ورقة بيانات LED من نوع LTST-C281KGKT-5A - سماكة 0.35 مم - جهد أمامي 1.7-2.3 فولت - لون أخضر - قدرة 75 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-C281KGKT-5A مصباح LED من نوع الجهاز المركب على السطح (SMD) مصممًا للتطبيقات الإلكترونية الحديثة والمدمجة. ينتمي إلى فئة مصابيح LED الشريحية فائقة الرقة، حيث يتميز بارتفاع منخفض للغاية يبلغ 0.35 مم فقط. وهذا يجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تكون فيها قيود المساحة حرجة، مثل شاشات العرض فائقة النحافة والأجهزة المحمولة وتقنيات الأجهزة القابلة للارتداء.

يستخدم المصباح مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لشريحة الإضاءة الخاصة به. تشتهر هذه التقنية بإنتاج إضاءة عالية الكفاءة، خاصة في الأجزاء الخضراء والصفراء والحمراء من الطيف. يُصدر النموذج المحدد، LTST-C281KGKT-5A، ضوءًا أخضرًا بواسطة عدسة شفافة (ماء صافٍ)، والتي لا تشتت الضوء، مما ينتج عنه حزمة أكثر تركيزًا وشدة، مما يجعله مناسبًا لمؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية وإضاءة اللوحات.

تشمل مزاياه الأساسية الامتثال لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يجعله "منتجًا صديقًا للبيئة". يتم تعبئته في شريط قياسي في الصناعة بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يضمن التوافق مع معدات التجميع الآلي عالية السرعة (pick-and-place) الشائعة الاستخدام في الإنتاج الضخم. علاوة على ذلك، تم تصميمه ليكون متوافقًا مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)، وهي المعيار لخطوط تجميع تقنية التركيب السطحي (SMT).

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بتشغيل LED تحت هذه الظروف لضمان أداء موثوق.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميغاواط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن لحزمة LED تبديدها كحرارة دون تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى. يتجاوز هذا الحد يخاطر بالتدهور الحراري.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):80 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي لحظي، مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (محدد بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية). يُستخدم للومضات العالية الشدة والقصيرة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه بشكل مستمر. بالنسبة لمعظم تطبيقات المؤشرات القياسية، يكون تيار التشغيل النموذجي 5-20 مللي أمبير.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تطبيق جهد عكسي أكبر من هذا يمكن أن يسبب انهيارًا وفشلًا في وصلة LED.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-30°C إلى +85°C و -40°C إلى +85°C، على التوالي. تحدد هذه النطاقات الظروف البيئية للتشغيل الموثوق والتخزين غير التشغيلي.

2.2 الخصائص الكهروبصرية

يتم قياس هذه المعلمات تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C) وتحدد أداء LED.

• شدة الإضاءة (I_V):4.5 - 28.0 مللي كانديلا (نموذجي). تم القياس عند تيار أمامي (I_F) بقيمة 5 مللي أمبير. النطاق الواسع يرجع إلى نظام التصنيف (الذي سيتم شرحه في القسم 3). يتم قياس الشدة باستخدام مرشح يقارب منحنى استجابة العين البشرية الضوئي.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى (على المحور). تشير زاوية 130° إلى نمط رؤية واسع جدًا.
• الطول الموجي الذروي (λ_P):574 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد له.
• الطول الموجي السائد (λ_d):567.5 - 576.5 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون. يتم اشتقاقه من مخطط لونية CIE وهو المعلمة الرئيسية لتحديد اللون.
• نصف عرض الطيف (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). عرض طيف الانبعاث عند نصف شدته القصوى. يشير العرض الأضيق إلى لون أكثر نقاءً طيفيًا.
• الجهد الأمامي (V_F):1.7 - 2.3 فولت عند I_F=5 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر LED عند مرور التيار. هذا النطاق يخضع أيضًا للتصنيف.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (أقصى) عند V_R=5 فولت. تيار تسرب صغير يتدفق عندما يكون LED في حالة انحياز عكسي ضمن تصنيفه الأقصى.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء. يستخدم LTST-C281KGKT-5A نظام تصنيف ثلاثي الأبعاد للمعايير الرئيسية.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (الوحدة: فولت @5 مللي أمبير)

يتم فرز مصابيح LED بناءً على انخفاض الجهد الأمامي لضمان سطوع موحد عند تشغيلها بواسطة مصدر جهد ثابت أو في تكوينات متوازية.

