ورقة بيانات ثنائي LED ثنائي اللون LTST-C195KGKFKT - أبعاد العبوة - أخضر 2.0 فولت برتقالي 2.0 فولت - 75 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمكون LED ثنائي اللون للتركيب السطحي. يدمج الجهاز شريحتي إضاءة متميزتين داخل عبوة واحدة قياسية في الصناعة. تم تصميمه للتطبيقات التي تتطلب إشارة بلونين مختلفين من بصمة صغيرة. تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون توافقه مع عمليات التجميع الآلي، وإخراج سطوع عالٍ من مادة شبه موصلة متقدمة، والامتثال للوائح البيئية. وهو مناسب لمجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات الأجهزة، وتطبيقات إشارة الحالة حيث يكون توفير المساحة والأداء الموثوق أمرًا بالغ الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يحتوي الجهاز على حدود محددة للتشغيل الآمن. قد يؤدي تجاوز هذه التقييمات إلى تلف دائم. الحد الأقصى لتبديد الطاقة لكل شريحة لون (الأخضر والبرتقالي) هو 75 ميغاواط عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (DC) هو 30 مللي أمبير لكل شريحة. للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 80 مللي أمبير تحت دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. الحد الأقصى لجهد العكسي الذي يمكن تطبيقه هو 5 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، بينما نطاق درجة حرارة التخزين أوسع، من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. ينطبق عامل تخفيض قدره 0.4 مللي أمبير/درجة مئوية على التيار الأمامي فوق 25 درجة مئوية، مما يعني أن التيار المستمر المسموح به يتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة لإدارة الحمل الحراري.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معلمات الأداء الرئيسية عند Ta=25 درجة مئوية وتيار اختبار (IF) قدره 20 مللي أمبير. جهد الأمام النموذجي (VF) لكل من الشريحتين الخضراء والبرتقالية هو 2.0 فولت، بحد أقصى 2.4 فولت. هذا الجهد الأمامي المنخفض هو سمة من سمات تقنية AlInGaP ويساهم في كفاءة الطاقة.

الأداء البصري:

• الشريحة الخضراء:شدة الإضاءة النموذجية هي 35.0 مللي كانديلا (ميللي كانديلا)، بحد أدنى 18.0 مللي كانديلا وحد أقصى محدد بواسطة نظام التصنيف. طول موجة الانبعاث الذروة النموذجي (λP) هو 574 نانومتر، وطول الموجة السائد النموذجي (λd) هو 571 نانومتر.
• الشريحة البرتقالية:توفر شدة إضاءة نموذجية أعلى عند 90.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى 45.0 مللي كانديلا). تنبعث منه بطول موجة أطول، مع λP نموذجي يبلغ 611 نانومتر و λd نموذجي يبلغ 605 نانومتر.

تشارك كلتا الشريحتين زاوية مشاهدة واسعة جدًا (2θ1/2) تبلغ 130 درجة، مما يوفر نمط إضاءة منتشرًا واسعًا مناسبًا للمشاهدة بزاوية واسعة. نصف عرض الخط الطيفي (Δλ) هو حوالي 15 نانومتر للأخضر و 17 نانومتر للبرتقالي، مما يشير إلى انبعاث لوني نقي نسبيًا. تشمل المعلمات الكهربائية الأخرى الحد الأقصى للتيار العكسي (IR) وهو 10 ميكرو أمبير عند VR=5V والسعة النقطية النموذجية (C) وهي 40 بيكو فاراد.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في السطوع، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على شدة الإضاءة المقاسة عند 20 مللي أمبير. لكل فئة نطاق شدة محدد أدنى وأقصى، مع تطبيق تسامح +/-15% داخل كل فئة.

فئات شدة الإضاءة الخضراء:

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

فئات شدة الإضاءة البرتقالية:

• الفئة P: 45.0 - 71.0 مللي كانديلا
• الفئة Q: 71.0 - 112.0 مللي كانديلا
• الفئة R: 112.0 - 180.0 مللي كانديلا
• الفئة S: 180.0 - 280.0 مللي كانديلا

يسمح هذا النظام للمصممين باختيار مكونات بمستويات سطوع يمكن التنبؤ بها لتطبيقهم، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق مظهر موحد في مصفوفات LED متعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية للتصميم التفصيلي. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإنها تشمل عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية IV للوصلة الثنائية.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح التخفيض الحراري لإخراج الضوء، والذي يتناقص عمومًا مع ارتفاع درجة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسوم بيانية توضح القدرة الإشعاعية النسبية مقابل الطول الموجي لكل لون، مع تسليط الضوء على أطوال الموجات الذروة والسائدة.

