ورقة بيانات ثنائية اللون LTST-C195TBJRKT - ارتفاع 0.55 مم - أزرق 3.3 فولت / أحمر 2.0 فولت - 76 ميغاواط / 75 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات ثنائي LED ثنائي اللون صغير الحجم من نوع جهاز التثبيت السطحي (SMD). تم تصميم الجهاز للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وهو مناسب للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. فهو يدمج شريحتي LED متميزتين داخل عبوة فائقة الرقة.

1.1 المزايا الأساسية

• مظهر فائق الرقة:ارتفاع العبوة 0.55 مم فقط، مما يتيح استخدامه في الأجهزة النحيفة.
• مصدر ثنائي اللون:يجمع بين شريحة زرقاء عالية السطوع من نوع InGaN (نيتريد الغاليوم الإنديوم) وشريحة حمراء من نوع AlInGaP (فوسفيد الغاليوم الإنديوم الألومنيوم) في عبوة واحدة.
• التوافق:مصمم لتكون متوافقًا مع معدات التقاط ووضع المكونات الآلي وعمليات اللحام بالحرارة بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية.
• الامتثال للمعايير:تتوافق العبوة مع معايير EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية) وهي متوافقة مع RoHS (تقييد المواد الخطرة).

1.2 الأسواق المستهدفة والتطبيقات

يُقصد بهذا المكون مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية حيث يكون الحجم الصغير ومؤشرات الحالة أمرًا بالغ الأهمية. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية ما يلي:

• الاتصالات:مؤشرات الحالة في الهواتف المحمولة والموجهات ومعدات الشبكات.
• ملحقات الكمبيوتر:الإضاءة الخلفية للوحات المفاتيح، وأضواء الحالة على أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأقراص الخارجية.
• الأجهزة المنزلية والمعدات الصناعية:مؤشرات الطاقة والوضع والعطل.
• تقنية العرض:الشاشات الدقيقة والإضاءة الرمزية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 القيم القصوى المطلقة

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

• تبديد الطاقة (Pd):الأزرق: 76 ميغاواط، الأحمر: 75 ميغاواط. هذه هي أقصى قدرة يمكن لـ LED تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):الأزرق: 100 مللي أمبير، الأحمر: 80 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى المسموح به للتيار النبضي (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية) للتشغيل قصير المدى.
• تيار الأمامي المستمر (I_F):الأزرق: 20 مللي أمبير، الأحمر: 30 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى الموصى به للتيار الأمامي المستمر للتشغيل الموثوق طويل المدى.
• نطاقات درجة الحرارة:التشغيل: من -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية. التخزين: من -30 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• حد اللحام:يمكن للجهاز تحمل لحام الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تم القياس عند Ta=25 درجة مئوية و I_F=20 مللي أمبير، هذه هي معلمات الأداء النموذجية.

• شدة الإضاءة (I_V):مقياس رئيسي للسطوع. بالنسبة للشريحة الزرقاء، القيمة النموذجية هي 45.0 مللي كانديلا (mcd) مع نطاق من 28.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 180 مللي كانديلا (الحد الأقصى). بالنسبة للشريحة الحمراء، النموذجية هي 45.0 مللي كانديلا، تتراوح من 18.0 مللي كانديلا إلى 112 مللي كانديلا.
• زاوية الرؤية (2\u03b8_1/2):عادة 130 درجة. تشير زاوية الرؤية الواسعة هذه إلى إخراج ضوء منتشر وغير اتجاهي مناسب لمؤشرات الحالة التي يتم مشاهدتها من زوايا مختلفة.
• طول موجة الذروة (\u03bb_P):الأزرق: 468.0 نانومتر، الأحمر: 639.0 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (\u03bb_d):الأزرق: 470.0 نانومتر (465-475 نانومتر)، الأحمر: 631.0 نانومتر (626-638 نانومتر). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون.
• نصف عرض الخط الطيفي (\u0394\u03bb):الأزرق: 25.0 نانومتر، الأحمر: 15.0 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف؛ تشير القيمة الأصغر إلى لون أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (V_F):الأزرق: 3.30 فولت (2.80-3.80 فولت)، الأحمر: 2.00 فولت (1.80-2.40 فولت). هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند التشغيل بتيار 20 مللي أمبير. يرجع الاختلاف الكبير بين الألوان إلى المواد شبه الموصلة المختلفة.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط.

