ورقة بيانات LED طراز LTST-C171TGKT - الأبعاد 3.2x1.6x0.8 مم - الجهد 3.2 فولت - اللون الأخضر - القدرة 76 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-C171TGKT صمامًا ثنائيًا باعثًا للضوء (LED) عالي الأداء من نوع الجهاز السطحي التركيب (SMD)، مُصممًا للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب عوامل شكل مدمجة وتشغيلًا موثوقًا. يستخدم هذا المكون تقنية أشباه الموصلات من نوع إن-غا-إن (نيتريد الغاليوم الإنديوم) لإنتاج الضوء الأخضر. الهدف الأساسي من تصميمه هو توفير مصدر ضوء قوي وفعال متوافق مع عمليات التجميع الآلي الشائعة في التصنيع بالكميات الكبيرة.

تشمل المزايا الرئيسية لهذا الـ LED مظهره المنخفض للغاية، بارتفاع يبلغ 0.8 مم فقط، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات القيود الشديدة على المساحة. وهو مصنف كمنتج أخضر ومتوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة). يتم توريد العبوة على شريط حامل مقولب بعرض 8 مم قياسي في الصناعة، مثبت على بكرات قطر 7 بوصات، مما يسهل عملية التجميع بالتقاط والوضع بكفاءة. الجهاز متوافق بالكامل مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري، مما يضمن وصلات لحام موثوقة في الإنتاج الضخم.

2. التفسير العميق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. بالنسبة لـ LTST-C171TGKT، يتم تحديد هذه القيم عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C. الحد الأقصى للتيار المستمر الأمامي المستمر هو 20 مللي أمبير. تحت التشغيل النبضي بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية، يُسمح بتيار أمامي ذروة يصل إلى 100 مللي أمبير. الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 76 ميغاواط. يمكن للجهاز تحمل جهد عكسي يصل إلى 5 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -20°C إلى +80°C، بينما يمتد نطاق درجة حرارة التخزين من -30°C إلى +100°C. يتم تخفيض التيار الأمامي خطيًا فوق 50°C بمعدل 0.25 مللي أمبير لكل درجة مئوية، وهو أمر بالغ الأهمية لإدارة الحرارة في تصميم التطبيق.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند Ta=25°C. تتراوح شدة الإضاءة (Iv) من حد أدنى 71.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 450.0 مللي كانديلا عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير. زاوية الرؤية (2θ1/2)، المُعرَّفة على أنها الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة نصف القيمة على المحور، هي 130 درجة، مما يشير إلى نمط رؤية واسع. طول موجة الانبعاث الذروة (λP) هو نموذجيًا 530 نانومتر. الطول الموجي السائد (λd)، الذي يحدد اللون المُدرك، هو 525 نانومتر عند IF=20mA. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو 35 نانومتر، ويصف نقاء الطيف. يتراوح الجهد الأمامي (VF) من 2.80 فولت إلى 3.60 فولت، بقيمة نموذجية تبلغ 3.20 فولت عند IF=20mA. التيار العكسي (IR) هو بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.

3. شرح نظام رموز التصنيف

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية لضمان الاتساق في التطبيق. وهذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات خصائص مجمعة بإحكام للحصول على مظهر وأداء موحدين.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي بخطوات 0.2 فولت. رموز التصنيف هي D7 (2.80V - 3.00V)، D8 (3.00V - 3.20V)، D9 (3.20V - 3.40V)، و D10 (3.40V - 3.60V). يتم تطبيق تسامح ±0.1V على كل مجموعة تصنيف.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى أربع فئات: Q (71.0 - 112.0 mcd)، R (112.0 - 180.0 mcd)، S (180.0 - 280.0 mcd)، و T (280.0 - 450.0 mcd). ينطبق تسامح ±15% على كل مجموعة شدة.

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الطول الموجي السائد للتحكم في اتساق اللون. مجموعات التصنيف هي AP (520.0 - 525.0 nm)، AQ (525.0 - 530.0 nm)، و AR (530.0 - 535.0 nm). التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

في حين يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (مثل الشكل 1، الشكل 6)، يمكن وصف سلوكها النموذجي. العلاقة بين التيار الأمامي (IF) والجهد الأمامي (VF) هي أسية، وهي خاصية للصمام الثنائي. شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل المحدد. يُظهر منحنى التوزيع الطيفي ذروة واحدة حول 530 نانومتر مع عرض نصف محدد. نمط زاوية الرؤية هو نموذجيًا لامبرتي أو شبه لامبرتي لهذا الجهاز ذي الزاوية الواسعة، مما يعني أن الشدة تتناقص مع جيب تمام الزاوية من المحور.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

يتوافق الـ LED مع أبعاد العبوة القياسية EIA. تحتوي العبوة على عدسة شفافة بالماء. تحدد الرسومات الأبعاد التفصيلية الطول والعرض والارتفاع ومواضع الأطراف. المظهر المنخفض للغاية البالغ 0.8 مم هو ميزة ميكانيكية رئيسية. يتم الإشارة إلى القطبية بواسطة علامة الكاثود، والتي تكون عادةً شقًا أو نقطة خضراء على العبوة. يتم توفير أبعاد وسادة اللحام الموصى بها لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة واستقرار ميكانيكي أثناء وبعد عملية إعادة التدفق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملفات لحام إعادة التدفق

يتم توفير ملفين مقترحين لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR): أحدهما للعملية العادية (القصدير-الرصاص) والآخر للعملية الخالية من الرصاص. بالنسبة للعملية الخالية من الرصاص، والتي تستخدم معجون لحام Sn-Ag-Cu، يجب التحكم في الملف بعناية. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°C، ويجب إدارة الوقت فوق درجة حرارة السيولة للحام لمنع التلف الحراري لعبوة الـ LED مع ضمان إعادة تدفق اللحام بشكل صحيح.

6.2 اللحام بالموجة واليدوي

للحام بالموجة، يتم تحديد درجة حرارة قصوى تبلغ 260°C لمدة 5 ثوانٍ. للحام اليدوي بمكواة، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الطرف 300°C، ويجب تحديد وقت التلامس بـ 3 ثوانٍ لكل وصلة، لمرة واحدة فقط.

6.3 التخزين والتعامل

يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30°C و 70% رطوبة نسبية. يجب إعادة تدفق المكونات التي تمت إزالتها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية (MSL 2a) خلال 672 ساعة (28 يومًا). إذا تجاوز التخزين هذه الفترة، يُوصى بالخبز عند 60°C لمدة 24 ساعة على الأقل قبل التجميع لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

6.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. غمر الـ LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة مقبول. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف عدسة الإيبوكسي أو العبوة.

7. معلومات التعبئة والطلب

التعبئة القياسية هي شريط حامل مقولب بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. يحتوي الشريط على جيوب مغلقة بشريط غطاء علوي. تتبع التعبئة مواصفات ANSI/EIA 481-1-A-1994. بالنسبة لكميات الطلب التي ليست مضاعفًا للبكرة الكاملة، ينطبق حد أدنى لكمية التعبئة يبلغ 500 قطعة للأجزاء المتبقية.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الـ LED مناسب للإضاءة الخلفية في الإلكترونيات الاستهلاكية (مثل الأجهزة المحمولة، شاشات LCD)، ومؤشرات الحالة، والإضاءة الزخرفية، وإضاءة المقصورة الداخلية للسيارات حيث يكون المظهر المنخفض بالغ الأهمية. تجعله زاوية الرؤية الواسعة جيدًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة منطقة واسعة أو وضوح الرؤية من زوايا متعددة.

8.2 اعتبارات التصميم

دائرة القيادة:مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصى بشدة باستخدام مقاومة تحديد تيار فردية على التوالي مع كل LED. يُنصح بعدم توصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة B)، حيث يمكن أن تتسبب الاختلافات الصغيرة في خاصية الجهد الأمامي (Vf) بين مصابيح LED في اختلال كبير في التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متكافئ وإجهاد محتمل للـ LED ذي أقل Vf.

إدارة الحرارة:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، إلا أن تخطيط PCB المناسب لتبديد الحرارة مهم، خاصة عند التشغيل بالقرب من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية. يجب اتباع منحنى التخفيض.

الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب تنفيذ ضوابط ESD مناسبة أثناء التعامل والتجميع. وهذا يشمل استخدام أساور معصم مؤرضة، وسجاد مضاد للكهرباء الساكنة، وضمان تأريض جميع المعدات بشكل صحيح. يمكن استخدام مؤين لتحييد الشحنات الساكنة في منطقة العمل.

9. المقارنة التقنية

الميزة التمييزية الأساسية لـ LTST-C171TGKT هي ارتفاعه المنخفض للغاية البالغ 0.8 مم، وهو أقل بكثير من العديد من مصابيح LED القياسية من نوع SMD (مثل عبوات 0805 أو 1206 التي غالبًا ما يزيد ارتفاعها عن 1.0 مم). وهذا يسمح بالتصميم في منتجات إلكترونية رفيعة بشكل متزايد. توفر زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة ضوءًا أكثر انتشارًا مقارنة بمصابيح LED ذات الزاوية الضيقة، مما يقلل الحاجة إلى بصريات ثانوية في بعض التطبيقات. يقدم هيكل التصنيف المحدد للشدة والجهد والطول الموجي أداءً يمكن التنبؤ به واتساقًا في اللون عبر دفعات الإنتاج للمصممين.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بمصدر طاقة 5 فولت مباشرة؟

ج: لا. الجهد الأمامي النموذجي هو 3.2 فولت. توصيله مباشرة بمصدر 5 فولت بدون مقاومة تحديد تيار سيتسبب في تدفق تيار مفرط، مما قد يدمر الـ LED على الفور. استخدم دائمًا مقاومة على التوالي لضبط التيار المناسب (مثل 20 مللي أمبير).

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

ج: طول موجة الذروة (λP) هو الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية في الحد الأقصى (530 نانومتر). الطول الموجي السائد (λd) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي ينتج نفس اللون المُدرك (525 نانومتر). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

س: كيف أفسر رمز تصنيف شدة الإضاءة (مثل \"T\")؟

ج: يشير رمز التصنيف إلى الحد الأدنى والأقصى المضمون للشدة لمصابيح LED في تلك المجموعة. سيكون لـ LED من مجموعة \"T\" شدة بين 280.0 و 450.0 مللي كانديلا عند تشغيله بتيار 20 مللي أمبير. اختيار رمز تصنيف أعلى يعني عمومًا LED أكثر سطوعًا.

س: هل هذا الـ LED مناسب للاستخدام في الهواء الطلق؟

ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -20°C إلى +80°C. بينما يمكن أن يعمل في بعض البيئات الخارجية، لا يُوصى بالتعرض المطول لأشعة الشمس المباشرة أو الرطوبة أو درجات الحرارة خارج النطاق المحدد بدون تغليف وحماية بيئية مناسبة. تحدد ورقة البيانات استخدامه المقصود للمعدات الإلكترونية العادية.

11. حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم لوحة مؤشرات حالة لجهاز طبي محمول. تتطلب اللوحة 10 مؤشرات خضراء موحدة السطوع في غلاف رفيع للغاية.

التنفيذ:يتم وضع عشرة مصابيح LED من طراز LTST-C171TGKT على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). لضمان سطوع موحد، يتم تشغيل كل LED من خط طاقة مشترك 5 فولت من خلال مقاومته التسلسلية الخاصة. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - Vf_LED) / If. باستخدام Vf نموذجي قدره 3.2V وهدف If قدره 20 مللي أمبير: R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 أوم. يتم اختيار مقاومة قياسية 91 أوم. يتم تحديد جميع مصابيح LED من نفس مجموعة شدة الإضاءة (مثل مجموعة \"S\") لضمان أقل اختلاف في السطوع. يسمح الارتفاع البالغ 0.8 مم للمجموعة بأكملها بالتناسب داخل غلاف سمكه 1.2 مم.

12. مقدمة عن المبدأ

يعتمد انبعاث الضوء في هذا الـ LED على الإضاءة الكهربائية في شبه موصل من نوع إن-غا-إن. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة. عندما تتحد هذه حاملات الشحنة، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة نيتريد الغاليوم الإنديوم طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأخضر. تقوم عدسة الإيبوكسي الشفافة بالماء بتغليف رقاقة أشباه الموصلات، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل نمط إخراج الضوء.

13. اتجاهات التطوير

يستمر الاتجاه في مصابيح LED من نوع SMD للإلكترونيات الاستهلاكية نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة طاقة كهربائية)، وبصمات أصغر، ومظهر أرق. هناك أيضًا دفع لتحسين اتساق اللون وتسامحات تصنيف أكثر إحكامًا لتلبية متطلبات الشاشات عالية الدقة والإضاءة الموحدة. علاوة على ذلك، يظل التوافق مع عمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص وعالية الحرارة ضروريًا بسبب اللوائح البيئية العالمية واعتماد مواد PCB المتقدمة. يعد دمج تنظيم التيار المدمج أو ميزات الحماية داخل عبوة الـ LED نفسها مجالًا للتطوير المستمر لتبسيط تصميم دائرة القيادة.