ورقة بيانات LED الأبيض LTW-108SEG-W - عبوة SMD - جهد أمامي نموذجي 3.2 فولت - 120 ملي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لصمام ثنائي باعث للضوء الأبيض عالي السطوع في عبوة قياسية للتركيب السطحي (SMD). تم تصميم المكون لعمليات التجميع الآلي وهو متوافق مع معايير البيئة الخالية من الرصاص ومعايير RoHS، مما يجعله منتجًا صديقًا للبيئة. تطبيقه الأساسي في المعدات الإلكترونية العامة التي تتطلب إضاءة إشارة أو إضاءة خلفية موثوقة ومدمجة.

2. الميزات والمواصفات الرئيسية

يتم تغليف LED على شريط بعرض 12 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات الاختيار والتركيب الآلية عالية السرعة المستخدمة في التصنيع الإلكتروني الحديث. تم تصميمه لتحمل عمليات لحام إعادة التدفق القياسية بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري. تتوافق العبوة مع معايير EIA وتتميز بخصائص قيادة متوافقة مع الدوائر المتكاملة.

يتميز النموذج المحدد بعدسة صفراء اللون ويستخدم مادة أشباه الموصلات من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN) لإنتاج الضوء الأبيض. تم تصنيف الجهاز على أنه مستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3 وفقًا للمعيار JEDEC J-STD-020، والذي يحدد متطلبات محددة للتعامل والتخزين قبل اللحام لمنع التلف الناجم عن الرطوبة.

3. الحدود القصوى المطلقة

تشغيل أو تخزين الجهاز خارج هذه الحدود قد يتسبب في تلف دائم.

• تبديد الطاقة (Pd):120 ملي واط
• التيار الأمامي الذروي (I_F(peak)):100 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-30°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C
• شرط لحام إعادة التدفق:درجة حرارة ذروية 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ (عملية خالية من الرصاص).

ملاحظة حرجة:تطبيق جهد انحياز عكسي على LED في دائرة التطبيق قد يؤدي إلى فشل أو تدهور فوري للمكون.

4. الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تحديد جميع المعلمات عند درجة حرارة محيطة (T_a) قدرها 25°C وتيار اختبار قياسي (I_F) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

4.1 شدة الإضاءة وزاوية المشاهدة

يتم ضمان أن تكون شدة الإضاءة (I_V) بين 1800 ملي كانديلا و2500 ملي كانديلا، مع توفير قيمة نموذجية. يتم قياس الشدة باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح يقارب منحنى استجابة العين البشرية الضوئي (CIE). يتميز الجهاز بزاوية مشاهدة واسعة (2θ_1/2) تبلغ 110 درجة، وتعرف على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية القصوى.

4.2 إحداثيات اللون والجهد الأمامي

يتم تعريف لون الضوء الأبيض من خلال إحداثياته اللونية على مخطط CIE 1931 (x, y). الإحداثيات النموذجية هي x=0.295 و y=0.285. يتم تطبيق تسامح قدره ±0.01 على هذه الإحداثيات في ضمان المنتج. يقيس الجهد الأمامي (V_F) عادةً 3.2 فولت ولكن يمكن أن يتراوح من 2.9 فولت إلى 3.6 فولت عند تشغيله بتيار 20 مللي أمبير. يتم إدارة هذا التباين من خلال نظام تصنيف.

4.3 معايير الاختبار واحتياطات التعامل

يتم اختبار اللون وشدة الإضاءة وفقًا للمعيار CAS140B. تؤكد ورقة البيانات بشدة على حساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يمكن للكهرباء الساكنة أو طفرات الطاقة أن تتلف LED بشكل لا يمكن إصلاحه. يوصى باستخدام سوار معصم مؤرض أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة أثناء التعامل، والتأكد من أن جميع محطات العمل والأدوات والمعدات مؤرضة بشكل صحيح.

5. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في التطبيقات، يتم فرز مصابيح LED في مجموعات بناءً على المعلمات الكهربائية والبصرية الرئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار مكونات ذات خصائص مضبوطة بدقة.

5.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

يتم تصنيف مصابيح LED إلى مجموعات (من V0 إلى V6) بناءً على جهدها الأمامي عند 20 مللي أمبير. تغطي كل مجموعة نطاقًا قدره 0.1 فولت، من حد أدنى 2.9 فولت (V0) إلى حد أقصى 3.6 فولت (V6). يتم تطبيق تسامح قدره ±0.10 فولت داخل كل مجموعة.

5.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED لشدة الإضاءة (من S9 إلى S15). تمثل كل مجموعة نطاقًا قدره 100 ملي كانديلا، بدءًا من 1800-1900 ملي كانديلا (S9) وحتى 2400-2500 ملي كانديلا (S15). ينطبق تسامح قدره ±10% على الشدة داخل كل مجموعة محددة.

6. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الأداء النموذجية التي توضح العلاقة بين المعلمات المختلفة. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإنها تشمل عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة غير خطية، ليصل في النهاية إلى مرحلة التشبع.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع في LED.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يصور منحنى خاصية I-V للصمام الثنائي.
• نمط زاوية المشاهدة:رسم قطبي يظهر التوزيع المكاني لشدة الضوء.

هذه المنحنيات ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة وللتصميم الحراري والكهربائي الفعال.

7. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

يأتي LED في عبوة SMD قياسية. يتم توفير رسومات مفصلة ذات أبعاد للمكون نفسه، والشريط الحامل المستخدم للتعامل الآلي، والبكرة مقاس 7 بوصات. يتم تحديد جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح قياسي قدره ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتوافق تغليف الشريط والبكرة مع مواصفات EIA-481-1-B.

7.1 مواصفات التغليف

• حجم البكرة:قطر 7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة:2000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب للباقي:500 قطعة.
• الشريط:يتم وضع المكونات في شريط حامل بارز بعرض 12 مم ومغلق بشريط غطاء علوي.

8. إرشادات اللحام والتركيب

8.1 لحام إعادة التدفق

المكون مؤهل للحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260°C لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ. يتم الرجوع إلى ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به وفقًا لـ J-STD-020D، والذي يتضمن مرحلة تسخين مسبق. توفر ورقة البيانات أيضًا أبعاد تخطيط الوسادة الموصى بها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة أثناء إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري.

8.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب استخدام مكواة لحام بدرجة حرارة طرف لا تتجاوز 300°C، مع تحديد وقت ملامسة اللحام بحد أقصى 3 ثوانٍ لكل وصلة. يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط لمنع التلف الحراري للعبوة.

8.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. يمكن غمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. يحظر استخدام المنظفات الكيميائية غير المحددة لأنها قد تتلف مادة عبوة LED.

9. التخزين والتعامل

نظرًا لتصنيفه MSL 3، يلزم التحكم الصارم في الرطوبة:

• الكيس المغلق:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي هو سنة واحدة من تاريخ التشفير عند التخزين في كيس الحاجز الرطوبي الأصلي مع مجفف.
• الكيس المفتوح:بعد الفتح، قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب لحام المكونات خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض لبيئة أرضية المصنع. إذا تحولت بطاقة مؤشر الرطوبة إلى اللون الوردي (مشيرة إلى >10% رطوبة نسبية) أو تم تجاوز نافذة الـ 168 ساعة، فيجب خبز مصابيح LED عند 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل الاستخدام. يجب إعادة إغلاق أي مكونات متبقية مع مجفف.