• الفئة E2:1.70 فولت (الحد الأدنى) - 1.90 فولت (الحد الأقصى)
• الفئة E3:1.90 فولت (الحد الأدنى) - 2.10 فولت (الحد الأقصى)
• الفئة E4:2.10 فولت (الحد الأدنى) - 2.30 فولت (الحد الأقصى)
• التسامح لكل فئة: ±0.1 فولت

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (الوحدة: مللي كانديلا @5 مللي أمبير)

يضمن هذا التصنيف حدًا أدنى متوقعًا لإخراج الضوء لتيار تشغيل معين.

• الفئة J:4.50 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 7.10 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• الفئة K:7.10 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 11.20 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• الفئة L:11.20 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 18.00 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• الفئة M:18.00 مللي كانديلا (الحد الأدنى) - 28.00 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• التسامح لكل فئة: ±15%

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد (الوحدة: نانومتر @5 مللي أمبير)

يتحكم هذا التصنيف الحرج في الدرجة الدقيقة للون الأخضر المنبعث.

• الفئة C:567.50 نانومتر (الحد الأدنى) - 570.50 نانومتر (الحد الأقصى)
• الفئة D:570.50 نانومتر (الحد الأدنى) - 573.50 نانومتر (الحد الأقصى)
• الفئة E:573.50 نانومتر (الحد الأدنى) - 576.50 نانومتر (الحد الأقصى)
• التسامح لكل فئة: ±1 نانومتر

قد يتضمن رقم الجزء الكامل رموزًا تحدد الفئات الموردة لطلب معين.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (الشكل 1، الشكل 6)، فإن آثارها قياسية لتقنية LED.

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

العلاقة أسية. تؤدي زيادة صغيرة في الجهد إلى زيادة كبيرة في التيار. هذا هو السبب في أنه يجب تشغيل مصابيح LED بآلية تحديد للتيار (مقاوم أو محرك تيار ثابت) لمنع الانفلات الحراري.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

يكون إخراج الضوء متناسبًا تقريبًا مع التيار الأمامي، لكن الكفاءة (لومن لكل واط) تنخفض عادةً عند التيارات العالية جدًا بسبب زيادة الحرارة.

4.3 التوزيع الطيفي

سيظهر الشكل 1 المشار إليه منحنى يشبه غاوسيًا متمركزًا حول 574 نانومتر (الذروة) بعرض نصف 15 نانومتر، مما يؤكد الإخراج الأخضر أحادي اللون لشريحة AlInGaP.

4.4 الاعتماد على درجة الحرارة

أداء LED حساس لدرجة الحرارة. عادةً ما ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة الحرارة (~2 مللي فولت/°C)، بينما تنخفض شدة الإضاءة أيضًا. التشغيل ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء والعمر الطويل.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق LED مع مخطط عبوة قياسي لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية). تشمل الأبعاد الرئيسية الارتفاع الكلي البالغ 0.35 مم، والطول، والعرض كما هو محدد في الرسم الميكانيكي التفصيلي. جميع التسامحات هي ±0.10 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تحديد القطبية

يُشار عادةً إلى الطرف الكاثودي (السالب) بواسطة علامة على العبوة، مثل شق، أو نقطة، أو علامة خضراء، كما هو موضح في مخطط الأبعاد. القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

5.3 تخطيط وسادة اللحام المقترح

يتم توفير نمط أرضي موصى به (بصمة وسادة اللحام) لضمان اللحام السليم والاستقرار الميكانيكي أثناء وبعد عملية إعادة التدفق. الالتزام بهذا التخطيط يمنع ظاهرة "اللوح القبر" (وقوف المكون) ويضمن حصول على حشوات لحام جيدة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

تم تأهيل LED لعمليات اللحام الخالية من الرصاص. يشمل الملف الشخصي المقترح:

• التسخين المسبق:الارتفاع إلى 120-150°C.
• وقت النقع/التسخين المسبق:الحد الأقصى 120 ثانية للسماح باستقرار درجة الحرارة عبر اللوحة.
• درجة الحرارة القصوى:الحد الأقصى 260°C. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم المكون هذه الدرجة.
• الوقت فوق السائل (TAL):يُقترح أن يكون 5 ثوانٍ كحد أقصى عند درجة الحرارة القصوى. يمكن لـ LED تحمل دورة إعادة التدفق هذه بحد أقصى مرتين.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا:

• درجة حرارة المكواة:الحد الأقصى 300°C.
• وقت اللحام:الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل طرف.
• الحد:دورة لحام واحدة فقط.

