ورقة بيانات ثنائية اللون LED LTST-C295TBKFKT - سماكة 0.55 مم - أزرق 3.8 فولت / برتقالي 2.4 فولت - 76 ميجاوات / 75 ميجاوات - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-C295TBKFKT ثنائي LED ثنائي اللون، من نوع الأجهزة السطحية (SMD)، مصممًا للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب حجمًا مضغوطًا وسطوعًا عاليًا. يدمج هذا المنتج رقائقين شبه موصلتين متميزتين داخل غلاف واحد رقيق بشكل استثنائي.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

الميزة الأساسية لهذا LED هي سماكته الفائقة التي تبلغ 0.55 مم، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات محدودة المساحة مثل شاشات الرفع الفائق، والأجهزة المحمولة، ووحدات الإضاءة الخلفية. وهو يلبي معايير ROHS والمنتجات الصديقة للبيئة، مما يضمن الامتثال البيئي. يوفر استخدام تقنيات الرقائق المتقدمة InGaN (للأزرق) وAlInGaP (للبرتقالي) كفاءة إضاءة عالية. تتوافق مع معدات التركيب الآلي وعمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، مما يجعلها مناسبة لخطوط التصنيع الآلي عالية الإنتاجية النموذجية في الإلكترونيات الاستهلاكية، ومؤشرات الصناعية، وإضاءة السيارات الداخلية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

توفر الأقسام التالية تفصيلاً دقيقًا لمواصفات الجهاز.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود القيم التي إذا تجاوزتها قد يتعرض الجهاز لتلف دائم. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd):الأزرق: 76 ميغاواط، البرتقالي: 75 ميغاواط. تشير هذه المعلمة إلى أقصى قدرة يمكن لـ LED تبديدها كحرارة دون تدهور.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):الأزرق: 100 مللي أمبير، البرتقالي: 80 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا هو أقصى تيار لحظي للتشغيل النبضي.
• تيار الأمامي المستمر (I_F):الأزرق: 20 مللي أمبير، البرتقالي: 30 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر للتشغيل الموثوق.
• نطاقات درجات الحرارة:التشغيل: من -20°C إلى +80°C؛ التخزين: من -30°C إلى +100°C.
• اللحام:يتحمل إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء عند 260°C لمدة 10 ثوانٍ، متوافق مع عمليات اللحام الخالية من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°C و I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):مقياس رئيسي للسطوع. بالنسبة للرقاقة الزرقاء، تتراوح من حد أدنى 28.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 180.0 مللي كانديلا. بالنسبة للرقاقة البرتقالية، تتراوح من 45.0 مللي كانديلا إلى 280.0 مللي كانديلا. يتم تحديد القيمة الفعلية بواسطة رمز التصنيف (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة لكلا اللونين. تجعل هذه الزاوية الواسعة LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة أو وضوحًا من زوايا مختلفة.
• طول موجة الذروة (λ_P):الأزرق: 468 نانومتر (نموذجي)، البرتقالي: 611 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الضوء المنبعث أعلى ما يمكن.
• الطول الموجي السائد (λ_d):الأزرق: 470 نانومتر (نموذجي)، البرتقالي: 605 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):الأزرق: 25 نانومتر، البرتقالي: 17 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء اللون؛ فالقيمة الأصغر تعني ضوءًا أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (V_F):الأزرق: 3.80 فولت (أقصى)، البرتقالي: 2.40 فولت (أقصى). هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند التشغيل بالتيار المحدد. يعود الاختلاف إلى المواد شبه الموصلة المختلفة.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (أقصى) لكليهما عند V_R=5 فولت. لم يتم تصميم LEDs للتشغيل بالتحيز العكسي؛ هذه المعلمة مخصصة لاختبار تيار التسرب فقط.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع، يتم فرز LEDs إلى مجموعات بناءً على الأداء المقاس.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الناتج الضوئي إلى مجموعات ذات قيم دنيا وقصوى محددة. كل مجموعة لها تسامح ±15%.

• مجموعات اللون الأزرق:N (28.0-45.0 مللي كانديلا)، P (45.0-71.0 مللي كانديلا)، Q (71.0-112.0 مللي كانديلا)، R (112.0-180.0 مللي كانديلا).
• مجموعات اللون البرتقالي:P (45.0-71.0 مللي كانديلا)، Q (71.0-112.0 مللي كانديلا)، R (112.0-180.0 مللي كانديلا)، S (180.0-280.0 مللي كانديلا).