هذه المنحنيات حاسمة لتصميم دوائر القيادة، وإدارة الأداء الحراري، وفهم استقرار اللون تحت ظروف تشغيل مختلفة.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

يتوافق الجهاز مع مخطط عبوة قياسي EIA. تشير ملاحظات الأبعاد الرئيسية إلى أن جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح عام ±0.10 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتميز المكون بعدسة شفافة بالماء، مما يسمح برؤية لون الشريحة الأصلي (أخضر أو برتقالي) مباشرة. يتم تعريف تعيين الدبوس لوظيفة اللون المزدوج بوضوح: الدبابيس 1 و 3 للشريحة الخضراء، بينما الدبابيس 2 و 4 للشريحة البرتقالية. يسمح تكوين الدبوس الرباعي هذا بالتحكم المستقل في اللونين. يتم توريد الجهاز معبأ في شريط 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات، متوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية القياسية.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملفات لحام إعادة التدفق

يتم توفير ملفين مقترحين لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR): واحد لعملية اللحام العادية (القصدير-الرصاص) وواحد لعملية اللحام الخالية من الرصاص (SnAgCu). ملف اللحام الخالي من الرصاص إلزامي عند استخدام معجنة لحام خالية من الرصاص. المعلمة الرئيسية للحام الأشعة تحت الحمراء هي درجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية مستمرة لمدة أقصاها 5 ثوانٍ. عادةً ما يتم توضيح معدلات التسخين المسبق والارتفاع/التبريد التفصيلية في رسوم ملفات اللحام.

6.2 التخزين والتعامل

يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30 درجة مئوية و 70% رطوبة نسبية. يجب أن تخضع المكونات التي تمت إزالتها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية لعملية لحام إعادة تدفق بالأشعة تحت الحمراء في غضون أسبوع واحد. للتخزين لفترة أطول خارج العبوة الأصلية، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في جو نيتروجين. إذا تم تخزينها بدون تغليف لأكثر من أسبوع، يلزم تجفيفها عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 24 ساعة على الأقل قبل التجميع لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع "انفشار الذرة" أثناء إعادة التدفق.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام ضروريًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف العبوة البلاستيكية. تشمل الطرق المقبولة الغمر في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة.

7. معلومات التعبئة والطلب

التعبئة القياسية هي بكرة 7 بوصات تحتوي على 4000 قطعة. الحد الأدنى لكمية الطلب هو 500 قطعة للكميات المتبقية. يتوافق نظام الشريط والبكرة مع مواصفات ANSI/EIA 481-1-A-1994. يتم إغلاق الجيوب الفارغة في شريط الناقل بشريط غطاء علوي. تسمح مواصفات الجودة بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين على بكرة. رقم الجزء LTST-C195KGKFKT يتبع نظام الترميز الداخلي للشركة المصنعة، مما يحدد المتغير ثنائي اللون المحدد.

8. توصيات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل مصباح LED فردي (نموذج الدائرة A). لا يوصى بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر تيار واحد (نموذج الدائرة B)، لأن الاختلافات الطفيفة في خصائص جهد الأمام (Vf) بين مصابيح LED الفردية ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، السطوع.

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يمكن أن يظهر تلف ESD كتيار تسرب عكسي مرتفع، أو جهد أمامي منخفض، أو فشل في الإضاءة عند التيارات المنخفضة. يجب تنفيذ تدابير وقائية أثناء التعامل والتركيب:

• استخدام أسوار معصم موصلة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• التأكد من أن جميع المعدات، ومحطات العمل، وأرفف التخزين مؤرضة بشكل صحيح.
• استخدام مؤين لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على عدسة LED بسبب احتكاك التعامل.

8.3 نطاق التطبيق والتحذيرات

هذا المكون مخصص للمعدات الإلكترونية ذات الأغراض العامة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، والأجهزة الطبية، وأنظمة السلامة)، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة للمكون قبل التصميم. يجب على المصممين الالتزام الصارم بالحدود القصوى المطلقة وظروف التشغيل الموصى بها الموضحة في ورقة البيانات هذه.

