ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C193KRKT-5A - أبعاد 1.6x0.8x0.35 مم - جهد أمامي 1.7-2.3 فولت - لون أحمر - قدرة 50 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لـ LTST-C193KRKT-5A، وهو مصباح LED شريحي فائق الرقة مصمم للتطبيقات الإلكترونية الحديثة المحدودة المساحة. يستخدم الجهاز مادة أشباه موصلات متقدمة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم) لإنتاج ضوء أحمر عالي السطوع. أهداف تصميمه الرئيسية هي التصغير، والتوافق مع عمليات التجميع الآلي، والأداء الموثوق تحت ظروف التشغيل القياسية. يتم توريد LED على شريط قياسي صناعي بعرض 8 مم مثبت على بكرات قطر 7 بوصات، مما يسهل التصنيع بالحجم الكبير باستخدام آلات اللصق والتركيب.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

يتم تعريف أداء LTST-C193KRKT-5A بمجموعة شاملة من المعاملات الكهربائية والبصرية والحرارية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (Pd):50 مللي واط. هذه هي أقصى طاقة كلية يمكن للغلاف تبديدها كحرارة.
• التيار الأمامي الذروي (I_F(PEAK)):40 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار فقط تحت ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار موصى به للتشغيل بالتيار المستمر.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -30°C إلى +85°C. الجهاز يعمل ضمن نطاق درجة الحرارة المحيطة هذا.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +85°C.
• ظروف اللحام بالحرارة بالأشعة تحت الحمراء (Reflow):يتحمل درجة حرارة ذروية تصل إلى 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ، متوافق مع عمليات التجميع الخالية من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعاملات خرج الضوء والسلوك الكهربائي تحت ظروف التشغيل النموذجية (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من حد أدنى 7.1 مللي كانديلا إلى حد أقصى 45.0 مللي كانديلا. يتم تحديد القيمة الفعلية بواسطة كود التصنيف (انظر القسم 3). يتم قياس الشدة باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين البشرية الضوئي (CIE).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة. تشير زاوية الرؤية الواسعة هذه إلى نمط إشعاع لامبرتي أو شبه لامبرتي، مناسب للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة بدلاً من حزمة مركزة.
• الطول الموجي الذروي للإشعاع (λ_P):639 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):631 نانومتر. مُشتق من مخطط لونية CIE، هذا الطول الموجي الواحد يمثل بشكل أفضل اللون المُدرك (الأحمر) لـ LED.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر. هذا يشير إلى نقاء الطيف؛ عرض أضيق يشير إلى مصدر ضوء أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 1.70 فولت إلى 2.30 فولت عند 5 مللي أمبير. النطاق المحدد يُحدد بواسطة كود تصنيف الجهد الأمامي.
• التيار العكسي (I_R):أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معاملات الأداء الرئيسية. يستخدم LTST-C193KRKT-5A نظام تصنيف ثنائي الأبعاد.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي

يتم فرز الوحدات بناءً على انخفاض الجهد الأمامي عند تيار اختبار 5 مللي أمبير. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات خصائص كهربائية متشابهة لتحقيق سطوع موحد عند القيادة بواسطة مصدر جهد ثابت أو لتبسيط حسابات مقاومة تحديد التيار.

• كود التصنيف E2: V_F= 1.70V - 1.90V
• كود التصنيف E3: V_F= 1.90V - 2.10V
• كود التصنيف E4: V_F= 2.10V - 2.30V
• التسامح داخل كل مجموعة هو ±0.1V.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

هذا هو معامل التصنيف الأساسي، حيث يتم تصنيف مصابيح LED حسب خرج الضوء عند 5 مللي أمبير. يمكن للمصممين اختيار مجموعة لتلبية متطلبات سطوع محددة.

• كود التصنيف K: I_V= 7.1 mcd - 11.2 mcd
• كود التصنيف L: I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• كود التصنيف M: I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• كود التصنيف N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd
• التسامح داخل كل مجموعة هو ±15%.

يتضمن رقم الجزء الكامل عادةً رموز التصنيف هذه لتحديد درجة الأداء الدقيقة.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى البيانات الرسومية المحددة في ورقة البيانات، يمكن وصف العلاقات النموذجية:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):تظهر مادة AlInGaP جهد تشغيل مميز حول 1.7-2.3 فولت، وبعد ذلك يزداد التيار بشكل أسي مع الجهد. محرك تيار ثابت ضروري لخرج إضاءة مستقر.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:تزداد الشدة عمومًا بشكل خطي مع التيار في نطاق التشغيل الموصى به (حتى 20 مللي أمبير). تجاوز التيار الأقصى يؤدي إلى انخفاض الكفاءة وتدهور متسارع.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:مثل جميع مصابيح LED، ينخفض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. إدارة الحرارة المناسبة في تصميم اللوحة المطبوعة (PCB) أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سطوع ثابت وعمر أطول.
• التوزيع الطيفي:طيف الإشعاع يتركز حول 639 نانومتر (ذروة) بنصف عرض نموذجي 20 نانومتر، وهو خاصية مصابيح LED الحمراء من نوع AlInGaP، والتي توفر كفاءة عالية وتشبع لوني جيد.

