ورقة بيانات LED LTST-C193KGKT-5A - الأبعاد 1.6x0.8x0.35 مم - الجهد 1.7-2.3 فولت - أخضر AlInGaP - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED صغير الحجم، مصمم للتركيب السطحي الآلي على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يتميز الجهاز بمظهره المنخفض للغاية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. يستخدم مادة شبه موصلة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لإنتاج ضوء أخضر، مما يوفر سطوعًا عاليًا في عامل شكل مضغوط.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• سمك عبوة منخفض للغاية يبلغ 0.35 ملليمتر.
• إخراج سطوع عالٍ باستخدام تقنية شريحة AlInGaP.
• معبأ على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات للتركيب الآلي (Pick-and-Place).
• مخطط عبوة قياسي وفقًا لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• متوافق مع مستويات تشغيل الدوائر المتكاملة (IC) القياسية.
• مصمم لتوافق مع معدات التركيب الآلي.
• مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات

يُقصد بهذا LED لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب حجمًا مضغوطًا وإشارة موثوقة. تشمل مجالات التطبيق النموذجية:

• أجهزة الاتصالات، ومعدات أتمتة المكاتب، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• شاشات العرض الدقيقة ومؤشرات اللوحات.
• الإضاءة الإشارية والرمزية.

2. أبعاد العبوة والبيانات الميكانيكية

يُحاط LED بغلاف قياسي للتركيب السطحي. لون العدسة شفاف مائي، بينما ينبعث مصدر الضوء بلون أخضر. تشمل الأبعاد الحرجة طول الجسم 1.6 مم، وعرض 0.8 مم، وارتفاع 0.35 مم. جميع التسامحات الأبعاد هي عادةً ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب الرجوع إلى الرسومات الميكانيكية التفصيلية للحصول على تخطيط وسادات اللحام والتركيب الدقيق.

3. التقييمات والخصائص

3.1 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز. يتم تحديد جميع التقييمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd): 50 ملي واط
• تيار الأمامي الذروي (IFP): 40 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر (IF): 20 مللي أمبير تيار مستمر
• الجهد العكسي (VR): 5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr): من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg): من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• شرط لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء: درجة حرارة ذروية 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يُوصى بملف درجة حرارة محدد لضمان وصلات لحام موثوقة دون الإضرار بغلاف LED. يتضمن الملف عادةً مرحلة تسخين مسبق، ومرحلة تسريع، ومنطقة درجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260 درجة مئوية، ومرحلة تبريد مُتحكم بها. يجب إدارة إجمالي الوقت فوق 217 درجة مئوية (درجة حرارة السيولة للقصدير الخالي من الرصاص النموذجي) وفقًا لمواصفات معجون اللحام.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف التشغيل العادية عند Ta=25 درجة مئوية.

• الشدة الضوئية (Iv): تتراوح من 4.5 إلى 28 ملي كانديلا (mcd) عند تيار أمامي (IF) قدره 5 مللي أمبير. تم القياس بمستشعر مُرشح لمنحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية المشاهدة (2θ½): 130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة الضوئية إلى نصف قيمتها على المحور.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP): عادةً 574.0 نانومتر (nm).
• الطول الموجي السائد (λd): يتراوح من 567.5 نانومتر إلى 576.5 نانومتر عند IF=5 مللي أمبير. هذا يُحدد اللون المُدرك للضوء.
• عرض النصف الطيفي (Δλ): حوالي 15 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيفي للانبعاث الأخضر.
• الجهد الأمامي (VF): يتراوح من 1.7 فولت إلى 2.3 فولت عند IF=5 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR): أقصى 10 ميكرو أمبير (µA) عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.

4. نظام التصنيف

لضمان الاتساق في التطبيق، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات الجهد والسطوع واللون المحددة.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (VF)

يتم تعريف المجموعات حسب انخفاض الجهد الأمامي عند 5 مللي أمبير.
E2: 1.7 فولت - 1.9 فولت
E3: 1.9 فولت - 2.1 فولت
E4: 2.1 فولت - 2.3 فولت
التسامح لكل مجموعة: ±0.1 فولت

4.2 تصنيف الشدة الضوئية (Iv)

يتم تعريف المجموعات حسب الشدة الضوئية عند 5 مللي أمبير.
J: 4.5 ملي كانديلا - 7.1 ملي كانديلا
K: 7.1 ملي كانديلا - 11.2 ملي كانديلا
L: 11.2 ملي كانديلا - 18.0 ملي كانديلا
M: 18.0 ملي كانديلا - 28.0 ملي كانديلا
التسامح لكل مجموعة: ±15%

4.3 تصنيف الدرجة اللونية (الطول الموجي السائد، λd)

يتم تعريف المجموعات حسب الطول الموجي السائد عند 5 مللي أمبير، مما يحدد الظل الدقيق للأخضر.
C: 567.5 نانومتر - 570.5 نانومتر
D: 570.5 نانومتر - 573.5 نانومتر
E: 573.5 نانومتر - 576.5 نانومتر
التسامح لكل مجموعة: ±1 نانومتر

5. منحنيات الأداء النموذجية

توفر البيانات الرسومية رؤية أعمق لسلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. تشمل المنحنيات النموذجية:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V): يُظهر العلاقة الأسية، وهي حاسمة لحساب مقاومة تحديد التيار.
• الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي: يُوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، حتى الحد الأقصى المسموح به.
• الشدة الضوئية مقابل درجة الحرارة المحيطة: يُظهر انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو أمر مهم لإدارة الحرارة.
• التوزيع الطيفي: رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، متمركز حول طول الموجة الذروي البالغ 574 نانومتر.

