ورقة بيانات ثنائي LED ثنائي اللون LTST-C295TBKSKT - سماكة 0.55 مم - أزرق/أصفر - 20 مللي أمبير/30 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LTST-C295TBKSKT، وهو ثنائي LED ثنائي اللون من نوع جهاز السطح المثبت (SMD). يجمع هذا المكون بين رقيفتي LED مختلفتين داخل غلاف رقيق للغاية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة التي تتطلب ألوان إشارة متعددة أو إشارات حالة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الثنائي LED سماكته الفائقة التي تبلغ 0.55 مم، مما يسمح بدمجه في الإلكترونيات الاستهلاكية النحيفة، والأجهزة المحمولة، وتصميمات لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الحديثة والمدمجة. يجمع بين رقاقة إن-غا-إن (نيترايد الغاليوم الإنديوم) للإشعاع الأزرق ورقاقة أل-إن-غا-ب (فوسفيد الغاليوم الإنديوم الألومنيوم) للإشعاع الأصفر. المنتج متوافق مع توجيهات ROHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يجعله مؤهلاً كـ "منتج أخضر". تصميمه متوافق مع معدات التركيب الآلي وعمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية، بما يتماشى مع متطلبات التصنيع بكميات كبيرة. يشمل السوق المستهدف المعدات الإلكترونية العامة، بما في ذلك أجهزة أتمتة المكاتب، ومعدات الاتصالات، والأجهزة المنزلية حيث تكون هناك حاجة إلى إشارة ثنائية اللون موثوقة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يتم تعريف خصائص الأداء تحت ظروف درجة الحرارة المحيطة القياسية (Ta=25°C).

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود القيم التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُقصد بها التشغيل المستمر.

• تبديد الطاقة:الأزرق: 76 ميغاواط، الأصفر: 75 ميغاواط.
• تيار الأمامي الذروي (دورة عمل 1/10، نبضة 0.1 مللي ثانية):الأزرق: 100 مللي أمبير، الأصفر: 80 مللي أمبير.
• تيار الأمامي المستمر (مستمر):الأزرق: 20 مللي أمبير، الأصفر: 30 مللي أمبير. هذا هو تيار التشغيل الموصى به لكل لون.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-20°C إلى +80°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين:-30°C إلى +100°C.
• شرط اللحام بالأشعة تحت الحمراء:يتحمل درجة حرارة ذروية 260°C لمدة 10 ثوانٍ، وهو ما هو نموذجي لعمليات اللحام الخالية من الرصاص (Pb-free).

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تحدد هذه المعلمات الأداء المتوقع تحت ظروف التشغيل العادية (IF = 20 مللي أمبير).

• شدة الإضاءة (Iv):
  • الأزرق: الحد الأدنى 18.0 مللي شمعة، القيمة النموذجية غير محددة، الحد الأقصى 180 مللي شمعة.
  • الأصفر: الحد الأدنى 28.0 مللي شمعة، القيمة النموذجية غير محددة، الحد الأقصى 180.0 مللي شمعة.
  يشير النطاق الواسع إلى استخدام نظام فرز (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):عادة 130 درجة لكلا اللونين، مما يوفر نمط ضوء واسع ومنتشر.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):الأزرق: 468 نانومتر (نموذجي)، الأصفر: 591 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λd):الأزرق: 470 نانومتر (نموذجي)، الأصفر: 589 نانومتر (نموذجي). هذا هو اللون المُدرك.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):الأزرق: 25 نانومتر (نموذجي)، الأصفر: 15 نانومتر (نموذجي). الضوء الأصفر له نطاق طيفي أضيق.
• جهد الأمامي (VF):الحد الأقصى 3.80 فولت للأزرق، الحد الأقصى 2.40 فولت للأصفر عند 20 مللي أمبير. يجب على المصممين مراعاة هذا الاختلاف في الجهد عند تشغيل الثنائيات LED.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير لكليهما عند VR = 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي؛ شرط الاختبار هذا هو فقط لتوصيف التسرب.

3. شرح نظام الفرز

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز الثنائيات LED إلى مجموعات بناءً على الأداء المقاس.

3.1 فرز شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة لكل لون إلى نطاقات رمزية محددة مع تسامح ±15% داخل كل مجموعة.

• مجموعات الثنائي LED الأزرق (مللي شمعة @ 20 مللي أمبير):M (18.0-28.0)، N (28.0-45.0)، P (45.0-71.0)، Q (71.0-112.0)، R (112.0-180.0).
• مجموعات الثنائي LED الأصفر (مللي شمعة @ 20 مللي أمبير):N (28.0-45.0)، P (45.0-71.0)، Q (71.0-112.0)، R (112.0-180.0).

يسمح هذا النظام للمصممين باختيار درجة سطوع مناسبة لمتطلبات تطبيقهم، من مؤشرات الشدة المنخفضة إلى أضواء الحالة الأكثر سطوعًا.

4. تحليل منحنيات الأداء

في حين يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (مثل الشكل 1، الشكل 5)، يمكن وصف سلوكها النموذجي بناءً على فيزياء أشباه الموصلات.

