ورقة بيانات مؤشر LED من نوع SMT CBI طراز LTL-M11KS1AH310Q - LED أصفر مع عدسة بيضاء مشتتة - تيار أمامي 10 مللي أمبير - جهد أمامي نموذجي 2.5 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTL-M11KS1AH310Q مؤشرًا للوحة الدوائر المطبوعة (CBI) يعتمد على تقنية التركيب السطحي (SMT). يتكون من حامل (غلاف) بلاستيكي أسود بزاوية قائمة مُصمم ليتوافق مع مصباح LED محدد. تتمثل وظيفته الأساسية في العمل كمؤشر حالة أو طاقة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). يركز تصميمه على سهولة التجميع والدمج في خطوط الإنتاج الآلية لتقنية التركيب السطحي.

1.1 المزايا الأساسية

• التوافق مع تقنية التركيب السطحي:مُصمم لعمليات التجميع القياسية للتركيب السطحي، مما يتيح تركيبًا آليًا عالي الكثافة على لوحات الدوائر المطبوعة.
• تباين محسّن:توفر مادة الغلاف السوداء نسبة تباين عالية مقابل ضوء LED المضاء، مما يحسن الرؤية.
• مرونة في التصميم:يسمح الشكل بزاوية قائمة بانبعاث الضوء موازيًا لمستوى لوحة الدائرة المطبوعة، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات ذات الرؤية الجانبية أو التصاميم المحدودة المساحة.
• صديق للبيئة:المنتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيه تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• الموثوقية:يخضع الجهاز لمعالجة مسبقة متسارعة وفقًا لمستوى JEDEC 3، مما يشير إلى التركيز على حساسية الرطوبة والموثوقية لمكونات التركيب السطحي.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المؤشر مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب مؤشر حالة موثوقًا وذو استهلاك منخفض للطاقة. تشمل القطاعات التطبيقية النموذجية:

• ملحقات الكمبيوتر واللوحات الأم
• معدات الاتصالات (الموجهات، المحولات، أجهزة المودم)
• الإلكترونيات الاستهلاكية (معدات الصوت/الفيديو، الأجهزة المنزلية)
• أنظمة التحكم الصناعية وأجهزة القياس

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو بالقرب منها.

• تبديد الطاقة (Pd):72 ميلي واط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن للجهاز تبديدها على شكل حرارة.
• التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير كحد أقصى للتيار المستمر.
• تيار الذروة الأمامي:80 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 0.1 مللي ثانية).
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°C إلى +85°C. الجهاز مصنف لبيئات درجات الحرارة الصناعية.
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم الجهاز. هذا أمر بالغ الأهمية لعمليات اللحام الموجي أو اليدوي.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25°C وتيار أمامي (IF) يبلغ 10 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من 8.7 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 50 مللي كانديلا (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية تبلغ 25 مللي كانديلا. يتم قياس الشدة باستخدام مرشح يقارب منحنى استجابة العين البشرية الضوئي (CIE). يتم وضع رمز تصنيف Iv المحدد على عبوة المنتج.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):40 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى (المحورية). وهي تحدد انتشار حزمة ضوء LED.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):592 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية في أعلى مستوياته.
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 582 نانومتر إلى 595 نانومتر، بقيمة نموذجية تبلغ 589 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون (الأصفر في هذه الحالة)، والمستمد من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 2.0 فولت إلى 2.5 فولت، بقيمة نموذجية تبلغ 2.5 فولت عند IF=10 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا LED للعمل تحت انحياز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط.

3. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية لمهندسي التصميم. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، يتم تحليل آثارها أدناه.

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

سيظهر هذا المنحنى العلاقة غير الخطية بين التيار المار عبر LED والجهد عبره. تشكل قيمة VF النموذجية البالغة 2.5 فولت عند 10 مللي أمبير نقطة تشغيل رئيسية. يستخدم المصممون هذا المنحنى لحساب قيمة المقاوم المحدد للتيار اللازمة لجهد إمداد معين.

3.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

هذه العلاقة تكون خطية بشكل عام ضمن نطاق التشغيل. يؤدي زيادة التيار الأمامي إلى زيادة ناتج الضوء، ولكنه يزيد أيضًا من تبديد الطاقة ودرجة حرارة التقاطع، مما قد يؤثر على العمر الافتراضي وانزياح اللون.

3.3 التوزيع الطيفي

سيظهر الرسم البياني الطيفي المشار إليه ناتج القدرة النسبي عبر الأطوال الموجية، حيث يبلغ ذروته عند 592 نانومتر (λP) بعرض نصف محدد يبلغ 15 نانومتر (Δλ)، مما يؤكد انبعاث اللون الأصفر أحادي اللون.

4. معلومات الميكانيكا والتعبئة

4.1 الأبعاد الخارجية والبناء

يتميز الجهاز بغلاف بلاستيكي أسود بزاوية قائمة. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية:

• يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تفاوتات نموذجية تبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• مادة الغلاف هي بلاستيك أسود.
• ينبعث ضوء LED المدمج باللون الأصفر من خلال عدسة بيضاء مشتتة، مما يساعد في توسيع زاوية الرؤية وتلطيف نقطة الضوء.