6. دليل المستخدم ومعلومات التركيب

6.1 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام ضروريًا، استخدم فقط المذيبات المحددة. اغمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. تجنب استخدام المنظفات الكيميائية العدوانية أو غير المحددة والتي قد تتلف عدسة الإيبوكسي أو الغلاف.

6.2 تخطيط وسادات PCB الموصى به

يتم توفير نمط أرضي مقترح (Footprint) لـ PCB لضمان تكوين حشوة لحام مناسبة واستقرار ميكانيكي. يأخذ هذا النمط في الاعتبار أبعاد العبوة والمسافة الموصى بها لطبقة القناع.

6.3 مواصفات التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل بارز بشريط غطاء واقي. تشمل المواصفات الرئيسية عرض الشريط 8 مم، وتباعد الجيوب، وأبعاد البكرة (قطر 7 بوصات). الكمية القياسية للبكرة هي 5000 قطعة. تتبع التعبئة معايير ANSI/EIA-481.

6.4 التخزين والتعامل

• احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). استخدم أسوار المعصم، وسُجاد مضاد للكهرباء الساكنة، ومعدات مؤرضة بشكل صحيح أثناء التعامل.
• حساسية الرطوبة:تم تصنيف العبوة بـ MSL 2a. بمجرد فتح كيس الحاجز الرطوبي الأصلي، يجب تعريض المكونات لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا) تحت رطوبة مُتحكم بها (<60% RH). للتخزين لفترة أطول من ذلك أو في بيئات غير مُتحكم بها، يُوصى بالتجفيف عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة قبل اللحام.
• العبوات غير المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 90% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ التصنيع.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 تحديد التيار

مقاومة خارجية لتحديد التيار إلزامية للتشغيل الموثوق. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF، حيث VF هو الجهد الأمامي من المجموعة أو القيمة النموذجية، و IF هو تيار التشغيل المطلوب (لا يتجاوز 20 مللي أمبير تيار مستمر). ضع دائمًا في الاعتبار تسامح مصدر الطاقة وتباين VF لـ LED في الحساب.

7.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، إلا أن الحفاظ على درجة حرارة وصلة منخفضة أمر بالغ الأهمية للموثوقية طويلة المدى وإخراج ضوء مستقر. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على PCB حول وسادات LED لتعمل كمشتت حراري، خاصة عند التشغيل بتيارات أعلى ضمن النطاق المسموح به.

7.3 التصميم البصري

زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 130 درجة تجعل هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة أو وضوح الرؤية من زوايا متعددة. للضوء المركز، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء ضرورية. توفر العدسة الشفافة المائية الحد الأدنى من امتصاص الضوء.

7.4 التحكم في عملية اللحام

الالتزام بملف إعادة التدفق الموصى به أمر بالغ الأهمية. يمكن أن يتسبب الوقت المفرط فوق درجة حرارة السيولة أو درجات الحرارة الذروية التي تتجاوز 260 درجة مئوية في فشل وصلة السلك الداخلية أو تشقق الغلاف. يجب أن يقتصر اللحام اليدوي بالمكواة على 300 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، ويُطبق مرة واحدة فقط.

8. المقارنة التقنية والمزايا

المميز الأساسي لهذا المكون هو سمكه البالغ 0.35 مم، وهو أنحف بكثير من العديد من مصابيح LED السطحية القياسية. هذا يسمح بالدمج في الإلكترونيات الاستهلاكية فائقة النحافة. يوفر استخدام تقنية AlInGaP كفاءة أعلى واستقرارًا حراريًا أفضل مقارنة ببعض تقنيات LED الخضراء القديمة، مما يؤدي إلى سطوع ولون أكثر اتساقًا على نطاق درجة حرارة التشغيل. يوفر نظام التصنيف الشامل للمصممين تحكمًا دقيقًا في الخصائص البصرية والكهربائية لمنتجهم النهائي.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مخرج منطقي 3.3 فولت أو 5 فولت؟
ج: لا. يجب عليك دائمًا استخدام مقاومة متسلسلة لتحديد التيار. ينطبق الحساب في القسم 7.1. تشغيله مباشرة من المرجح أن يتجاوز الحد الأقصى للتيار ويدمر LED.

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟
ج: طول موجة الذروة (λP) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأعلى شدة. الطول الموجي السائد (λd) هو الطول الموجي الوحيد الذي ينتج نفس الإدراك اللوني لضوء LED. λd أكثر صلة بتحديد اللون.

س: كيف أفسر رمز التصنيف في رقم الجزء؟
ج: يتضمن رقم الجزء LTST-C193KGKT-5A رموزًا مضمنة. يشير الحرف 'K' عادةً إلى مجموعة شدة ضوئية محددة (مثل مجموعة K من 7.1-11.2 ملي كانديلا)، ويشير الحرف 'G' إلى اللون الأخضر. يجب تأكيد التعيين الدقيق مع قائمة رموز التصنيف التفصيلية للشركة المصنعة.

س: هل هذا LED مناسب للاستخدام في الهواء الطلق؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، وهو يغطي العديد من البيئات. ومع ذلك، تحدد ورقة البيانات التطبيقات على أنها في المقام الأول داخلية (مثل اللوحات الإعلانية). للاستخدام في الهواء الطلق، ضع في اعتبارك حماية إضافية من الأشعة فوق البنفسجية وتسلل الرطوبة، والتي لم يتم تغطيتها في هذه الوثيقة.

10. مبدأ التشغيل

يعمل هذا LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة p-n شبه موصلة. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تشغيل الصمام الثنائي (VF)، تندمج الإلكترونات من مادة AlInGaP من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p في المنطقة النشطة. يطلق حدث الاندماج هذا الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأخضر. تعمل عدسة الإيبوكسي على حماية الشريحة شبه الموصلة، وتشكيل حزمة إخراج الضوء، وتعزيز استخراج الضوء من المادة.