5. معلومات الميكانيكا والغلاف

5.1 أبعاد الغلاف

يتميز LTST-C193KRKT-5A بغلاف شريحي فائق الرقة.

• ارتفاع الغلاف (H):0.35 مم كحد أقصى. هذا المظهر المنخفض للغاية حاسم للتطبيقات في الأجهزة النحيفة مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والشاشات فائقة الرقة.
• البصمة:يتوافق الغلاف مع الأبعاد القياسية لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية) لمصابيح LED الشريحية، مما يضمن التوافق مع أنماط الوسادات القياسية للوحات الدوائر المطبوعة وأنظمة الفحص البصري الآلي (AOI).

5.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادات

تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد. عادةً ما يتم الإشارة إلى القطبية بواسطة علامة على الجزء العلوي من الغلاف أو تصميم وسادة غير متماثل (قد تكون وسادة الكاثود أكبر أو بشكل فريد). يتم توفير تخطيط مقترح لوسادة اللحام لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة ومحاذاة صحيحة أثناء عملية اللحام بالحرارة. يوصى بسُمك قالب التطبيق المعجون بحد أقصى 0.10 مم.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف اللحام بالحرارة (Reflow)

يتوافق LED مع عمليات اللحام بالحرارة بالأشعة تحت الحمراء (IR)، وتحديدًا تلك المصممة لمعجون اللحام الخالي من الرصاص. يتم توفير ملف تعريف مقترح، يتبع عمومًا معايير JEDEC:

• التسخين المسبق:من المحيط إلى 150-200 درجة مئوية.
• زمن النقع/التسخين المسبق:120 ثانية كحد أقصى لتنشيط المادة المساعدة للصهر وتوحيد درجة حرارة اللوحة.
• اللحام بالحرارة (الطور السائل):يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة الذروية 260 درجة مئوية.
• الوقت فوق الطور السائل (TAL):يجب التحكم في المدة عند أو فوق نقطة انصهار اللحام، مع أقصى 10 ثوانٍ عند درجة الحرارة الذروية.
• عدد دورات اللحام بالحرارة:مرتين كحد أقصى.

نظرًا لأن ملفات الحرارة تعتمد على تصميم اللوحة المطبوعة المحدد، ومعجون اللحام، والفرن، يجب استخدام الملف المقدم كهدف، ويوصى بتوصيف على مستوى اللوحة.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد:

• درجة حرارة المكواة:300 درجة مئوية كحد أقصى.
• زمن اللحام:3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وسادة.
• عدد المرات:مرة واحدة فقط. التسخين المتكرر يمكن أن يضر بـ LED أو وصلة اللحام.

6.3 التنظيف

يجب استخدام مواد التنظيف المحددة فقط. المواد الكيميائية غير المحددة قد تضر بالغلاف البلاستيكي.

• المواد الموصى بها:كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل.
• الإجراء:اغمر LED في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام.

6.4 التخزين والتعامل

• احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. استخدم أساور المعصم، وسائد مضادة للكهرباء الساكنة، ومعدات مؤرضة بشكل صحيح أثناء التعامل.
• حساسية الرطوبة:الغلاف حساس للرطوبة.
  • الكيس المغلق:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية. استخدم خلال سنة واحدة.
  • الكيس المفتوح:للعناصر المزالة من الكيس المضاد للرطوبة، يجب ألا يتجاوز بيئة التخزين 30°C / 60% رطوبة نسبية. يوصى بإكمال اللحام بالحرارة بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا).
  • التخزين الممتد/التجفيف:إذا تعرضت لأكثر من 672 ساعة، يلزم تجفيف عند حوالي 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لمنع ظاهرة "الفرقعة" أثناء اللحام بالحرارة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المنتج للتجميع الآلي.

• عرض الشريط الحامل:8 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة:5000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للكميات المتبقية.
• معيار التعبئة:يتوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481. يتم إغلاق الجيوب الفارغة بشريط غطاء.
• الجودة:الحد الأقصى لعدد المكونات المفقودة المتتالية في الشريط هو اثنان.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

المظهر المنخفض للغاية والسطوع العالي يجعلان هذا LED مناسبًا لـ:

• الإضاءة الخلفية:إضاءة لوحة المفاتيح، الأيقونات، أو الشاشات الصغيرة في الهواتف المحمولة، أجهزة التحكم عن بعد، والإلكترونيات الاستهلاكية المحمولة.
• مؤشرات الحالة:مؤشرات الطاقة، الشحن، الاتصال، والحالة التشغيلية في مجموعة واسعة من الأجهزة.
• مؤشرات اللوحة:إضاءة الأزرار، المفاتيح، والرموز على لوحات التحكم.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:الإضاءة العامة والإشارات في الأجهزة المنزلية، معدات المكتب، وأجهزة الاتصالات.