6.3 التخزين والتعامل

• ظروف التخزين:يوصى بـ ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية.
• حساسية الرطوبة:يجب لحام مصابيح LED التي تمت إزالتها من تغليفها الجاف الأصلي عن طريق إعادة التدفق خلال 672 ساعة (28 يومًا). إذا تم تخزينها لفترة أطول، يلزم تجفيفها عند 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لمنع ظاهرة "الفرقعة" (تشقق العبوة بسبب تبخر الرطوبة).
• التنظيف:استخدم فقط المذيبات المحددة مثل الكحول الإيثيلي أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة إذا لزم التنظيف. قد تتلف المواد الكيميائية الأخرى العدسة البلاستيكية.

7. التعبئة ومعلومات الطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المنتج في شريط حامل بارز:

• عرض الشريط: 8mm.
• قطر البكرة:7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة:5000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للكميات المتبقية.
• معيار التعبئة:يتوافق مع ANSI/EIA-481.
• يتم إغلاق الجيوب الفارغة بشريط غطاء. يُسمح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• مؤشرات الحالة:أضواء حالة الطاقة، أو الاتصال، أو الوظيفة في الإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة، ولوحات التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية:لوحات المفاتيح، أو الرموز، أو شاشات LCD الصغيرة في الأجهزة المحمولة وأجهزة القياس.
• إضاءة اللوحات:في لوحات عدادات السيارات ذات المظهر النحيف، أو واجهات التحكم، أو الأجهزة الطبية.
• الإضاءة الزخرفية:في اللافتات المدمجة أو إضاءة الزخارف حيث يكون الشكل النحيف مطلوبًا.

8.2 اعتبارات تصميم الدائرة

هام: مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار.

• دائرة التشغيل الموصى بها (الدائرة أ):استخدم مقاومًا محددًا للتيار على التوالي لكل LED، حتى عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي بمصدر جهد. هذا يعوض عن التباين الطبيعي في الجهد الأمامي (V_F) بين مصابيح LED الفردية، مما يضمن سطوعًا موحدًا. يتم حساب قيمة المقاومة كـ R = (V_المصدر- V_F) / I_F.
• غير موصى به (الدائرة ب):يُفضل عدم توصيل عدة مصابيح LED مباشرة على التوازي دون تحديد تيار فردي. الاختلافات الطفيفة في V_Fستسبب توزيعًا غير متساوٍ للتيار، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في السطوع وتيار زائد محتمل في LED ذو أقل V_F.
• محركات التيار الثابت:لأعلى دقة وكفاءة، خاصة في تطبيقات العرض أو الإضاءة، يوصى باستخدام دائرة متكاملة مخصصة لمحرك LED ذو تيار ثابت.

9. الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هيكل أشباه الموصلات AlInGaP حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يمكن أن يسبب ESD فشلاً فوريًا أو تلفًا كامنًا يقصر العمر الافتراضي.

احتياطات ESD الإلزامية:

• يجب على المشغلين ارتداء سوار معصم مؤرض أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل مع مصابيح LED.
• يجب تأريض جميع محطات العمل والأدوات والمعدات بشكل صحيح.
• قم بتخزين ونقل مصابيح LED في عبوات مضادة للكهرباء الساكنة.
• استخدم جهاز تأيين لتحييد الشحنات الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية أثناء التعامل.

10. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الأساسي لـ LTST-C281KGKT-5A هومظهره الفائق الرقة 0.35 مم. مقارنة بمصابيح LED SMD القياسية (مثل عبوات 0603 أو 0805 التي يبلغ ارتفاعها غالبًا 0.6-0.8 مم)، يمثل هذا انخفاضًا في الارتفاع يزيد عن 50%. هذه ميزة حاسمة للتطبيقات التي تدفع حدود نحافة الجهاز.

استخدامه لتقنيةAlInGaPللضوء الأخضر يوفر كفاءة أعلى واستقرار لوني أفضل مع مرور الوقت ودرجة الحرارة مقارنة بالتقنيات القديمة مثل مصابيح LED الخضراء التقليدية من GaP (فوسفيد الغاليوم)، والتي تكون عادة أقل سطوعًا ويمكن أن يكون لها لون أخضر مصفر أكثر.

