ورقة بيانات LED برتقالي SMD طراز LTST-C171KFKT-5A - الأبعاد 3.2x1.6x0.8 مم - الجهد 1.7-2.3 فولت - الطاقة 75 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات LED شريحي فائق الرقة ذو أداء عالي للتركيب السطحي. تم تصميم الجهاز للتطبيقات التي تتطلب عامل شكل مضغوط، سطوعاً عالياً، وتشغيلاً موثوقاً في عمليات التجميع الآلي. يستخدم مادة شبه موصلة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لإنتاج الضوء البرتقالي، مما يوفر كفاءة إضاءة فائقة مقارنة بالتكنولوجيات التقليدية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون سماكته الدنيا، وتوافقه مع تقنيات اللحام بإعادة الانصهار القياسية، وملاءمته لمعدات التركيب الآلي عالية الإنتاج. وهو مخصص للتكامل في مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية، والمؤشرات، والإضاءة الخلفية، وتطبيقات الإضاءة العامة حيث تكون المساحة والسطوع قيوداً حرجة.

2. تعمق في المواصفات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود لمنع التلف الدائم.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميغاواط. هذه هي أقصى قدرة إجمالية يمكن للحزمة تبديدها كحرارة في ظل الظروف المحددة.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):80 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي لحظي مسموح به، يُحدد عادةً في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية) لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير تيار مستمر. هذا هو أقصى تيار يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-30°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-55°C إلى +85°C.
• شرط اللحام بإعادة الانصهار بالأشعة تحت الحمراء:درجة حرارة ذروية 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. هذا يحدد تحمل المظهر الحراري أثناء التجميع.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة (T_a) قدرها 25°C وتيار اختبار قياسي (I_F) قدره 5 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من 11.2 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 45.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)، مع توفير قيمة نموذجية. يتم قياس الشدة باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين البشرية الضوئي (CIE).
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها الذروية (على المحور)، مما يشير إلى نمط مشاهدة واسع جداً.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):611 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية في أعلى مستوياته.
• الطول الموجي السائد (λ_d):597.0 نانومتر إلى 612.0 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية لتحديد اللون، والمشتق من مخطط لونية CIE. القيمة المحددة لوحدة معينة تعتمد على رمز التصنيف الخاص بها.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):17 نانومتر (نموذجي). عرض النطاق الطيفي المقاس عند نصف الشدة القصوى (العرض الكامل عند نصف القيمة القصوى - FWHM).
• الجهد الأمامي (V_F):1.7 فولت إلى 2.3 فولت عند I_F= 5 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر LED عند مرور التيار.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R= 5 فولت. تيار التسرب الصغير عندما يكون الجهاز في انحياز عكسي.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز LEDs إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات تطبيقية محددة.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الوحدات حسب جهدها الأمامي (V_F) عند 5 مللي أمبير.

• المجموعة E2: V_F= 1.70 فولت - 1.90 فولت
• المجموعة E3: V_F= 1.90 فولت - 2.10 فولت
• المجموعة E4: V_F= 2.10 فولت - 2.30 فولت

التسامح داخل كل مجموعة هو ±0.1 فولت. مطابقة مجموعات V_Fمهم عند توصيل عدة LEDs على التوازي لضمان توزيع موحد للتيار.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الوحدات حسب شدة إضاءتها (I_V) عند 5 مللي أمبير.

• المجموعة L: I_V= 11.2 مللي كانديلا - 18.0 مللي كانديلا
• المجموعة M: I_V= 18.0 مللي كانديلا - 28.0 مللي كانديلا
• المجموعة N: I_V= 28.0 مللي كانديلا - 45.0 مللي كانديلا

التسامح داخل كل مجموعة هو ±15%. هذا يسمح بالاختيار بناءً على مستويات السطوع المطلوبة.

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الوحدات حسب طولها الموجي السائد (λ_d) عند 5 مللي أمبير، والذي يرتبط مباشرة باللون المدرك.