9. المقارنة التقنية والتمييز

الميزات الرئيسية المميزة لهذا المكون هي قدرته ثنائية اللون في عبوة SMD واحدة واستخدام تقنية أشباه الموصلات AlInGaP. تشتهر AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) بتوفير كفاءة إضاءة عالية ونقاء لون ممتاز، خاصة في الطيف من العنبر إلى الأحمر، مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم. يوفر دمج شريحتين مساحة على اللوحة ويبسط التجميع مقارنة باستخدام مصباحي LED أحاديي اللون منفصلين. زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 130 درجة هي ميزة أخرى للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل كل من الشريحتين الخضراء والبرتقالية في وقت واحد بأقصى تيار مستمر لكل منهما وهو 30 مللي أمبير؟

ج: نعم، ولكن يجب مراعاة تبديد الطاقة الإجمالي. التشغيل المتزامن عند 30 مللي أمبير لكل منهما سيؤدي إلى تبديد طاقة مجتمع يقترب من الحدود الفردية. يُنصح بالإدارة الحرارية الدقيقة للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) في مثل حالة الاستخدام هذه.

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة (λP) وطول الموجة السائد (λd)؟

ج: طول موجة الذروة هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأعلى شدة. يتم اشتقاق طول الموجة السائد من مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون النقي الذي سوف يُدركه العين البشرية بنفس لون إخراج LED. غالبًا ما يكون λd أكثر صلة بتحديد اللون.

س: كيف أختار الفئة الصحيحة لتطبيقي؟

ج: اختر فئة بناءً على الحد الأدنى للسطوع المطلوب لتصميمك تحت أسوأ الظروف (مثل أقصى درجة حرارة تشغيل، نهاية العمر الافتراضي). يوفر استخدام فئة ذات شدة دنيا أعلى هامش أمان للسطوع. للحصول على مظهر متسق عبر وحدات متعددة، حدد رمز فئة واحد.

11. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

المثال 1: مؤشر حالة ثنائي الحالة:يمكن لمصباح LTST-C195KGKFKT واحد أن يحل محل مصباحي LED منفصلين للإشارة إلى حالتين مختلفتين للنظام (مثل الأخضر لـ "جاهز/طبيعي" والبرتقالي لـ "جاهز/تحذير"). هذا يوفر مساحة على اللوحة ويقلل عدد الأجزاء. ستتكون دائرة القيادة من شبكتي مقاومتين محددتين للتيار مستقلتين متصلتين بالدبابيس المناسبة (1/3 للأخضر، 2/4 للبرتقالي)، يتم التحكم فيهما بواسطة دبابيس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة.

المثال 2: مؤشر مستوى البطارية في جهاز مدمج:في جهاز محمول باليد، يمكن استخدام عدة مصابيح LED ثنائية اللون بأسلوب الرسم البياني الشريطي. يمكن أن تشير الألوان المختلفة إلى عتبات مستوى بطارية مختلفة (مثل الأخضر لـ >50%، والبرتقالي لـ 20-50%، وإيقاف كلاهما لـ<20%). تضمن زاوية المشاهدة الواسعة أن المؤشر مرئي من زوايا مختلفة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

مصابيح LED (الصمامات الثنائية الباعثة للضوء) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تحدث هذه الظاهرة، المسماة بالتلألؤ الكهربائي، عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. تحدد المادة المحددة لشريحة أشباه الموصلات لون (طول موجة) الضوء المنبعث. نظام مادة AlInGaP المستخدم في هذا المكون فعال بشكل خاص في تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء مرئي في الجزء الأخضر إلى الأحمر من الطيف. تحتوي العبوة ثنائية اللون على شريحتين من أشباه الموصلات معزولتين كهربائيًا، كل منهما مصنوعة من مادة مضبوطة لانبعاث لون محدد، موضوعة تحت عدسة إيبوكسي شفافة بالماء مشتركة.

13. اتجاهات وتطورات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا LED للتركيب السطحي نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وزيادة كثافة الطاقة في عبوات أصغر. هناك أيضًا دافع قوي لاعتماد أوسع للمواد والعمليات الخالية من الرصاص والمتوافقة مع RoHS عبر صناعة الإلكترونيات، وهو ما يدعمه هذا المكون. يعالج دمج وظائف متعددة (مثل ثنائي اللون أو RGB) في عبوات واحدة الطلب على التصغير وبساطة التصميم في الإلكترونيات الحديثة. تستمر التطورات في تكنولوجيا الفوسفور وتصميم الشريحة في دفع حدود السطوع واستقرار اللون عبر درجة الحرارة والعمر الافتراضي.