10. ملاحظات تصميم التطبيق

10.1 تصميم دائرة القيادة

LED هو جهاز يعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصى بشدة باستخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي مع كل LED. الطريقة البديلة المتمثلة في توصيل عدة مصابيح LED مباشرة على التوازي بمقاوم مشترك واحد (الدائرة B في ورقة البيانات) غير مستحبة. ستؤدي الاختلافات في خاصية الجهد الأمامي (Vstrongly recommendedمن LED إلى آخر إلى توزيع تيار غير متساوٍ في تكوين متوازٍ بدون مقاومات فردية، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في السطوع وفشل محتمل بسبب التيار الزائد للـ LED ذي الجهد الأمامي الأقل V_F) characteristic from one LED to another will cause an uneven current distribution in a parallel configuration without individual resistors, leading to significant differences in brightness and potential over-current failure of the LED with the lowest V_F.

10.2 نطاق التطبيق وإخلاء المسؤولية بشأن الموثوقية

يُقصد بـ LED استخدامه في المعدات الإلكترونية العادية مثل أجهزة أتمتة المكاتب ومعدات الاتصالات والأجهزة المنزلية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر - كما في الطيران، والنقل، وأنظمة دعم الحياة الطبية، أو أجهزة السلامة - يلزم التشاور والتأهيل المحدد مع الشركة المصنعة قبل التصميم.

10.3 حماية من التفريغ الكهروستاتيكي في التطبيق

تمتد حساسية ESD الملاحظة أثناء التعامل أيضًا إلى دائرة التطبيق. يجب على المصممين النظر في تنفيذ تدابير الحماية على PCB، مثل صمامات قمع الجهد العابر (TVS) أو المقاومات، إذا كانت اتصالات LED معرضة لتفريغ كهروستاتيكي محتمل أو طفرات جهد في بيئة الاستخدام النهائي.

11. المقارنة التقنية واعتبارات التصميم

مقارنة بتقنيات LED القديمة ذات الثقب المار، تقدم مكونات SMD هذه مزايا كبيرة في سرعة التصنيع، وتوفير مساحة اللوحة، والموثوقية من خلال القضاء على الإدخال اليدوي واللحام بالموجة. تجعل زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 110 درجة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة أو وضوح الرؤية من زوايا متعددة، على عكس مصابيح LED ذات الزاوية الضيقة المستخدمة للحزم المركزة. توفر تكنولوجيا InGaN للضوء الأبيض عادةً كفاءة جيدة وعمرًا طويلاً. تشمل اعتبارات التصميم الرئيسية إدارة التيار الأمامي للبقاء ضمن الحدود القصوى المطلقة، ومراعاة مجموعة الجهد الأمامي عند تصميم دائرة القيادة، وتنفيذ إدارة حرارية مناسبة على PCB للحفاظ على درجة حرارة التقاطع منخفضة، وبالتالي الحفاظ على إخراج الضوء والموثوقية على المدى الطويل.

12. الأسئلة الشائعة

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر منطقي 5V أو 3.3V؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي. على سبيل المثال، مع مصدر 3.3 فولت وجهد أمامي نموذجي V_Fمن 3.2 فولت عند 20 مللي أمبير، سيتطلب مقاومة بقيمة (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 أوم. احسب دائمًا لأقل جهد أمامي V_Fفي مجموعتك المختارة لضمان ألا يتجاوز التيار الحد الأقصى المسموح به.

س: لماذا تُعطى شدة الإضاءة كنطاق (1800-2500 ملي كانديلا)؟

ج: هذا هو الانتشار الكلي للإنتاج. من أجل سطوع متسق في منتجك، يجب عليك تحديد وشراء مصابيح LED من مجموعة شدة واحدة (على سبيل المثال، S12: 2100-2200 ملي كانديلا).

س: ماذا يعني "MSL 3" لعملية الإنتاج الخاصة بي؟

ج: هذا يعني أنه يمكن تعريض المكونات لبيئة المصنع لمدة تصل إلى 168 ساعة (7 أيام) بعد فتح الكيس المغلق قبل أن يجب لحامها. إذا تم تجاوز هذا الوقت، فإنها تتطلب عملية خبز لإزالة الرطوبة الممتصة التي قد تسبب "انفجار" (تشقق العبوة) أثناء لحام إعادة التدفق.