ملاحظة هامة:تحدد ورقة البيانات أن هذه المصابيح LED مخصصة للمعدات الإلكترونية العادية. للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (الطيران، الطبية، أنظمة السلامة)، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة قبل التصميم.

8.2 طريقة القيادة وتصميم الدائرة

LED هو جهاز يعمل بالتيار. لضمان شدة إضاءة موحدة ومنع التلف، يجب قيادته بواسطة تيار مضبوط، وليس جهد.

• القيادة بالتيار الثابت:الطريقة المفضلة. استخدم دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED أو دائرة تحديد تيار بسيطة.
• مقاومة تحديد التيار:عند استخدام مصدر جهد (V_CC)، مقاومة متسلسلة (R_S) إلزامية. احسبها باستخدام قانون أوم: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. استخدم أقصى V_Fمن مجموعة التصنيف لضمان ألا يتجاوز I_Fالحد حتى مع التباين بين الوحدات.
• تعتيم PWM:للتحكم في السطوع، تعد تعديل عرض النبضة (PWM) فعالة. تأكد من أن التردد مرتفع بما يكفي لتجنب الوميض المرئي (عادة >100 هرتز).

8.3 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (50 مللي واط كحد أقصى)، فإن التصميم الحراري المناسب يطيل العمر الافتراضي ويحافظ على استقرار اللون.

• تخطيط اللوحة المطبوعة (PCB):استخدم وسادات تخفيف حرارية متصلة بمنطقة نحاسية للمساعدة في تبديد الحرارة.
• تجنب القيادة الزائدة:التشغيل عند أو بالقرب من أقصى تيار مستمر (20 مللي أمبير) سيولد المزيد من الحرارة. تقليل تيار التشغيل (مثلًا، إلى 10-15 مللي أمبير) يحسن بشكل كبير العمر الافتراضي والموثوقية.

9. نظرة عامة على التكنولوجيا والمواد

9.1 تكنولوجيا أشباه الموصلات AlInGaP

يستخدم LTST-C193KRKT-5A شريحة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم). يشتهر نظام المواد هذا بإنتاج مصابيح LED عالية الكفاءة في نطاقات الطول الموجي الكهرماني والأحمر والبرتقالي. مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP، يقدم AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير (مزيد من خرج الضوء لكل واط كهربائي)، واستقرار حراري أفضل، وموثوقية طويلة الأمد متفوقة. تسمح مادة العدسة "الصافية كالماء" برؤية اللون الحقيقي للشريحة، مما ينتج عنه مظهر أحمر مشبع.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λ_P):الطول الموجي الوحيد حيث يشع LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية. إنه قياس فيزيائي من الطيف.
الطول الموجي السائد (λ_d):قيمة محسوبة من إحداثيات لونية CIE تمثل اللون المُدرك. لمصدر أحادي اللون، هما متطابقان. لمصابيح LED ذات عرض طيفي، λ_dهو ما تدركه العين البشرية كلون، وهو المعيار المستخدم لتصنيف اللون.

10.2 هل يمكنني استخدام مصدر 3.3 فولت لقيادة هذا LED مباشرة؟

لا، يجب ألا تقوم بتوصيله مباشرة.مع V_Fنموذجي ~2.0V، توصيله بـ 3.3V بدون مقاومة تحديد تيار سيسبب تدفق تيار مفرط، مما يدمر LED على الفور تقريبًا. استخدم دائمًا مقاومة متسلسلة أو محرك تيار ثابت.

10.3 لماذا هناك مدة صلاحية أرضية 672 ساعة (28 يومًا) بعد فتح الكيس؟

يمتص غلاف LED البلاستيكي الرطوبة من الهواء. أثناء عملية اللحام بالحرارة عالية الحرارة، يمكن لهذه الرطوبة المحتبسة أن تتبخر بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا قد يتسبب في تشقق الغلاف (ظاهرة "الفرقعة"). حد 672 ساعة هو الوقت الذي يمكن أن يتعرض فيه المكون لظروف المصنع المحيطة (≤30°C/60% رطوبة نسبية) قبل أن يصبح هذا الخطر غير مقبول. بعد هذا الوقت، يلزم التجفيف لإزالة الرطوبة.

10.4 كيف أختار كود التصنيف الصحيح؟

يعتمد الاختيار على متطلبات تطبيقك:

• لتحقيق سطوع موحد في مصفوفة:حدد نفس مجموعة تصنيف شدة الإضاءة (K, L, M, N) لجميع الوحدات. قد ترغب أيضًا في تحديد نفس مجموعة تصنيف الجهد الأمامي (E2, E3, E4) إذا كنت تستخدم طريقة قيادة بمقاومة بسيطة.
• للتطبيقات الحساسة للتكلفة:قد تكون مجموعة أوسع (مثل K-N) مقبولة وأرخص.
• لمتطلبات اللون الدقيقة:تأكد من أن مواصفات الطول الموجي السائد تلبي احتياجاتك. توفر ورقة البيانات قيمة نموذجية؛ للتطبيقات الحرجة للون، استشر الشركة المصنعة للحصول على معلومات تفصيلية عن تصنيف اللونية.