4.1 خاصية التيار مقابل الجهد (I-V)

جهد الأمامي (VF) ليس ثابتًا ولكنه يزداد مع تيار الأمامي (IF). سيعرض الثنائي LED الأزرق، القائم على تقنية إن-غا-إن، جهد أمامي أعلى (~3.2 فولت نموذجي) مقارنة بالثنائي LED الأصفر أل-إن-غا-ب (~2.0 فولت نموذجي) عند تيارات التشغيل الخاصة بكل منهما. يجب أن تستخدم دوائر التشغيل مقاومات تحديد التيار أو مشغلات التيار الثابت لمنع الانحراف الحراري.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

أداء الثنائي LED حساس لدرجة الحرارة. عادةً، ينخفض جهد الأمامي (VF) مع زيادة درجة حرارة التقاطع (معامل درجة حرارة سلبي). على العكس من ذلك، تنخفض شدة الإضاءة عمومًا مع ارتفاع درجة الحرارة. يضمن نطاق التشغيل المحدد من -20°C إلى +80°C التشغيل الموثوق ضمن هذه الاختلافات.

4.3 التوزيع الطيفي

يتم تحديد أطوال الموجات الذروية والسائدة. يتركز انبعاث الثنائي LED الأزرق حول 468-470 نانومتر، بينما يتركز انبعاث الثنائي LED الأصفر حول 589-591 نانومتر. تشير قيم نصف العرض إلى نقاء الطيف؛ يشير النطاق الترددي الأضيق للثنائي LED الأصفر البالغ 15 نانومتر إلى لون أصفر أكثر تشبعًا مقارنة بالنطاق الترددي للثنائي الأزرق البالغ 25 نانومتر.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف وتعيين الأطراف

يتوافق الجهاز مع بصمة غلاف SMD القياسية لـ EIA. الميزة الرئيسية هي ارتفاعه البالغ 0.55 مم. تعيين الأطراف للثنائي LED ثنائي اللون هو: الطرفان 1 و 3 للأنود/الكاثود للثنائي LED الأزرق، والطرفان 2 و 4 للأنود/الكاثود للثنائي LED الأصفر. يجب التأكد من التوصيل الدقيق للأطراف (أي طرف هو الأنود مقابل الكاثود) من مخطط الغلاف لتخطيط PCB الصحيح.

5.2 تخطيط وسادة اللحام

تتضمن ورقة البيانات أبعاد وسادة اللحام المقترحة. يعد اتباع هذه التوصيات أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق وصلة لحام موثوقة، والمحاذاة الذاتية المناسبة أثناء إعادة التدفق، وإدارة الإجهاد الحراري. يأخذ تصميم الوسادة في الاعتبار الكتلة الحرارية للغلاف والحاجة إلى اتصال كهربائي وميكانيكي قوي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم تقديم اقتراح مفصل لملف تعريف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، مصمم خصيصًا لعمليات اللحام الخالية من الرصاص (Pb-free). تشمل المعلمات الرئيسية: منطقة التسخين المسبق (150-200°C)، منحدر تحكم إلى درجة حرارة ذروية قصوى تبلغ 260°C، ووقت فوق السائل (TAL) لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة. يجب ألا يتعرض المكون لـ 260°C لأكثر من 10 ثوانٍ. يعتمد هذا الملف على معايير JEDEC لضمان الموثوقية.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب إجراؤه بدرجة حرارة طرف مكواة اللحام لا تتجاوز 300°C، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ كحد أقصى لعملية واحدة فقط. يمكن للحرارة الزائدة أن تتلف رقاقة الثنائي LED أو الغلاف البلاستيكي.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. توصي ورقة البيانات بغمر الثنائي LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف مادة الغلاف، مما يؤدي إلى تغير اللون، أو التشقق، أو تقليل إخراج الضوء.

6.4 التخزين والتعامل

احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):الثنائيات LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب أن يتم التعامل معها بإجراءات مضادة للكهرباء الساكنة مثل أساور المعصم والمعدات المؤرضة.

حساسية الرطوبة:يتم تغليف الأجهزة في أكياس حاجزة للرطوبة مع مجفف. بمجرد فتح الكيس الأصلي، يجب استخدام الثنائيات LED في غضون أسبوع واحد. للتخزين لفترات أطول خارج التغليف الأصلي، يجب الاحتفاظ بها في بيئة جافة (≤30°C، ≤60% رطوبة نسبية) أو إعادة تجفيفها (حوالي 60°C لمدة 20 ساعة) قبل اللحام لمنع ظاهرة "الفشار" أثناء إعادة التدفق.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد الثنائيات LED في شريط حامل قياسي 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 4000 قطعة. هذا التغليف متوافق مع آلات الاختيار والوضع الآلية المستخدمة في خطوط تجميع PCB عالية السرعة. يحتوي الشريط على غطاء ختم لحماية المكونات.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الثنائي LED ثنائي اللون مثالي للإشارة إلى الحالة حيث يجب توصيل حالتين (مثل التشغيل/الاستعداد، حالة الشحن، نشاط الشبكة، إشارات الخطأ/التحذير). سماكته الرفيعة تجعله مثاليًا للهواتف الذكية الحديثة، والأجهزة اللوحية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة فائقة النحافة، والأجهزة القابلة للارتداء، وألواح التحكم النحيفة.