2.3 الاعتبارات الحرارية

ترتبط تصنيفات تبديد الطاقة ارتباطًا مباشرًا بإدارة الحرارة. سيؤدي تجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى إلى تقليل إخراج الضوء وعمر التشغيل. نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية) يجعله مناسبًا لمعظم البيئات الداخلية. يعد تخطيط PCB المناسب، بما في ذلك تخفيف حراري كافي ومساحة نحاسية، أمرًا ضروريًا للحفاظ على الأداء، خاصة عند تشغيل LED بالقرب من تصنيف التيار الأقصى الخاص به.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء. يستخدم هذا الجهاز نظام تصنيف لشدة الإضاءة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف إخراج الضوء عند I_F=20 مللي أمبير إلى فئات يتم تحديدها برمز أحرف واحد. لكل فئة قيمة شدة دنيا وقصوى، مع تسامح +/-15% داخل كل فئة.

• فئات الشريحة الزرقاء: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).
• فئات الشريحة الحمراء:M (18.0-28.0 مللي كانديلا)، N (28.0-45.0 مللي كانديلا)، P (45.0-71.0 مللي كانديلا)، Q (71.0-112.0 مللي كانديلا).

يسمح هذا النظام للمصممين باختيار مكونات ذات مستويات سطوع دنيا مضمونة لتطبيقهم. على سبيل المثال، سيتطلب التطبيق الذي يحتاج إلى سطوع عالي تحديد الفئات Q أو R للأزرق و P أو Q للأحمر.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات، فإن آثارها قياسية لتقنية LED.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

منحنى I-V أسي. بالنسبة لـ LED الأزرق (InGaN)، فإن جهد التشغيل أعلى (~2.8 فولت) مقارنة بـ LED الأحمر (AlInGaP، ~1.8 فولت). يتطلب تشغيل LED آلية للحد من التيار (مثل مقاومة متسلسلة أو محرك تيار ثابت) لمنع الانفجار الحراري، حيث ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة الحرارة بينما يزداد التيار.

شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل الموصى به. ومع ذلك، تبلغ الكفاءة (لومن لكل واط) ذروتها عادةً عند تيار أقل من التصنيف الأقصى وتنخفض عند التيارات الأعلى بسبب زيادة الحرارة.

4.3 التوزيع الطيفي

ستظهر المخططات الطيفية المشار إليها نطاقات الانبعاث الضيقة المميزة لمصابيح LED. يتركز انبعاث الشريحة الزرقاء في نطاق 468-470 نانومتر، وانبعاث الشريحة الحمراء في نطاق 631-639 نانومتر. تشير قيم نصف العرض إلى أن الانبعاث الأزرق له انتشار طيفي أوسع من الأحمر.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة وتعيين الأطراف

يستخدم الجهاز بصمة SMD قياسية. تشمل الأبعاد الحرجة ارتفاع 0.55 مم. يتم تعريف تعيين الأطراف لوظيفة ثنائية اللون بوضوح: الطرفان 3 و 1 هما لمصعد ومهبط LED الأزرق على التوالي. الطرفان 4 و 2 هما لمصعد ومهبط LED الأحمر على التوالي. العدسة شفافة للماء للسماح برؤية اللون الحقيقي للشريحة.

5.2 تصميم وسادة PCB الموصى به والقطبية

تتضمن ورقة البيانات نمط أرضية موصى به (بصمة) لتصميم PCB. يضمن الالتزام بهذا النمط اللحام المناسب والاستقرار الميكانيكي. يتم الإشارة إلى القطبية عن طريق ترقيم الأطراف. التوجيه الصحيح أثناء التجميع أمر بالغ الأهمية، حيث أن تطبيق جهد عكسي يمكن أن يتلف LED.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات لحام الحرارة بالأشعة تحت الحمراء

الجهاز متوافق مع عمليات لحام الحرارة الخالية من الرصاص. يتم تعريف الحد الأقصى المسموح به للملف الحراري:

درجة حرارة الذروة:

• 260 درجة مئوية كحد أقصى.الوقت عند الذروة:
• 10 ثوانٍ كحد أقصى.التسخين المسبق:
• 150-200 درجة مئوية لمدة تصل إلى 120 ثانية لتقليل الصدمة الحرارية.عدد الدورات:
• يُسمح بحد أقصى دورتي لحام بالحرارة.تتوافق هذه المعلمات مع معايير JEDEC. يجب توصيف الملف الفعلي للتجميع المحدد لـ PCB، مع مراعاة سمك اللوحة وكثافة المكونات ونوع معجون اللحام.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فاستخدم مكواة لحام ذات تحكم في درجة الحرارة مضبوطة على 300 درجة مئوية كحد أقصى. يجب ألا يتجاوز وقت اللحام لكل طرف 3 ثوانٍ، ويجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.