• المجموعة N: λ_d= 597.0 نانومتر - 600.0 نانومتر
• المجموعة P: λ_d= 600.0 نانومتر - 603.0 نانومتر
• المجموعة Q: λ_d= 603.0 نانومتر - 606.0 نانومتر
• المجموعة R: λ_d= 606.0 نانومتر - 609.0 نانومتر
• المجموعة S: λ_d= 609.0 نانومتر - 612.0 نانومتر

التسامح داخل كل مجموعة هو ±1 نانومتر. التحكم الدقيق في الطول الموجي أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب مطابقة ألوان دقيقة.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (مثل الشكل 1 للتوزيع الطيفي، الشكل 6 لزاوية المشاهدة)، يمكن وصف العلاقات النموذجية.

التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):إن V_Fلـ LED من نوع AlInGaP له علاقة لوغاريتمية مع I_F. يزداد مع التيار لكنه يُظهر جهد "الركبة" الذي تحته يتدفق تيار ضئيل جداً. التشغيل عند حالة الاختبار الموصى بها 5 مللي أمبير يضمن أداءً مستقراً ضمن نطاق V_F range.

المحدد.شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:_Vناتج الضوء (I_F) يتناسب تقريباً مع التيار الأمامي (I

) ضمن حدود تشغيل الجهاز. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جداً بسبب زيادة توليد الحرارة.الاعتماد على درجة الحرارة:_Fينخفض الجهد الأمامي (V

) لـ LEDs عادةً مع زيادة درجة حرارة الوصلة (معامل درجة حرارة سالب). على العكس من ذلك، تنخفض شدة الإضاءة بشكل عام مع ارتفاع درجة الحرارة. الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية للحفاظ على سطوع وموثوقية الجهاز بشكل ثابت.التوزيع الطيفي:

ينتج نظام مادة AlInGaP طيف انبعاث ضيق نسبياً يتركز في المنطقة البرتقالية الحمراء (الذروة عند ~611 نانومتر). قد يتحول الطول الموجي السائد قليلاً مع تغيرات تيار القيادة ودرجة الحرارة.

5. المعلومات الميكانيكية والحزمية

5.1 أبعاد الحزمة

يتميز الجهاز بمخطط حزمة قياسي في الصناعة EIA. تشمل الأبعاد الرئيسية سماكة فائقة بارتفاع 0.80 مم. الطول والعرض نموذجيان لهذا النوع من LED الشريحي. تحدد الرسومات الميكانيكية التفصيلية جميع الأبعاد الحرجة، بما في ذلك مواقع الوسادات والتسامحات (عادةً ±0.10 مم).

5.2 تخطيط الوسادات والقطبية

تتضمن ورقة البيانات تخطيط وسادات لحام مقترح لتصميم لوحة الدوائر المطبوعة. تم تحسين هذا التخطيط لتكوين وصلة لحام موثوقة أثناء إعادة الانصهار ويساعد في منع ظاهرة "اللوح القبري". يتم تحديد الأنود والكاثود بوضوح على الحزمة، عادةً بمؤشر مرئي مثل شق، نقطة، أو زاوية مقطوعة. اتجاه القطبية الصحيح إلزامي لتشغيل الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 مظهر اللحام بإعادة الانصهار

• المكون متوافق مع عمليات اللحام بإعادة الانصهار بالأشعة تحت الحمراء (IR). يتم توفير مظهر مقترح متوافق مع معايير JEDEC للتجميع الخالي من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية:التسخين المسبق:
• الارتفاع إلى 150-200°C.وقت النقع/التسخين المسبق:
• أقصى 120 ثانية لتفعيل المادة المساعدة وتقليل الصدمة الحرارية.درجة الحرارة الذروية:
• أقصى 260°C.الوقت فوق السائل:

يجب تعريض الجهاز لدرجة الحرارة الذروية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. لا ينبغي إجراء إعادة الانصهار أكثر من مرتين.

يجب تحديد المظهر المحدد لتصميم لوحة الدوائر المطبوعة الفعلي، معجون اللحام، والفرن المستخدم.

6.2 اللحام اليدوي

• إذا كان اللحام اليدوي ضرورياً، يجب توخي الحذر الشديد:درجة حرارة المكواة:
• أقصى 300°C.وقت اللحام:
• أقصى 3 ثوانٍ لكل وسادة.الحد:

يجب إجراء اللحام اليدوي مرة واحدة فقط لتجنب التلف الحراري للحزمة الإيبوكسية والرقاقة شبه الموصلة.