يسمح هذا النظام للمصممين باختيار LEDs بسطوع أدنى مضمون لتطبيقهم، مما يضمن التجانس في تصميمات LEDs المتعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما لا يتم تفصيل رسوم بيانية محددة في النص المقدم، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذه الأجهزة ستشمل:

• منحنى I-V (التيار-الجهد):يوضح العلاقة بين الجهد الأمامي (V_F) والتيار الأمامي (I_F). إنه أسي، وهو خاصية الثنائي.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد الناتج الضوئي مع التيار، عادةً في علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح تخفيض الناتج الضوئي مع زيادة درجة حرارة التقاطع. يتطلب التشغيل عالي الطاقة أو التيار العالي إدارة حرارية للحفاظ على السطوع.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يضع شدة الضوء مقابل الطول الموجي، يظهر أطوال موجات الذروة والسائدة وعرض الطيف.

5. معلومات الميكانيكية والغلاف

5.1 أبعاد الغلاف وتعيين الأطراف

يتوافق الجهاز مع أبعاد الغلاف القياسية EIA. تعيين الأطراف حاسم لتصميم الدائرة الصحيح:

• الطرفان 1 و 3 مخصصان للرقاقة الزرقاء (InGaN).
• الطرفان 2 و 4 مخصصان للرقاقة البرتقالية (AlInGaP).

ستحدد الرسومات التفصيلية ذات الأبعاد (غير معادة هنا) الطول والعرض والارتفاع والتباعد بين الأطراف وتسامحات الموضع بدقة. العدسة شفافة مثل الماء.

5.2 تخطيط وسادة اللحام الموصى به

يتم توفير نمط أرضي مقترح (تصميم وسادة اللحام) للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة أثناء إعادة التدفق، والمحاذاة الصحيحة، وقوة ميكانيكية كافية.

6. إرشادات اللحام والتركيب والتعامل

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتم توفير ملف تعريف مقترح لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) للعمليات الخالية من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية:

• التسخين المسبق:150-200°C لمدة أقصاها 120 ثانية لتسخين اللوحة والمكونات تدريجيًا، وتنشيط المادة المساعدة وتقليل الصدمة الحرارية.
• درجة حرارة الذروة:بحد أقصى 260°C. يمكن لـ LED تحمل هذه الحرارة لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يعمل ملف التعريف في الصفحة 3 من ورقة البيانات كهدف عام بناءً على معايير JEDEC.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط لتجنب إتلاف الغلاف البلاستيكي. يُوصى بغمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة. يجب تجنب المواد الكيميائية غير المحددة.

6.3 التخزين والحساسية للرطوبة

تعتبر LEDs حساسة لامتصاص الرطوبة، مما قد يسبب "انفجار الفشار" (تشقق الغلاف) أثناء إعادة التدفق.

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. إعادة التدفق خلال أسبوع واحد. للتخزين الأطول، استخدم حاوية مغلقة مع مجفف أو جو نيتروجين. إذا تم التخزين مفتوحًا لأكثر من أسبوع، قم بالخبز عند ~60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام.

6.4 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

يمكن للكهرباء الساكنة إتلاف رقاقة LED. يُوصى باستخدام سوار معصم أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل. يجب تأريض جميع المعدات ومحطات العمل بشكل صحيح.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد LEDs في تغليف قياسي للصناعة للتجميع الآلي:

• معبأة في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم.
• ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم).
• تحتوي البكرة القياسية على 4000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب للباقي هو 500 قطعة.
• التعبئة تتوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• مؤشرات الحالة:تتيح القدرة ثنائية اللون إشارات حالة متعددة (مثل التشغيل/الاستعداد، نشاط الشبكة، حالة الشحن).
• الإضاءة الخلفية:لوحات المفاتيح، الرموز، أو لوحات العرض الصغيرة، خاصة حيث السماكة حرجة.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:الأجهزة المحمولة، الأجهزة القابلة للارتداء، ملحقات الألعاب.
• إضاءة السيارات الداخلية:مؤشرات لوحة القيادة، إضاءة خلفية للمفاتيح.

8.2 اعتبارات تصميم الدائرة

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى القيمة المستمرة المحددة (20 مللي أمبير للأزرق، 30 مللي أمبير للبرتقالي). التشغيل فوق هذا يقلل العمر الافتراضي والموثوقية.
• التحكم المستقل:تسمح الأطراف المنفصلة (أنود/كاثود) لكل لون بالتحكم فيها بشكل مستقل بواسطة دوائر محرك مختلفة.
• الإدارة الحرارية:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان مساحة نحاسية كافية في PCB أو فتحات حرارية يمكن أن يساعد في الحفاظ على درجة حرارة تقاطع أقل، والحفاظ على الناتج الضوئي والعمر الطويل.
• حماية الجهد العكسي:لم يتم تصميم الجهاز للتشغيل العكسي. تأكد من أن تصميم الدائرة يمنع تطبيق تحيز عكسي يتجاوز 5 فولت.