4.2 تحديد القطبية

بالنسبة لمكونات التركيب السطحي، يُشار إلى القطبية عادةً بواسطة علامة على الغلاف أو عن طريق تصميم غير متماثل للنقاط اللاصقة على بصمة PCB. سيحدد الرسم التفصيلي في ورقة البيانات تحديد الكاثود/الأنود.

4.3 مواصفات التعبئة

يتم توريد المنتج في عبوة شريط وبكرة مناسبة لآلات الالتقاط والوضع الآلية.

• الشريط الحامل:مصنوع من سبيكة البوليستيرين الموصلة السوداء، بسمك 0.40 مم.
• سعة البكرة:1,400 قطعة لكل بكرة قياسية مقاس 13 بوصة.
• تعبئة الكرتون:يتم تعبئة البكرات بمجفف وبطاقة مؤشر رطوبة في أكواب حاجزة للرطوبة (MBB). يتم تعبئة ثلاثة أكواب MBB في كرتونة داخلية (إجمالي 4,200 قطعة). يتم تعبئة عشر كراتين داخلية في كرتونة خارجية (إجمالي 42,000 قطعة).

5. إرشادات اللحام والتجميع

5.1 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70%. استخدم خلال عام واحد.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. يجب لحام المكونات بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (أسبوع واحد) من التعرض. إذا تم التخزين لفترة أطول، يلزم تجفيف لمدة 48 ساعة عند 60°C قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

5.2 معلمات عملية اللحام

اللحام اليدوي/الموجي:أقصى درجة حرارة لمكواة اللحام 350°C لمدة ≤3 ثوانٍ. بالنسبة للحام الموجي، حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين العدسة/الحامل ونقطة اللحام. الحد الأقصى لدرجة حرارة لحام الأطراف هو 260°C لمدة 5 ثوانٍ.

لحام إعادة التدفق:يجب أن تتوافق العملية مع ملف تعريف درجة حرارة قياسي من JEDEC. تشمل المعلمات الرئيسية:

• التسخين المسبق: من 150-200°C لمدة تصل إلى 120 ثانية.
• درجة حرارة ذروة إعادة التدفق: بحد أقصى 260°C.
• الوقت فوق نقطة السيولة: بحد أقصى 5 ثوانٍ.
• حرج:يجب ألا يتجاوز العدد الإجمالي لدورات إعادة التدفق اثنين.

يجب توصيف ملف التعريف لتصميم PCB المحدد، ولحام العجينة، والفرن المستخدم.

5.3 التنظيف والتعامل

• استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل للتنظيف إذا لزم الأمر.
• تجنب أي إجهاد ميكانيكي على الأطراف أو العدسة أثناء التعامل والتجميع.

6. اعتبارات التطبيق والتصميم

6.1 تصميم دائرة القيادة

تعتبر مصابيح LED أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد ومنع استنزاف التيار، فإن مقاومة محددة للتيار على التوالي هيإلزاميةلكل LED، حتى عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي بنفس مصدر الجهد (انظر الدائرة الموصى بها A في ورقة البيانات). لا يُنصح بتوصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (الدائرة B)، حيث يمكن أن تسبب الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي (VF) اختلافات كبيرة في التيار وبالتالي في السطوع بين الأجهزة.

يتم حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. باستخدام قيمة VF النموذجية البالغة 2.5 فولت والتيار المطلوب 10 مللي أمبير مع مصدر جهد 5 فولت: R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 أوم. سيكون المقاوم القياسي 240 أو 270 أوم مناسبًا، ويجب التحقق من قدرته على تحمل الطاقة (P = I²R).

6.2 إدارة الحرارة

بينما يكون تبديد الطاقة منخفضًا (72 ميلي واط كحد أقصى)، فإن ضمان عمل الجهاز ضمن درجات حرارته المقدرة أمر بالغ الأهمية للموثوقية طويلة المدى. يمكن أن تساعد مساحة النحاس الكافية حول النقاط اللاصقة في تبديد الحرارة. تجنب التشغيل عند أقصى تيار مطلق (30 مللي أمبير) بشكل مستمر ما لم يؤكد التحليل الحراري أنه آمن.

6.3 التكامل البصري

يوجه التصميم بزاوية قائمة الضوء أفقيًا عبر لوحة الدائرة المطبوعة. ضع في الاعتبار الموضع النسبي للإطارات أو أنابيب الضوء أو لوحات العرض. توفر العدسة البيضاء المشتتة نقطة ضوء أوسع وأكثر ليونة مقارنة بالعدسة الشفافة.