6.3 التنظيف والتخزين

التنظيف:

• استخدم فقط المذيبات المحددة مثل الكحول الإيثيلي أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. قد تتلف المواد الكيميائية غير المحددة العبوة البلاستيكية.التخزين (العبوة المغلقة):
• قم بالتخزين عند \u2264 30 درجة مئوية و \u2264 90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي في الكيس المضاد للرطوبة مع مجفف هو سنة واحدة (مستوى حساسية الرطوبة، MSL 3).التخزين (العبوة المفتوحة):
• إذا تمت إزالتها من الكيس المغلق، قم بالتخزين عند \u2264 30 درجة مئوية و \u2264 60% رطوبة نسبية. يجب إعادة لحام المكونات في غضون أسبوع واحد. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية مغلقة مع مجفف. إذا تم التخزين لأكثر من أسبوع، يلزم تجفيف عند 60 درجة مئوية لمدة 20+ ساعة قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع \"انفجار\" العبوة أثناء اللحام بالحرارة.7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات على شريط ناقل 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم)، قياسي للتجميع الآلي.

الكمية لكل بكرة:

• 4000 قطعة.الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):
• 500 قطعة للكميات المتبقية.معايير التعبئة:
• متوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481. يحتوي الشريط على غطاء لحماية المكونات، ويُسمح بحد أقصى جيبين فارغين متتاليين.8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تصميم الدائرة

الحد من التيار:

• استخدم دائمًا مقاومة متسلسلة أو محرك تيار ثابت نشط. احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (Vsupply_{- V}) / I_F. استخدم V_Fالنموذجي للحساب، ولكن تأكد من أن جهد الإمداد مرتفع بما يكفي لاستيعاب أقصى V_Fتشغيل اللونين:_F.
• يحتوي LED الأزرق والأحمر على مصاعد ومهابط مستقلة، مما يسمح بتشغيلها بشكل منفصل. يتيح ذلك التحكم الفردي، أو خلط الألوان (لإنشاء اللون الأرجواني)، أو أنماط الوميض المتناوبة.واجهة المتحكم الدقيق:
• يمكن تشغيل مصابيح LED هذه مباشرة من دبابيس GPIO للمتحكم الدقيق، بشرط أن يكون الدبوس قادرًا على توفير/استيعاب التيار المطلوب (20-30 مللي أمبير). للتيارات الأعلى أو تكرار العديد من مصابيح LED، استخدم محركات الترانزستور.8.2 تخطيط PCB

اتبع تخطيط الوسادة الموصى به للحصول على لحام موثوق.

• تأكد من وجود مسافة كافية بين LED والمكونات الطويلة الأخرى لتجنب التظليل أو التداخل المادي.
• للتطبيقات عالية الموثوقية، فكر في إضافة فتحات حرارية تحت الوسادة الحرارية لـ LED (إن وجدت) لتبديد الحرارة إلى طبقات PCB الداخلية.
• 8.3 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. تعامل مع احتياطات ESD المناسبة: استخدم أساور معصم مؤرضة، وسجاد مضاد للكهرباء الساكنة، وتأكد من تأريض جميع المعدات. قم بتضمين ثنائيات حماية ESD على خطوط الإشارة الحساسة إذا كان LED متصلاً بواجهات خارجية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

المميزات الأساسية لهذا الجهاز في سوق LED من نوع SMD هي

قدرته ثنائية اللون في عبوة فائقة الرقة 0.55 ممواستخدامه لمواد شبه موصلة متقدمة (InGaN للأزرق، AlInGaP للأحمر) للحصول على سطوع عالٍ. مقارنة بمصابيح LED أحادية اللون، فإنه يوفر مساحة على اللوحة ووقت التجميع عن طريق استبدال مكونين بمكون واحد. مقارنة بمصابيح LED ثنائية اللون الأكثر سمكًا، فإنه يتيح تصميمات نهائية للمنتج أكثر نحافة. زاوية الرؤية الواسعة 130 درجة مناسبة للتطبيقات التي تحتاج فيها مؤشرات الحالة إلى أن تكون مرئية من مواقع خارج المحور.10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 هل يمكنني تشغيل مصابيح LED الزرقاء والحمراء في وقت واحد بكامل طاقتها 20 مللي أمبير/30 مللي أمبير؟