6.3 التنظيف

يجب استخدام مواد التنظيف المحددة فقط. تشمل المذيبات الموصى بها الإيثانول أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة العادية. يجب غمر LED لأقل من دقيقة واحدة. قد تتلف السوائل الكيميائية غير المحددة مادة الحزمة أو العدسة البصرية.

6.4 التخزين والتعامل

• LEDs هي أجهزة حساسة للرطوبة (MSD).الحزمة المغلقة:
• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي في الكيس المضاد للرطوبة الأصلي مع مجفف هو سنة واحدة.الحزمة المفتوحة:

للمكونات التي تم إزالتها من تغليفها الأصلي، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C / 60% RH. يُوصى بإكمال إعادة الانصهار بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يوماً) من التعرض. للتعرض الأطول، قم بالتخزين في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في مجفف نيتروجين. يجب خبز المكونات المعرضة لأكثر من 672 ساعة عند حوالي 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفرقعة" أثناء إعادة الانصهار.

7. معلومات التغليف والطلب

• يتم توريد الجهاز في تغليف شريط وبكرة متوافق مع معدات الالتقاط والوضع الآلي.حجم البكرة:
• قطر 7 بوصات.الكمية لكل بكرة:
• 3000 قطعة.الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):
• 500 قطعة للكميات المتبقية.مواصفات الشريط:
• متوافق مع ANSI/EIA 481-1-A-1994. يتم إغلاق جيوب المكونات الفارغة بشريط غطاء علوي.الجودة:

الحد الأقصى لعدد المكونات المفقودة المتتالية في الشريط هو اثنان.

يشفر رقم الجزء LTST-C171KFKT-5A سمات محددة: على الأرجح السلسلة (LTST-C171)، نوع العدسة (K=شفاف مائي)، اللون (FKT=برتقالي AlInGaP)، ورموز التصنيف (5A).

8. توصيات التطبيق

• 8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجيةمؤشرات الحالة:
• مؤشرات الطاقة، الاتصال، أو الوضع في الإلكترونيات الاستهلاكية، الأجهزة، والمعدات الصناعية.الإضاءة الخلفية:
• إضاءة خلفية مضاءة من الحافة أو مباشرة للوحات LCD الصغيرة، لوحات المفاتيح، أو الرموز.إضاءة داخلية للسيارات:
• مؤشرات لوحة القيادة، إضاءة المفاتيح (خاضع للتأهيل لمعايير سيارات محددة).الإضاءة الزخرفية:

إضاءة مميزة في الأجهزة حيث يكون السماكة الدنيا أساسية.

• 8.2 اعتبارات التصميمقيادة التيار:
• LEDs هي أجهزة تعمل بالتيار. استخدم مصدر تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار على التوالي مع مصدر جهد لضبط تيار التشغيل المطلوب. لا تقم بالتوصيل مباشرة بمصدر جهد بدون تحديد تيار.التوصيل على التوازي:_Fعند توصيل عدة LEDs على التوازي، يمكن أن تسبب الاختلافات الطفيفة في V_Fاختلالاً كبيراً في التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متساو وإجهاد محتمل للوحدات ذات V
• الأقل. يُوصى بشدة بقيادة كل LED أو سلسلة على التوالي بمقاومة تحديد تيار خاصة بها أو استخدام دائرة متكاملة متعددة القنوات مخصصة للسائق.الإدارة الحرارية:
• على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان مساحة نحاسية كافية في لوحة الدوائر المطبوعة لوسادات اللحام يساعد في تبديد الحرارة، خاصة عند التشغيل بالقرب من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية. هذا يساعد في الحفاظ على ناتج الإضاءة وموثوقية الجهاز.حماية ESD:

على الرغم من عدم ذكرها صراحةً كحساسة في ورقة البيانات هذه، فإن التعامل مع جميع الأجهزة شبه الموصلة مع احتياطات ESD المناسبة هو ممارسة جيدة.