7. المقارنة التقنية والتمييز

عوامل التمييز الرئيسية لهذا المؤشر CBI SMT هي مجموعته المحددة من السمات: الغلاف الأسود بزاوية قائمة، وتقنية شريحة AlInGaP الصفراء (المعروفة بكفاءتها العالية واستقرارها)، والعدسة البيضاء المشتتة المدمجة لزاوية الرؤية والمظهر، وتأهيلها لعمليات إعادة التدفق القياسية لتقنية التركيب السطحي بما في ذلك المعالجة المسبقة لمستوى JEDEC 3. وهذا يجعله خيارًا قويًا للتصنيع الآلي للإلكترونيات الاحترافية والصناعية حيث تكون الموثوقية والأداء المتسق أمرًا بالغ الأهمية.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

8.1 ما هو الغرض من \"رمز تصنيف Iv\" على الكيس؟

يمكن أن تختلف شدة الإضاءة (Iv) لمصابيح LED من دفعة إلى أخرى ضمن النطاق المحدد بين الحد الأدنى والحد الأقصى. يسمح رمز التصنيف بإمكانية التتبع والاختيار للتطبيقات التي تتطلب مطابقة دقيقة للسطوع.

8.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20 مللي أمبير بدلاً من 10 مللي أمبير؟

نعم، الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر المستمر هو 30 مللي أمبير. سيؤدي التشغيل عند 20 مللي أمبير إلى إنتاج ناتج ضوئي أعلى (راجع منحنى Iv مقابل IF) ولكنه سيزيد أيضًا من تبديد الطاقة (Pd = VF * IF) ودرجة حرارة التقاطع. تأكد من ألا يتجاوز إجمالي Pd 72 ميلي واط وأن الظروف الحرارية مقبولة.

8.3 لماذا يلزم التجفيف إذا تم فتح الكيس لأكثر من 168 ساعة؟

تمتص عبوات البلاستيك لتقنية التركيب السطحي الرطوبة من الغلاف الجوي. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن أن تتبخر هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يؤدي إلى تقشير العبوة أو تكسير القالب (ظاهرة \"الفشار\"). يقوم التجفيف بطرد هذه الرطوبة الممتصة، مما يجعل المكون آمنًا لإعادة التدفق.

9. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم لوحة مؤشرات حالة لموجه صناعي. هناك حاجة إلى أربعة مؤشرات طاقة/نشاط صفراء متطابقة، موضوعة على طول حافة واحدة من لوحة الدائرة المطبوعة، ومرئية من اللوحة الأمامية.

التنفيذ:

1. اختيار المكون:تم اختيار LTL-M11KS1AH310Q لانبعاثه بزاوية قائمة (ينتقل الضوء إلى حافة اللوحة)، وتوافقه مع تقنية التركيب السطحي (التجميع الآلي)، وتصنيف درجة حرارته الصناعية.
2. تخطيط لوحة الدائرة المطبوعة:يتم وضع أربع بصمات متطابقة مع مواجهة العدسة لحافة اللوحة. يكون اتجاه الكاثود/الأنود متسقًا. يتم توصيل كمية صغيرة من صب النحاس بالنقاط اللاصقة الحرارية لتبديد الحرارة.
3. تصميم الدائرة:يتم استخدام خط طاقة مشترك 5 فولت. يحتوي كل LED على مقاومة محددة للتيار بقيمة 240Ω على التوالي، محسوبة لتيار تشغيل يبلغ حوالي 10 مللي أمبير ((5V - 2.5V)/240Ω ≈ 10.4mA). وهذا يضمن سطوعًا موحدًا.
4. ملاحظات التصنيع:يتم توجيه ورشة التجميع باتباع ملف تعريف إعادة التدفق JEDEC بدرجة حرارة ذروة ≤260°C. يتم الاحتفاظ بالمكونات في أكياس مغلقة حتى ما قبل إعداد خط تقنية التركيب السطحي مباشرة للامتثال لعمر الأرضية البالغ 168 ساعة.

10. مبدأ التشغيل

الجهاز هو ديود باعث للضوء (LED). عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الأمامي المميز له (VF)، تتحد الإلكترونات مع الفجوات داخل المادة شبه الموصلة (AlInGaP - فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم)، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد للطبقات شبه الموصلة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، والذي يكون في هذه الحالة في المنطقة الصفراء (~589 نانومتر طول موجي سائد). تقوم العدسة الإيبوكسية البيضاء المشتتة بتغليف الشريحة، مما يوفر الحماية الميكانيكية، ويشكل ناتج الضوء (زاوية رؤية 40 درجة)، ويشتت مصدر الضوء للحصول على مظهر أكثر ليونة.

11. اتجاهات التكنولوجيا

يمثل استخدام مادة AlInGaP لمصابيح LED الصفراء تقنية ناضجة وعالية الكفاءة. تشمل الاتجاهات العامة في مصابيح LED المؤشر الاستمرار في التصغير، وزيادة الفعالية الضوئية (مزيد من ناتج الضوء لكل واط)، واعتماد أوسع لمعايير التعبئة والاختبار عالية الموثوقية (مثل مستويات JEDEC MSL)، ودمج ميزات مثل المقاومات المدمجة أو مشغلات IC لتبسيط تصميم الدائرة. يظل التركيز على معايير RoHS والامتثال البيئي الآخر قويًا في جميع أنحاء الصناعة.