9. المقارنة التقنية والتمييز

عوامل التمييز الأساسية لهذا LED هي:

• الغلاف فائق الرقة (0.55 مم):هذه ميزة كبيرة مقارنة بـ LEDs SMD القياسية (غالبًا بسمك 0.6 مم-1.2 مم) للتصميمات فائقة النحافة.
• رقاقة مزدوجة، لون مزدوج في غلاف واحد:يوفر مساحة على PCB ويبسط التجميع مقارنة باستخدام ثنائيي LED أحاديي اللون منفصلين.
• مزيج المواد:يستخدم InGaN عالي الكفاءة للأزرق وAlInGaP للبرتقالي/الأحمر، والتي توفر عادة سطوعًا أعلى واستقرارًا حراريًا أفضل من التقنيات القديمة مثل GaP.
• التوافق الكامل مع العمليات:مصمم لخطوط SMT الحديثة عالية الإنتاجية مع معدات التركيب الآلي واللحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني تشغيل كلا اللونين في وقت واحد بأقصى تيار مستمر لهما؟

ج: لا. الحدود القصوى المطلقة مخصصة للرقائق الفردية. تشغيل كليهما في وقت واحد سيتجاوز السعة الحرارية الإجمالية للغلاف. قلل التيارات أو استخدم التشغيل النبضي إذا كان يجب تشغيل كليهما.

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

ج: طول موجة الذروة (λ_P) هو الذروة الفيزيائية لطيف الانبعاث. الطول الموجي السائد (λ_d) محسوب من إحداثيات لون CIE ويمثل اللون المدرك. غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين.

س: كيف أفسر رمز التصنيف في رقم الجزء؟

ج: يحدد رمز التصنيف (مثل الأحرف في لاحقة رقم الجزء) الحد الأدنى المضمون لشدة الإضاءة لكل لون. استشر قائمة رموز التصنيف في ورقة البيانات لاختيار درجة السطوع المناسبة لتطبيقك.

س: هل مبرد حراري مطلوب؟

ج: للتشغيل المستمر بأقصى تيار مستمر، يُوصى بتصميم حراري دقيق للـ PCB (باستخدام مناطق نحاسية كمشتتات حرارية). للتشغيل النبضي أو التيارات الأقل، قد لا يكون ضروريًا.

11. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم مؤشر حالة مزدوج لجهاز محمول.

يمكن لـ LED الإشارة إلى الشحن (برتقالي) والشحن الكامل (أزرق). سيقوم المتحكم الدقيق (الميكروكونترولر) بتصريف التيار عبر LED المناسب عبر دبوس GPIO ومقاوم محدد للتيار. يتم حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_{F_LED}) / I_F. لمصدر طاقة 5 فولت و LED أزرق (V_F~3.2 فولت نموذجي، I_F=20 مللي أمبير): R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 أوم. سيتم استخدام مقاوم قياسي 91 أوم. يسمح المظهر فائق النحافة بتثبيته خلف إطار رفيع.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

LED هو ثنائي شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد لون (طول موجة) الضوء بواسطة فجوة النطاق الطاقي للمادة شبه الموصلة. لدى InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) فجوة نطاق أوسع، مما يبعث ضوء أزرق بطول موجة أقصر. لدى AlInGaP (ألومنيوم إنديوم جاليوم فوسفيد) فجوة نطاق أضيق، مما يبعث ضوء برتقالي/أحمر بطول موجة أطول. العدسة "الشفافة مثل الماء" لا تلون الضوء ولكنها تساعد في تشكيل الحزمة (زاوية الرؤية).

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر اتجاه LEDs SMD للإشارة العامة نحو:

• زيادة الكفاءة:المزيد من لومن لكل واط (lm/W)، مما يقلل استهلاك الطاقة لسطوع معين.
• بصمات أصغر ومقاطع أرق:تمكين منتجات نهائية أكثر إحكاما وأناقة.
• موثوقية أعلى وعمر أطول:مواد وتقنيات تعبئة محسنة.
• اتساق لوني أفضل وتصنيف:تسامحات أضيق على الطول الموجي والشدة لمظهر موحد في المصفوفات.
• توافق محسن:مع عمليات التجميع الأكثر تطلبًا، بما في ذلك ملفات تعريف إعادة التدفق ذات درجات الحرارة الأعلى.

يتوافق LTST-C295TBKFKT مع هذه الاتجاهات من خلال تصميمه الرقيق، واستخدام مواد رقائق عالية الكفاءة، ومواصفات إعادة التدفق القوية.