ورقة بيانات LED LTST-S326TBKFKT-5A - ثنائي اللون (أزرق/برتقالي) ذو إضاءة جانبية - حزمة EIA - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-S326TBKFKT-5A مصباح LED ثنائي اللون مضغوطًا ذو إضاءة جانبية من نوع جهاز التركيب السطحي (SMD). تم تصميمه لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلي، وهو مثالي للتطبيقات التي تكون فيها المساحة قيدًا حرجًا. يحتوي الجهاز على شريحتين شبه موصلتين متميزتين داخل حزمة واحدة: شريحة InGaN (نيترايد الغاليوم الإنديوم) للإشعاع الأزرق، وشريحة AlInGaP (فوسفيد الغاليوم الإنديوم الألومنيوم) للإشعاع البرتقالي. يتيح هذا التكوين الحصول على مؤشرين مستقلين للحالة أو ألوان إضاءة خلفية من بصمة مكون واحدة.

يشمل السوق الرئيسي لهذا المصباح مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية. يجعل حجمه المصغر وتوافقه مع عمليات التجميع عالية الحجم مناسبًا للأجهزة المحمولة، ومعدات الاتصالات، وأجهزة الحوسبة، وتطبيقات المؤشرات المختلفة.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

• لونان في حزمة واحدة:يجمع بين مصادر الضوء الأزرق والبرتقالي، مما يوفر مساحة على لوحة الدوائر المطبوعة ويبسط التصميم للإشارة متعددة الحالات.
• سطوع عالٍ:يستخدم تقنية شريحة InGaN وAlInGaP فائقة السطوع للحصول على شدة إضاءة جيدة.
• حزمة قياسية في الصناعة:يتوافق مع معايير EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية)، مما يضمن التوافق مع آلات التركيب والوضع الآلية.
• متوافق مع RoHS:يتم تصنيعه للامتثال لتوجيهات تقييد المواد الخطرة.
• متوافق مع لحام إعادة التدفق:مصمم لتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)، وهو أمر بالغ الأهمية لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة الحديثة.
• أطراف مطلية بالقصدير:يعزز قابلية اللحام والموثوقية طويلة المدى للاتصال الكهربائي.

1.2 التطبيقات المستهدفة

• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح والشاشات الدقيقة.
• مؤشرات الحالة والطاقة في معدات الاتصالات والشبكات.
• إضاءة الإشارات والرموز في الأجهزة المنزلية وأجهزة أتمتة المكاتب.
• لوحات حالة المعدات الصناعية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):الأزرق: 76 ميلي واط، البرتقالي: 62.5 ميلي واط. هذه هي أقصى قدرة يمكن للمصباح تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°م. قد يؤدي تجاوز ذلك إلى ارتفاع درجة الحرارة وتقليل العمر الافتراضي.
• تيار التوصيل المستمر (IF):الأزرق: 20 مللي أمبير، البرتقالي: 25 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه. من الضروري استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع المصباح في أي دائرة عملية.
• تيار التوصيل الذروي:الأزرق: 100 مللي أمبير، البرتقالي: 60 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا التقييم ذو صلة بالتشغيل النبضي، كما في الشاشات المتعددة.
• نطاق درجة الحرارة:التشغيل: من -20°م إلى +80°م؛ التخزين: من -30°م إلى +100°م. يتم توصيف أداء الجهاز ضمن نطاق التشغيل.
• ظروف اللحام:يتحمل 260°م لمدة 10 ثوانٍ، وهو ما يتماشى مع ملفات إعادة التدفق الخالية من الرصاص الشائعة.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم قياسها عند Ta=25°م وتيار اختبار قياسي (IF) قدره 5 مللي أمبير، تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي.