8.2 اعتبارات التصميم

• تشغيل التيار:استخدم دائمًا مقاوم تحديد تيار على التوالي لكل لون من الثنائي LED. احسب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد (Vcc)، وجهد الأمامي للثنائي LED (VF)، وتيار التشغيل المطلوب (IF). استخدم حسابات منفصلة للأزرق والأصفر بسبب اختلاف قيم VF الخاصة بهما.
• الإدارة الحرارية:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان مساحة كافية من النحاس على PCB حول الوسائد الحرارية (إن وجدت) أو المسارات يساعد على تبديد الحرارة، والحفاظ على طول عمر الثنائي LED وإخراج الضوء المستقر.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية البالغة 130 درجة رؤية واسعة. للضوء المركز، قد تكون هناك حاجة إلى عدسات خارجية أو أدلة ضوئية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الرئيسي لهذا المنتج هو الجمع بين تقنيتين عاليتي الأداء للثنائي LED (إن-غا-إن للأزرق، أل-إن-غا-ب للأصفر) في غلاف قياسي في الصناعة، فائق النحافة (0.55 مم). مقارنة باستخدام ثنائيين LED أحاديي اللون منفصلين، يوفر هذا الحل مساحة على PCB، ويقلل عدد المكونات، ويبسط التجميع. توفر مجموعات شدة الإضاءة العالية (حتى 180 مللي شمعة) سطوعًا ينافس العديد من ثنائيات LED القياسية من نوع SMD.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

10.1 هل يمكنني تشغيل لوني الثنائي LED في وقت واحد بكامل التيار؟

نعم، ولكن يجب عليك مراعاة تبديد الطاقة الكلي والتأثيرات الحرارية. سيؤدي تشغيل كليهما بأقصى تيار مستمر لهما (الأزرق 20 مللي أمبير، الأصفر 30 مللي أمبير، إجمالي 50 مللي أمبير) إلى توليد حرارة. تأكد من أن درجة الحرارة المحيطة للتطبيق وتخطيط PCB يمكنهما التعامل مع الحمل الحراري المشترك دون تجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى.

10.2 لماذا يختلف جهد الأمامي للأزرق والأصفر؟

جهد الأمامي هو خاصية أساسية لفجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. لدى إن-غا-إن (الأزرق) فجوة نطاق أوسع من أل-إن-غا-ب (الأصفر)، مما يتطلب جهدًا أعلى "لدفع" الإلكترونات عبر التقاطع، مما يؤدي إلى فوتونات ذات طاقة أعلى (طول موجي أقصر).

10.3 كيف أختار رمز المجموعة المناسب؟

اختر بناءً على متطلبات اتساق السطوع لتطبيقك. بالنسبة لوحة من المؤشرات، يضمن تحديد نطاق مجموعة أضيق (مثل جميع المجموعة P) مظهرًا متسقًا. بالنسبة للتطبيقات الحساسة للتكلفة حيث يكون السطوع المطلق أقل أهمية، قد يكون نطاق أوسع أو مزيج مقبولاً.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

السيناريو: مؤشر حالة مزدوج لشاحن بطارية محمول.يمكن للثنائي LED الأزرق الإشارة إلى "الشحن قيد التقدم"، ويمكن للثنائي LED الأصفر الإشارة إلى "اكتمال الشحن". سيقوم المصمم بتخطيط PCB ببصمة الوسادة الموصى بها. سيتم تصميم دائرتي تشغيل منفصلتين: واحدة بمقاوم تحديد تيار محسوب لجهد الأمامي للثنائي LED الأزرق (مثال: (5V - 3.2V)/0.02A = 90Ω) وأخرى للثنائي LED الأصفر (مثال: (5V - 2.0V)/0.03A ≈ 100Ω). سيتحكم المتحكم الدقيق في الترانزستورات لتبديل كل دائرة. يسمح الغلاف الرفيع بتلاؤمه مع غلاف الشاحن النحيف.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الثنائي LED هو ثنائي أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p داخل المنطقة النشطة. يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد لون (طول موجة) الضوء المنبعث بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة. تنتج رقاقة إن-غا-إن الضوء الأزرق، وتنتج رقاقة أل-إن-غا-ب الضوء الأصفر. يتضمن الغلاف عدسة شفافة لا تغير اللون المنبعث إلا بشكل طفيف.

13. الاتجاهات التكنولوجية

يعكس تطوير هذا المكون اتجاهات أوسع في الإلكترونيات الضوئية:التصغير(أغلفة أرق)،تكامل الوظائف المتعددة(الجمع بين رقائق/ألوان متعددة)، والتوافق مع التصنيع(الامتثال للعمليات الآلية والخالية من الرصاص). قد تشمل الاتجاهات المستقبلية أغلفة أرق، وكفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل مللي أمبير)، وتكامل أكثر من لونين أو الجمع مع كاشفات الضوء في غلاف واحد.