11. الأسئلة الشائعة (FAQs)

11.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مخرج منطقي 3.3 فولت أو 5 فولت؟

لا، ليس مباشرة.يجب عليك دائمًا استخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي. على سبيل المثال، مع مصدر 5 فولت، و V_Fبقيمة 2.0 فولت، و I_Fمطلوب بقيمة 5 مللي أمبير: R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω. سيكون المقاوم القياسي 560Ω أو 620Ω مناسبًا.

11.2 لماذا يوجد نطاق واسع جدًا في شدة الإضاءة (4.5 إلى 28 مللي كانديلا)؟

هذا بسبب التباين في الإنتاج ونظام التصنيف. عند الطلب، يمكنك تحديد فئة الشدة (J، K، L، M) المطلوبة لتطبيقك لضمان مستوى سطوع أدنى.

11.3 ماذا تعني عدسة "ماء صافٍ"؟

تعني أن مادة العدسة شفافة وغير مشتتة. يظهر الضوء المنبعث كنقطة مضيئة مميزة. للحصول على حزمة أوسع وأكثر تشتتًا، سيتم استخدام نوع عدسة مشتت (حليبي)، لكنه عادة ما يقلل من شدة الإضاءة على المحور.

11.4 كيف أفسر رقم الجزء LTST-C281KGKT-5A؟

بينما يكون اصطلاح التسمية الكامل خاصًا بالشركة، فإن العناصر النموذجية تشمل: "LTST" (عائلة المنتج)، "C281" (حجم/نمط العبوة)، "K" (ربما فئة الشدة)، "GK" (ربما فئة اللون/الطول الموجي)، "T" (تعبئة الشريط والبكرة)، و "5A" (مراجعة أو متغير).

12. دراسة حالة تصميمية

السيناريو:تصميم مؤشر حالة لساعة ذكية جديدة. تحتوي اللوحة الرئيسية على قيد سماكة يبلغ 1.0 مم، ويجب أن يكون المؤشر مرئيًا تحت ظروف إضاءة مختلفة.

مبررات الاختيار:يسمح ارتفاع 0.35 مم لـ LTST-C281KGKT-5A بالتناسب بشكل مريح داخل الطبقات المتراكمة لتجميع الساعة (PCB، LED، دليل الضوء، العدسة الخارجية). تضمن الكفاءة العالية لشريحة AlInGaP سطوعًا كافيًا (اختيار الفئة L أو M) لرؤيته في الهواء الطلق مع الحفاظ على استهلاك منخفض للطاقة، وهو أمر بالغ الأهمية لعمر البطارية. تضمن زاوية الرؤية الواسعة 130° رؤية المؤشر من زوايا مختلفة عند النظر إلى المعصم. يسمح التوافق مع إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء بلحامه في وقت واحد مع جميع مكونات SMD الأخرى على اللوحة الرئيسية، مما يبسط عملية التجميع.

13. مبدأ التشغيل

يتم توليد الضوء من خلال عملية تسمى الإضاءة الكهربائية داخل شريحة أشباه الموصلات AlInGaP. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة تشغيل الصمام الثنائي، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والثقوب من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة ("البئر الكمومي"). عندما يعيد الإلكترون الاتحاد مع ثقب، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتون (جسيم ضوئي). يحدد التركيب المحدد لذرات الألومنيوم، والإنديوم، والغاليوم، والفوسفيد في الشبكة البلورية طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. بالنسبة لـ LTST-C281KGKT-5A، يتم ضبط هذا التركيب لإنتاج فوتونات في الطيف الأخضر (~574 نانومتر).

14. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر اتجاه مصابيح LED للمؤشرات والإضاءة الخلفية نحوالتصغير وزيادة الكفاءة. يمثل ارتفاع 0.35 مم لهذا الجهاز الدفع المستمر نحو مكونات أرق. قد تركز التطورات المستقبلية على عبوات أرق، وفعالية إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، وتحسين تجسيد الألوان أو تطوير ألوان مشبعة جديدة. يعد التكامل مع دوائر التشغيل أو إنشاء مصفوفات LED دقيقة قابلة للعنونة متعددة الألوان بأشكال فائقة الرقة أيضًا مجالات نشطة للبحث والتطوير، مدفوعة بمتطلبات الإلكترونيات الاستهلاكية، وإضاءة السيارات، وتقنيات العرض المتقدمة.