9. المقارنة الفنية والتمييزيتميز هذا الجهاز بشكل أساسي من خلالسماكته الفائقة 0.80 مم، وهو مفيد للتطبيقات المقيدة بالمساحة مثل الشاشات فائقة النحافة أو الإلكترونيات القابلة للارتداء. يوفر استخدامتكنولوجيا AlInGaPكفاءة إضاءة أعلى واستقراراً حرارياً أفضل للألوان البرتقالية/الحمراء مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP. تجعل توافقها مععمليات إعادة الانصهار بالأشعة تحت الحمراء القياسيةوشريط 8 مم على بكرات 7 بوصة

مثالية لخطوط تجميع SMT الآلية عالية الإنتاج، مما يقلل من تكلفة وتعقيد التصنيع.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟_Pج: الطول الموجي الذروي (λ_d) هو النقطة الفعلية لأعلى ناتج طاقة في الطيف. الطول الموجي السائد (λ_d) هو قيمة محسوبة بناءً على إدراك اللون البشري (مخطط CIE) وهو الطول الموجي الفردي الذي يصف اللون المدرك بشكل أفضل. λ

أكثر صلة بمطابقة الألوان في التطبيقات.

س: لماذا التصنيف مهم؟_Fج: تسبب الاختلافات التصنيعية اختلافات طفيفة في V_F، الشدة، واللون بين LEDs الفردية. يقوم التصنيف بفرزها إلى مجموعات ذات معلمات مضبوطة بدقة. يضمن الاختيار من نفس المجموعة الاتساق البصري (نفس اللون والسطوع) والاتساق الكهربائي (V

مماثل) في المنتج النهائي.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير. التشغيل عند 20 مللي أمبير ضمن المواصفات. ومع ذلك، ستكون شدة الإضاءة والجهد الأمامي عند 20 مللي أمبير أعلى من قيم حالة الاختبار 5 مللي أمبير. راجع منحنيات الأداء النموذجية للإرشاد.

س: كيف أفسر زاوية المشاهدة البالغة 130°؟_{ج: زاوية مشاهدة 130° (2θ}1/2

) واسعة جداً. هذا يعني أن LED يبعث الضوء على مخروط واسع. تكون الشدة أعلى عند النظر مباشرة (0°)، وعند التحرك 65° بعيداً عن المحور (130°/2)، تنخفض الشدة إلى 50% من القيمة على المحور. هذا مناسب للتطبيقات التي يجب أن يكون فيها LED مرئياً من زوايا عديدة.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات متعددة لجهاز طبي محمول.المتطلبات:

يجب أن تكون عدة LEDs برتقالية للحالة موحدة السطوع ومتطابقة في اللون. غلاف الجهاز رقيق جداً، مما يحد من ارتفاع المكونات. التجميع آلي بالكامل.

خيارات التصميم بناءً على ورقة البيانات هذه:

1. يسمح الارتفاع 0.80 مم للـ LEDs بالتناسب مع القيود الميكانيكية.

2. لضمان لون موحد، يحدد المصمم LEDs من مجموعة طول موجي سائد واحدة وضيقة (مثل المجموعة Q: 603-606 نانومتر).

3. لضمان سطوع موحد، يتم اختيار LEDs من مجموعة شدة إضاءة واحدة (مثل المجموعة M: 18-28 مللي كانديلا)._F4. لمنع عدم تطابق السطوع بسبب اختلاف V

، يتم قيادة كل LED بمقاومة تحديد تيار خاصة بها متصلة بسكة جهد مشتركة، بدلاً من توصيلها مباشرة على التوازي.

5. يتبع تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة أبعاد الوسادات المقترحة لضمان لحام موثوق أثناء عملية إعادة الانصهار بالأشعة تحت الحمراء المحددة في الوثيقة.

6. يتبع فريق التصنيع إرشادات التعامل مع الرطوبة، ويقوم بخبز المكونات التي كانت خارج الكيس لأكثر من 28 يوماً قبل التجميع.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا LED على مادة شبه موصلة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) تنمو على ركيزة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقق الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من الوصلة شبه الموصلة. يؤدي إعادة اتحادها إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، البرتقالي. يتم تغليف الرقاقة في حزمة إيبوكسية تعمل على حماية الرقاقة شبه الموصلة، وتوفير الاستقرار الميكانيكي، وتعمل كعنصر بصري أساسي. لا تغير مادة العدسة "الشفافة المائية" اللون ولكنها تساعد في استخراج وتوجيه الضوء. يتم تحقيق السماكة الدنيا من خلال تقنيات تصميم وتغليف رقائق متقدمة.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة