ورقة بيانات LED SMD طراز LTST-C190KGKT - الأبعاد 3.2x1.6x0.8 مم - الجهد 1.9-2.4 فولت - الطاقة 75 مللي واط - أخضر AlInGaP - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED من نوع جهاز السطح المثبت (SMD). تم تصميم هذا المكون للتجميع الآلي على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وهو مناسب بشكل خاص للتطبيقات التي يكون فيها المساحة قيدًا حرجًا. يتميز المصباح بملف فائق الرقة ويستخدم مادة أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP لشريحته الباعثة للضوء، مما يوفر سطوعًا عاليًا في الطيف الأخضر.

1.1 المميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• ارتفاع منخفض للغاية يبلغ 0.80 ملليمتر فقط.
• شدة إضاءة عالية توفرها شريحة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم).
• معبأ على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات لأنظمة التجميع الآلي (Pick-and-Place).
• مخطط عبوة قياسي وفقًا لتحالف الصناعات الإلكترونية (EIA).
• متوافق مع مستويات تشغيل الدوائر المتكاملة (IC) القياسية.
• مصمم ليكون متوافقًا مع معدات وضع المكونات الآلية.
• مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) الشائعة الاستخدام في تكنولوجيا التركيب السطحي (SMT).

1.2 التطبيقات

This LED is versatile and can be integrated into a wide array of electronic devices and systems, including but not limited to:

• معدات الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية، الهواتف المحمولة).
• أجهزة أتمتة المكاتب وأنظمة الشبكات.
• الأجهزة المنزلية والإلكترونيات الاستهلاكية.
• لوحات التحكم الصناعي وأجهزة القياس.
• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• الشاشات الدقيقة وإضاءة الرموز.
• اللافتات الداخلية والعروض المعلوماتية.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

توفر الأقسام التالية تحليلاً مفصلاً للخصائص الكهربائية والبصرية والبيئية للمصباح.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تمثل هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):75 مللي واط
• تيار الأمام الذروي (I_F(PEAK)):80 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• تيار الأمام المستمر (I_F):30 مللي أمبير تيار مستمر
• 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 +85°C
• درجة حرارة لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (T_a) قدرها 25°C تحت ظروف الاختبار المحددة.

• شدة الإضاءة (I_V):18.0 - 71.0 مللي كانديلا (مقاسًا عند I_F= 20 مللي أمبير).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة (الزاوية المحورية التي تكون عندها الشدة نصف القيمة على المحور).
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):574.0 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λ_d):567.5 - 576.5 نانومتر (مقاسًا عند I_F= 20 مللي أمبير).
• عرض النصف الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي).
• جهد الأمام (V_F):1.9 - 2.4 فولت (مقاسًا عند I_F= 20 مللي أمبير).
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى (مقاسًا عند V_R= 5 فولت).

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الإنتاج والتصميم، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على معايير رئيسية. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات الجهد والسطوع واللون المحددة.

3.1 تصنيف جهد الأمام (V_F)

تحدد المجموعات نطاق انخفاض جهد الأمام عبر المصباح عند تشغيله بتيار 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±0.1 فولت.

• المجموعة 4: 1.90 فولت - 2.00 فولت
• المجموعة 5: 2.00 فولت - 2.10 فولت
• المجموعة 6: 2.10 فولت - 2.20 فولت
• المجموعة 7: 2.20 فولت - 2.30 فولت
• المجموعة 8: 2.30 فولت - 2.40 فولت

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

تصنف المجموعات الحد الأدنى والأقصى للإخراج الضوئي عند 20 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو ±15%.

• المجموعة M: 18.0 مللي كانديلا - 28.0 مللي كانديلا
• المجموعة N: 28.0 مللي كانديلا - 45.0 مللي كانديلا
• المجموعة P: 45.0 مللي كانديلا - 71.0 مللي كانديلا

3.3 تصنيف اللون / الطول الموجي السائد (λ_d)

يتحكم هذا التصنيف في الدرجة الدقيقة للون الأخضر. التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.

• المجموعة C: 567.5 نانومتر - 570.5 نانومتر
• المجموعة D: 570.5 نانومتر - 573.5 نانومتر
• المجموعة E: 573.5 نانومتر - 576.5 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الأداء النموذجية (غير مكررة في النص ولكن تمت الإشارة إليها في ورقة البيانات) رؤية بصرية لسلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. تشمل هذه عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع زيادة تيار التشغيل، عادةً في علاقة غير خطية.
• جهد الأمام مقابل تيار الأمام:يوضح منحنى خاصية IV للدايود.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح الانخفاض الحراري لإخراج الضوء؛ تنخفض الشدة عمومًا مع ارتفاع درجة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يوضح القدرة الإشعاعية النسبية عبر الأطوال الموجية، متمركزًا حول الطول الموجي الذروي 574 نانومتر بعرض نصف نموذجي 15 نانومتر.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

يتميز المصباح ببصمة SMD مستطيلة مدمجة. الأبعاد الرئيسية (بالمليمترات) هي: الطول = 3.2، العرض = 1.6، الارتفاع = 0.8. يحدد رسم الأبعاد التفصيلي مواقع الوسادات، ومخطط المكون، وعلامة القطبية (عادةً مؤشر الكاثود). جميع تسامحات الأبعاد هي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 نمط اللحام الموصى به على PCB

يتم توفير تخطيط مقترح لوسادات اللحام لضمان لحام موثوق ومحاذاة صحيحة أثناء عملية إعادة التدفق. يأخذ هذا النمط في الاعتبار تشكيل حشوة اللحام ومحاذاة المكون الذاتية أثناء إعادة التدفق.

5.3 التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد المصابيح في شريط حامل بارز بشريط غطاء واقٍ. تفاصيل التعبئة الرئيسية:

• عرض الشريط الحامل:8 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات (178 مم).
• الكمية لكل بكرة:4000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للكميات المتبقية.
• تتوافق التعبئة مع معايير ANSI/EIA-481.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (عملية خالية من الرصاص)

تم تصنيف المكون لعمليات اللحام الخالية من الرصاص. يتم توفير ملف تعريف إعادة تدفق مقترح، يلتزم بمعايير JEDEC. تشمل المعايير الرئيسية:

• درجة حرارة التسخين المسبق:150°C إلى 200°C.
• وقت التسخين المسبق:120 ثانية كحد أقصى.
• درجة حرارة الجسم الذروية:260°C كحد أقصى.
• الوقت فوق 260°C:10 ثوانٍ كحد أقصى.
• عدد مرات إعادة التدفق:مرتين كحد أقصى.

ملاحظة:يجب تحديد ملف تعريف درجة الحرارة الفعلي لتصميم PCB المحدد، ومعجون اللحام، والفرن المستخدم.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد:

• درجة حرارة المكواة:300°C كحد أقصى.
• وقت اللحام:3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.
• عدد محاولات اللحام:يوصى بمرة واحدة فقط لمنع التلف الحراري.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط لتجنب إتلاف عبوة LED. تشمل العوامل الموصى بها كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل (IPA). يجب غمر LED في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة.

7. احتياطات التخزين والتعامل

7.1 الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب تطبيق ضوابط ESD مناسبة أثناء التعامل، بما في ذلك استخدام أسوار المعصم المؤرضة، والفرش المضادة للكهرباء الساكنة، والحاويات الموصلة. يجب تأريض جميع المعدات بشكل صحيح.

7.2 الحساسية للرطوبة

يحتوي هذا المكون على تصنيف مستوى الحساسية للرطوبة (MSL). يشير المستوى المحدد (مثل MSL 3) إلى المدة التي يمكن أن يتعرض فيها الجهاز لظروف الغرفة المحيطة بعد فتح الكيس الأصلي المغلق قبل أن يحتاج إلى الخبز لإزالة الرطوبة الممتصة.

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي هو سنة واحدة عند التخزين في الكيس الأصلي المضاد للرطوبة مع مجفف.
• العبوة المفتوحة:للمكونات التي تم إزالتها من الكيس المغلق، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C و 60% رطوبة نسبية. يوصى بإكمال عملية إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء في غضون أسبوع واحد. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، قم بالتخزين في حاوية مغلقة مع مجفف. يجب خبز المكونات المخزنة لأكثر من أسبوع (مثلًا عند 60°C لمدة 20 ساعة) قبل اللحام لمنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تحديد التيار

يُطلب دائمًا تقريبًا مقاوم خارجي محدد للتيار عند تشغيل LED من مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R = (V_source- V_F) / I_F. باستخدام أقصى V_Fمن ورقة البيانات (2.4 فولت) يضمن أن المقاوم يوفر تحديدًا كافيًا للتيار حتى لمصابيح LED من مجموعة الجهد الأعلى.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (75 مللي واط)، إلا أن الحفاظ على درجة حرارة تقاطع LED ضمن نطاق التشغيل المحدد أمر بالغ الأهمية لموثوقية طويلة المدى وإخراج ضوء مستقر. تأكد من وجود تخفيف حراري كافٍ في تصميم وسادة PCB وتجنب وضع LED بالقرب من مصادر حرارة كبيرة أخرى.

