.5mW - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED عالي الأداء، مصمم للتركيب الآلي والتطبيقات ذات المساحة المحدودة. يستخدم الجهاز شريحة AlInGaP فائقة السطوع لتقديم إخراج ضوئي أصفر نابض بالحياة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية الحديثة.

1.1 الميزات

• متوافق مع معايير RoHS البيئية.
• يتميز بعدسة قبة لتوزيع ضوئي مُحسّن.
• يستخدم شريحة أشباه موصلات فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) فائقة السطوع.
• يتم توريده على شريط قياسي صناعي بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات للتركيب الآلي (Pick-and-Place).
• العبوة متوافقة مع معايير EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• تيار التشغيل متوافق مع مستوى المنطق (Logic-Level).
• متوافق بالكامل مع معدات التركيب والتجميع الآلية.
• يتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية.

1.2 التطبيقات

This LED is engineered for integration into various electronic systems, including but not limited to:

• أجهزة الاتصالات ومعدات أتمتة المكاتب.
• الأجهزة المنزلية ولوحات التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• الشاشات الدقيقة ولوحات المعلومات المدمجة.
• إضاءة الإشارات والمنارات الرمزية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يجب عدم تجاوز الحدود التالية تحت أي ظرف، حيث قد يؤدي ذلك إلى تلف دائم للجهاز. جميع التقييمات محددة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd):62.5 ملي واط. هذه هي أقصى قدرة إجمالية يمكن للعبوة تبديدها كحرارة.
• تيار الأمامي الذروي (I_F(PEAK)):60 مللي أمبير. مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير تيار مستمر. الحد الأقصى الموصى به للتيار للتشغيل المستمر.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في حالة الانحياز العكسي يمكن أن يؤدي إلى انهيار وصلة LED.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -30°C إلى +85°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +85°C.
• شرط اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:يتحمل درجة حرارة ذروية تبلغ 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°C و I_F=20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تحدد السلوك التشغيلي لـ LED.

• الشدة الضوئية (I_V):من 710.0 إلى 1800.0 ملي كانديلا (mcd). تم القياس باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين الضوئي CIE. يتم إدارة النطاق الواسع من خلال نظام التصنيف (Binning).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):75 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة الضوئية إلى نصف قيمتها المحورية القصوى، مما يشير إلى مخروط رؤية واسع نسبيًا نموذجي للعبوات ذات عدسة القبة.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):عادة 591 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):من 587.0 إلى 597.0 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون الأصفر لـ LED، والمشتق من إحداثيات اللونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عادة 15 نانومتر. عرض النطاق الترددي لطيف الضوء المنبعث عند نصف شدته القصوى، مما يشير إلى نقاء اللون.
• جهد الأمامي (V_F):من 1.7 إلى 2.5 فولت. انخفاض الجهد عبر LED عند تشغيله بتيار 20mA.
• التيار العكسي (I_R):أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد انحياز عكسي 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان أداء متسق في الإنتاج، يتم فرز LEDs إلى فئات بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار قطع تلبي متطلبات تطبيقية محددة للسطوع واللون والجهد.

3.1 تصنيف جهد الأمامي (V_F)

تحدد الفئات نطاق انخفاض جهد الأمامي عند 20mA. التسامح داخل كل فئة هو ±0.1 فولت.

• E2:1.7V – 1.9V
• E3:1.9V – 2.1V
• E4:2.1V – 2.3V
• E5:2.3V – 2.5V

3.2 تصنيف الشدة الضوئية (I_V)

تصنف الفئات الحد الأدنى والأقصى للإخراج الضوئي عند 20mA. التسامح داخل كل فئة هو ±15%.

• V1:710.0 – 900.0 mcd
• V2:900.0 – 1120.0 mcd
• W1:1120.0 – 1400.0 mcd
• W2:1400.0 – 1800.0 mcd

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد (درجة اللون)

تضمن الفئات اتساق اللون من خلال تجميع LEDs بناءً على طولها الموجي السائد. التسامح داخل كل فئة هو ±1 نانومتر.

• J:587.0 – 589.5 nm
• K:589.5 – 592.0 nm
• L:592.0 – 594.5 nm
• M:594.5 – 597.0 nm

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص النموذجية نظرة ثاقبة على سلوك LED تحت ظروف مختلفة. هذه ضرورية لتصميم دائرة قوي.

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

يوضح منحنى I-V العلاقة الأسية بين التيار والجهد. جهد الأمامي (V_F) له معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع زيادة درجة حرارة الوصلة. يجب على المصممين مراعاة ذلك عند تصميم دوائر تحديد التيار لمنع الانحراف الحراري في التكوينات المتوازية.

4.2 الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي

يظهر هذا المنحنى أن إخراج الضوء خطي تقريبًا مع التيار في نطاق التشغيل النموذجي (حتى الحد الأقصى للتصنيف DC). تشغيل LED بما يتجاوز حدوده القصوى المطلقة سيؤدي إلى انخفاض كفاءة فوق خطي، وزيادة الحرارة، وتسريع تدهور اللومن.

4.3 الشدة الضوئية مقابل درجة الحرارة المحيطة

ينخفض إخراج الضوء لـ LEDs من نوع AlInGaP مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. منحنى التخفيض هذا بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل في بيئات مرتفعة الحرارة، لأنه يوضح هامش التصميم اللازم للحفاظ على مستويات السطوع المطلوبة.

4.4 التوزيع الطيفي

يؤكد الرسم البياني الطيفي على طول موجة الذروة بالقرب من 591 نانومتر ونصف عرض الطيف الضيق البالغ حوالي 15 نانومتر، وهي سمة مميزة لتقنية AlInGaP وتؤدي إلى لون أصفر مشبع.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق LED مع بصمة SMD قياسية في الصناعة. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم الجسم وتباعد الأطراف المصممة للحام موثوق والتعامل الآلي. جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح قياسي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تتميز العبوة بعدسة شفافة على شكل قبة.

5.2 تخطيط وسادة التثبيت الموصى بها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

يتم توفير رسم لنمط الأرضية (Land Pattern) لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة، وإدارة حرارية جيدة، واستقرار ميكانيكي. الالتزام بهذه البصمة الموصى بها يقلل من ظاهرة "اللوحة القبرية" (Tombstoning) وعيوب اللحام الأخرى أثناء إعادة التدفق.

5.3 تحديد القطبية

يتم عادةً تمييز الكاثود على جسم الجهاز. يجب الرجوع إلى ورقة البيانات لمخطط الترميز المحدد. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع تلف الانحياز العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يوصى بالملف التالي:

• درجة حرارة التسخين المسبق:من 150°C إلى 200°C.
• زمن التسخين المسبق:أقصى 120 ثانية.
• درجة حرارة الجسم القصوى:أقصى 260°C.
• الزمن فوق 260°C:أقصى 10 ثوانٍ.
• العدد الأقصى لمرات إعادة التدفق: Two.

يجب أن يتوافق الملف مع معايير JEDEC. التوصيف الخاص باللوحة ضروري حيث تختلف الكتلة الحرارية والتخطيط.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فاستخدم مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة.

• درجة حرارة طرف المكواة:أقصى 300°C.
• زمن اللحام لكل طرف:أقصى 3 ثوانٍ.
• مهم:يجب أن يقتصر اللحام اليدوي على الإصلاح لمرة واحدة فقط، وليس للتجميع الأولي.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، فاستخدم فقط المذيبات المعتمدة القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA) أو الكحول الإيثيلي. يجب أن يكون الغمر في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتلف المنظفات الكيميائية غير المحددة عدسة الإيبوكسي أو العبوة.

6.4 التخزين والتعامل

• احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):هذا الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب استخدام ضوابط ESD مناسبة (أساور المعصم، محطات العمل المؤرضة، أرضيات موصلة) أثناء التعامل.
• مستوى الحساسية للرطوبة (MSL):تم تصنيف المكون بـ MSL 3. بمجرد فتح كيس الحاجز الرطوبي الأصلي، يجب إخضاع LEDs لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء في غضون أسبوع واحد في ظروف محيطة لا تتجاوز 30°C / 60% رطوبة نسبية.
• التخزين طويل الأمد (الكيس المفتوح):للتخزين لأكثر من أسبوع، قم بتجفيف LEDs عند 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام، أو قم بتخزينها في حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو في مجفف نيتروجين.
• مدة الصلاحية (الكيس المغلق):سنة واحدة عند التخزين في ≤ 30°C و ≤ 90% رطوبة نسبية في التغليف الأصلي المقاوم للرطوبة مع مجفف.

7. معلومات التعبئة والتغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد LEDs في شريط حامل بارز للتجميع الآلي.

• عرض الشريط:8 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات (178 مم).
• الكمية لكل بكرة:3000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للكميات المتبقية.
• معيار التعبئة:متوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481. يتم إغلاق الجيوب الفارغة بشريط غطاء.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تحديد التيار

LED هو جهاز يعمل بالتيار. استخدم دائمًا مقاومًا محددًا للتيار على التوالي أو دائرة قيادة تيار ثابت. يمكن حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. استخدم أقصى قيمة V_Fمن الفئة أو ورقة البيانات لضمان تيار كافٍ تحت جميع الظروف.