س: هل مبرد حراري ضروري؟

ج: للتشغيل المستمر عند أقصى تيار مستمر (30 مللي أمبير) أو في درجات حرارة محيطة عالية، يلزم تصميم حراري دقيق. بينما قد لا تكون هناك حاجة إلى مبرد حراري مخصص لاستخدام مؤشر بدورة عمل منخفضة، فإن ضمان أن يكون الوسادة الحرارية لـ LED لها اتصال جيد بمنطقة نحاسية على PCB سيساعد على تبديد الحرارة والحفاظ على الأداء.

13. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة بـ 10 مصابيح LED بيضاء موحدة السطوع.

1. تصميم الدائرة:استخدم دائرة متكاملة لقيادة LED بتيار ثابت أو منظم جهد مع مقاومات فردية على التوالي لكل LED. بافتراض مصدر 5 فولت واستهداف 20 مللي أمبير لكل LED، اختر مصابيح LED من المجموعة V3 (V_F= 3.2-3.3V). ستكون قيمة المقاومة R = (5V - 3.25V_max) / 0.02A ≈ 87.5 أوم. استخدم مقاومًا قياسيًا 91 أوم أو 100 أوم، وأعد حساب التيار الفعلي.
2. اختيار المكونات:حدد جميع مصابيح LED العشرة من نفس مجموعة شدة الإضاءة (على سبيل المثال، S12) ونفس مجموعة الجهد الأمامي (على سبيل المثال، V3) لضمان الاتساق البصري.
3. تخطيط PCB:اتبع أبعاد الوسادة الموصى بها من ورقة البيانات. قم بتوصيل الوسادة الحرارية (إن وجدت) بمنطقة نحاسية مؤرضة للمساعدة في تبديد الحرارة.
4. التصنيع:قم ببرمجة آلة الاختيار والتركيب لمغذي الشريط بعرض 12 مم. استخدم ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص المشار إليه بذروة 260°C.
5. التعامل:احتفظ بالبكرة في كيسها المغلق حتى تكون جاهزة للإنتاج. بمجرد الفتح، أكمل تجميع جميع اللوحات العشرة خلال عمر الأرضية البالغ 168 ساعة.

14. مبدأ التشغيل والتكنولوجيا

يولد هذا LED الضوء الأبيض باستخدام شريحة أشباه موصلات من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN) تشع ضوءًا في المنطقة الزرقاء من الطيف. ثم يتم تحويل هذا الضوء الأزرق جزئيًا إلى أطوال موجية أطول (أصفر، أحمر) بواسطة طلاء فسفوري داخل العبوة. ينتج عن مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء المحول بالفوسفور إدراك الضوء الأبيض. تُعرف هذه الطريقة باسم تكنولوجيا LED الأبيض المحول بالفوسفور وهي شائعة لتحقيق كفاءة عالية وتقديم ألوان جيد. زاوية المشاهدة الواسعة هي نتيجة تصميم عدسة العبوة، التي تبعثر وتنشر الضوء المنبعث من الشريحة والفسفور.

15. اتجاهات الصناعة

يعكس المكون عدة اتجاهات مستمرة في الإلكترونيات الضوئية: استمرار هيمنة تكنولوجيا التركيب السطحي للتكبير والتركيب الآلي؛ الاعتماد الواسع النطاق لعمليات التصنيع الخالية من الرصاص والمتوافقة مع RoHS؛ واستخدام مواد أشباه الموصلات المتقدمة مثل InGaN للإضاءة الصلبة الفعالة. علاوة على ذلك، يسلط هيكل التصنيف التفصيلي الضوء على تركيز الصناعة على توفير أداء متسق وقابل للتنبؤ للتطبيقات عالية الحجم والحساسة للجودة. يؤكد التركيز على التعامل مع MSL وملفات تعريف إعادة التدفق الموحدة على تكامل المكونات المنفصلة في سلاسل التوريد الإلكترونية العالمية عالية الأتمتة والمبسطة.