8.3 التصميم البصري

زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة تجعل هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة منتشرة بدلاً من شعاع مركز. لتطبيقات المؤشرات، ضع في الاعتبار شدة الإضاءة المطلوبة (اختيار مجموعة I_Vالمناسبة) لضمان الرؤية تحت ظروف الإضاءة المحيطة.

9. المقارنة الفنية والتمييز

عوامل التمييز الأساسية لهذا LED هيارتفاعه الفائق الرقة البالغ 0.8 ممواستخدامشريحة AlInGaP. مقارنة بمصابيح LED الخضراء التقليدية من نوع GaP (فوسفيد الغاليوم)، تقدم تقنية AlInGaP عادةً كفاءة وسطوعًا أعلى، مما يؤدي إلى شدة إضاءة أكبر لتيار تشغيل معين. الملف الرقيق هو ميزة حاسمة في الإلكترونيات الاستهلاكية الحديثة والنحيفة حيث يكون الارتفاع الرأسي محدودًا بشدة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λ_P):الطول الموجي الفردي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة أعظم ما يمكن.الطول الموجي السائد (λ_d):الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملاحظ لـ LED كما هو محدد في مخطط لونية CIE. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون في تطبيقات العرض والمؤشرات.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم محدد للتيار؟

No.LED هو جهاز يعمل بالتيار. توصيله مباشرة بمصدر جهد يتجاوز جهد الأمام الخاص به سيتسبب في تدفق تيار مفرط، مما قد يدمر الجهاز على الفور بسبب الانفلات الحراري. استخدم دائمًا مقاومًا محددًا للتيار على التوالي أو مشغل تيار ثابت.

10.3 لماذا يعتبر التصنيف (Binning) مهمًا؟

يضمن التصنيف توحيد اللون والسطوع داخل التطبيق. استخدام مصابيح LED من نفس مجموعات V_F, I_V, و λ_dيضمن أن جميع المؤشرات في لوحة سيكون لها مظهر وأداء متسقين، وهو أمر بالغ الأهمية لتجربة المستخدم وجودة المنتج.

11. مثال تصميمي عملي

السيناريو:تصميم مؤشر حالة لجهاز محمول يعمل بجهد 3.3 فولت. الهدف هو مؤشر أخضر بسطوع متوسط.

1. اختيار التيار:اختر تيار تشغيل قدره 10 مللي أمبير لتحقيق توازن بين السطوع واستهلاك الطاقة.
2. حساب المقاوم:استخدم أقصى V_Fللسلامة: R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 91 أوم.
3. اختيار المجموعة:حدد المجموعة N لشدة الإضاءة (28-45 مللي كانديلا) والمجموعة D للطول الموجي السائد (570.5-573.5 نانومتر) للحصول على لون أخضر متوسط السطوع ومتسق.
4. التخطيط:اتبع نمط اللحام الموصى به في ورقة البيانات. تأكد من توصيل وسادة الكاثود (المعلّمة على LED) بالأرض عبر المقاوم المحدد للتيار.

12. مقدمة تكنولوجية

يستخدم هذا LED مادة أشباه موصلاتAlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم)تمت زراعتها على ركيزة شفافة. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من الشريحة، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP يحدد طاقة فجوة النطاق وبالتالي لون الضوء المنبعث، في هذه الحالة الأخضر. يُعرف نظام المواد هذا بكفاءته الكمية الداخلية العالية، خاصة في المناطق الطيفية الحمراء والبرتقالية والصفراء والخضراء.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر الاتجاه في مصابيح LED من نوع SMD للإلكترونيات الاستهلاكية نحوالتصغير، وكفاءة أعلى، وتحسين تجسيد الألوان.تتقلص ارتفاعات العبوات إلى أقل من 0.8 مم لتمكين أجهزة أرق. تحسينات الكفاءة (المزيد من اللومن لكل واط) تقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري. هناك أيضًا تركيز متزايد على تسامحات تصنيف أكثر ضيقًا لتلبية متطلبات توحيد الألوان الصارمة للشاشات عالية الدقة وإضاءة السيارات. تكنولوجيا أشباه الموصلات الأساسية تتطور أيضًا، مع استمرار البحث في مواد مثل GaN-on-Si ومصابيح LED الدقيقة (micro-LEDs) لتطبيقات الجيل التالي.