نعم، ولكن يجب أن تأخذ في الاعتبار إجمالي تبديد الطاقة. إذا كان كلاهما يعمل باستمرار بأقصى تيار، فإن الطاقة المجمعة كبيرة بالنسبة للعبوة الصغيرة. تأكد من أن درجة الحرارة المحيطة ضمن الحدود جيدًا وأن PCB توفر تبريدًا حراريًا كافيًا. للتشغيل الممتد، يوصى بتخفيض التيار لأقصى عمر تشغيلي.

10.2 لماذا يختلف الجهد الأمامي كثيرًا بين مصابيح LED الزرقاء والحمراء؟

الجهد الأمامي هو خاصية أساسية لطاقة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة. لدى InGaN (الأزرق) فجوة نطاق أوسع (~3.4 إلكترون فولت) من AlInGaP (الأحمر، ~2.0 إلكترون فولت)، مما يتطلب جهدًا أعلى \"لإثارة\" الإلكترونات عبر الفجوة وإنتاج الضوء.

10.3 ماذا يعني \"متوافق مع الدوائر المتكاملة\"؟

يعني أن خصائص إدخال LED (الجهد الأمامي والتيار) متوافقة مع التشغيل المباشر من مخرجات الدوائر المتكاملة (IC) القياسية، مثل تلك الصادرة عن المتحكمات الدقيقة، أو البوابات المنطقية، أو دوائر التشغيل المتكاملة، دون الحاجة إلى ترانزستورات طاقة وسيطة في كثير من الحالات.

11. مثال عملي لاستخدام

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لمكبر صوت بلوتوث محمول.

يحتاج المؤشر إلى عرض حالات متعددة: الطاقة مغلقة (بدون ضوء)، الطاقة مفتوحة (أزرق ثابت)، وضع الاقتران (أزرق وامض)، البطارية منخفضة (أحمر ثابت)، والشحن (أحمر نابض). استخدام LTST-C195TBJRKT مثالي.

تنفيذ التصميم:

يتم وضع LED على PCB الرئيسي. يدير المتحكم الدقيق الحالات. يتم تكوين دبوسي GPIO: أحدهما للتحكم في LED الأزرق (عبر مقاومة متسلسلة 100\u03a9، محسوبة لإمداد 3.3 فولت و V~3.3 فولت)، والآخر للتحكم في LED الأحمر (عبر مقاومة 68\u03a9 لـ V_F~2.0 فولت). يقوم البرنامج الثابت بتبديل هذه الدبابيس لإنشاء أنماط الإضاءة المطلوبة. يسمح الارتفاع الفائق الرقة لـ LED بالتناسب خلف شبكة نحيفة، وتضمن زاوية الرؤية الواسعة رؤية الحالة من أي مكان أمام مكبر الصوت._F12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة شبه موصلة تنبعث منها الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p. يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة. يستخدم InGaN للأطوال الموجية الأقصر (أزرق، أخضر)، بينما يستخدم AlInGaP للأطوال الموجية الأطول (أحمر، برتقالي، أصفر). تعمل العبوة الإيبوكسية الشفافة للماء كعدسة، تشكل إخراج الضوء وتوفر الحماية البيئية.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر تطوير مصابيح LED من نوع SMD في التركيز على عدة مجالات رئيسية:

زيادة الكفاءة (لومن/واط)لتوفير المزيد من الضوء بقدرة أقل، وهو أمر بالغ الأهمية للأجهزة التي تعمل بالبطارية.كثافة طاقة أعلىفي عبوات أصغر، مما يتيح مؤشرات أكثر سطوعًا أو حتى إضاءة من مصادر صغيرة.تحسين تجسيد اللون والاتساقمن خلال تصنيف أكثر دقة وتقنيات فوسفور متقدمة لمصابيح LED البيضاء.التكاملهو اتجاه آخر، حيث تدمج مصابيح LED محركات مدمجة، أو وحدات تحكم، أو حتى ألوان/شرائح متعددة في مصفوفات أكثر تعقيدًا، مما يقلل عدد المكونات الخارجية للمصممين.is another trend, with LEDs incorporating built-in drivers, controllers, or even multiple colors/chips in more complex arrays, reducing the external component count for designers.