8.2 الإدارة الحرارية

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، إلا أن تخطيط PCB المناسب ضروري لطول العمر. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية حول وسادات اللحام لتعمل كمشتت حراري، خاصة عند التشغيل بالقرب من التيار الأقصى أو في درجات حرارة محيطة عالية. تجنب وضع LEDs بالقرب من المكونات الأخرى المولدة للحرارة.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 75 درجة حزمة واسعة. للتطبيقات التي تتطلب حزمة أكثر تركيزًا، ستكون البصريات الثانوية (العدسات، أدلة الضوء) ضرورية. توفر عدسة القبة شدة محورية جيدة مناسبة للمشاهدة المباشرة كمؤشر.

8.4 الموثوقية وعمر الخدمة

يُعرّف عمر LED النموذجي على أنه النقطة التي يتحلل فيها الإخراج الضوئي إلى 50% (L70) أو 70% (L50) من قيمته الأولية. تشغيل LED أقل من حدوده القصوى المطلقة، خاصة من حيث التيار ودرجة الحرارة، هو العامل الأساسي في تعظيم عمر التشغيل.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

9.1 ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

طول موجة الذروة (λ_P):الطول الموجي المحدد الذي يصدر فيه LED أكبر قدر من الطاقة البصرية. إنه قياس فيزيائي من الطيف.الطول الموجي السائد (λ_d):الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس لون LED لمراقب بشري قياسي. يتم حسابه من إحداثيات اللونية CIE وهو أكثر صلة بتحديد اللون.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 3.3 فولت بدون مقاوم؟

No.جهد الأمامي هو فقط 1.7-2.5 فولت. توصيله مباشرة بـ 3.3 فولت سيتسبب في تدفق تيار مفرط، يتجاوز بكثير الحد الأقصى البالغ 25 مللي أمبير، مما يؤدي إلى فشل فوري أو سريع. مطلوب دائمًا مقاوم محدد للتيار أو منظم.

9.3 لماذا يوجد نظام تصنيف (Binning) للجهد والشدة؟

تسبب الاختلافات التصنيعية في عمليات أشباه الموصلات اختلافات طفيفة في الأداء. يقوم التصنيف بفرز LEDs إلى مجموعات ذات معلمات مضبوطة بإحكام. هذا يسمح للمصممين باختيار فئة تضمن أن تصميمهم سيعمل بشكل صحيح (على سبيل المثال، ضمان سطوع موحد عبر عدة LEDs في مصفوفة عن طريق اختيار نفس فئة الشدة).

9.4 كيف أفسر تصنيف MSL 3؟

MSL (مستوى الحساسية للرطوبة) 3 يعني أن العبوة يمكن تعريضها لظروف أرضية المصنع ( ≤ 30°C / 60% رطوبة نسبية) لمدة تصل إلى 168 ساعة (7 أيام) بعد فتح الكيس قبل الحاجة إلى لحام إعادة التدفق. إذا تم تجاوز هذا الوقت، يجب تجفيف الأجزاء لإزالة الرطوبة الممتصة التي قد تسبب "انفجار الفشار" (تشقق العبوة) أثناء إعادة التدفق.

10. مقدمة تقنية والاتجاهات

10.1 مبدأ تقنية AlInGaP

فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) هو مركب أشباه موصلات من المجموعة III-V يُستخدم بشكل أساسي لإنتاج LEDs عالية الكفاءة في المناطق الحمراء والبرتقالية والعنبرية والصفراء من الطيف المرئي. من خلال ضبط نسب الألومنيوم والإنديوم والجاليوم، يمكن ضبط فجوة النطاق للمادة، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. تشتهر LEDs من نوع AlInGaP بكفاءتها الضوئية العالية واستقرارها الجيد لدرجة الحرارة مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaAsP.

10.2 اتجاهات الصناعة

الاتجاه العام في LEDs من نوع SMD هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وزيادة كثافة الطاقة في عبوات أصغر، وتحسين اتساق اللون وتقديمه. هناك أيضًا دافع قوي لاعتماد أوسع للمواد الخالية من الرصاص والهالوجين لتلبية اللوائح البيئية الصارمة عالميًا. تستمر تقنية التغليف في التطور لإدارة استخراج الحرارة بشكل أفضل، وهو المحدد الرئيسي للأداء وعمر الخدمة في تطبيقات الطاقة العالية.