• شدة الإضاءة (Iv):مقياس رئيسي للسطوع المُدرك. بالنسبة للشريحة الزرقاء، يتراوح من 11.2 مللي شمعة (الحد الأدنى) إلى 45.0 مللي شمعة (الحد الأقصى). بالنسبة للشريحة البرتقالية، يتراوح من 18.0 مللي شمعة إلى 112.0 مللي شمعة. عادةً ما تُظهر الشريحة البرتقالية كفاءة إضاءة أعلى.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):130 درجة (نموذجية لكلا اللونين). هذه الزاوية الواسعة للرؤية هي سمة مميزة لمصابيح LED ذات الإضاءة الجانبية، مما يوفر نمط إشعاع واسعًا مناسبًا للتطبيقات ذات الإضاءة الجانبية أو مؤشرات الحالة.
• جهد التوصيل (VF):الأزرق: 2.6 فولت إلى 3.4 فولت؛ البرتقالي: 1.6 فولت إلى 2.4 فولت (عند IF=5 مللي أمبير). يعد جهد التوصيل معلمة حاسمة لتصميم الدائرة، لأنه يحدد انخفاض الجهد عبر المصباح وقيمة المقاومة التسلسلية المطلوبة. يتطلب المصباح الأزرق جهد تشغيل أعلى بسبب مادة أشباه الموصلات ذات الفجوة النطاقية الأوسع.
• الطول الموجي الذروي (λP) والطول الموجي السائد (λd):الأزرق: λP ~468 نانومتر، λd 463-477 نانومتر. البرتقالي: λP ~611 نانومتر، λd 598-612 نانومتر. يحدد الطول الموجي السائد اللون المُدرك. عرض النطاق النصفي الطيفي (Δλ) هو 25 نانومتر للأزرق و17 نانومتر للبرتقالي، مما يشير إلى نقاء اللون.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت. لم يتم تصميم مصابيح LED للعمل بتحيز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط. قد يؤدي تطبيق جهد عكسي إلى إتلاف الجهاز.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على المعلمات البصرية الرئيسية. يستخدم LTST-S326TBKFKT-5A نظام تصنيف لشدة الإضاءة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الناتج الضوئي إلى فئات مع تسامح +/-15% داخل كل فئة.

• فئات الشريحة الزرقاء:L (11.2-18.0 مللي شمعة)، M (18.0-28.0 مللي شمعة)، N (28.0-45.0 مللي شمعة).
• فئات الشريحة البرتقالية:M (18.0-28.0 مللي شمعة)، N (28.0-45.0 مللي شمعة)، P (45.0-71.0 مللي شمعة)، Q (71.0-112.0 مللي شمعة).

يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار قطع ذات سطوع أدنى مضمون لتطبيقهم، مما يضمن الاتساق البصري في المنتجات النهائية. عادةً ما يُشار إلى الفئة المحددة للدفعة الإنتاجية في رمز الطلب أو على ملصقات التعبئة.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما تشير ملف PDF إلى منحنيات نموذجية، إلا أنها غير مرفقة في المقتطف. بناءً على سلوك LED القياسي، يتم استنتاج التحليلات التالية من المعلمات المعطاة.

4.1 تيار التوصيل مقابل جهد التوصيل (منحنى I-V)

العلاقة بين I-V هي علاقة أسية. بالنسبة لمصباح LED الأزرق، يكون جهد التشغيل أعلى (~2.6 فولت) مقارنة بمصباح LED البرتقالي (~1.6 فولت). سيظهر المنحنى زيادة حادة في التيار بمجرد تجاوز جهد التوصيل لهذا العتبة. يعد تنظيم التيار المناسب (عبر مقاوم تسلسلي أو مشغل تيار ثابت) أمرًا ضروريًا لمنع الانحراف الحراري، حيث ينخفض جهد التوصيل مع زيادة درجة الحرارة، مما قد يؤدي إلى زيادة مدمرة في التيار إذا تم تشغيله بواسطة مصدر جهد.

4.2 شدة الإضاءة مقابل تيار التوصيل

تكون شدة الإضاءة متناسبة تقريبًا مع تيار التوصيل حتى نقطة معينة. سيؤدي التشغيل فوق التيار المستمر الموصى به (20/25 مللي أمبير) إلى زيادة السطوع ولكن على حساب تبديد طاقة أعلى، وانخفاض الكفاءة، وتسارع انخفاض التدفق الضوئي (انخفاض الناتج الضوئي بمرور الوقت).

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

أداء LED حساس لدرجة الحرارة. مع زيادة درجة حرارة التقاطع: تنخفض شدة الإضاءة عمومًا، وينخفض جهد التوصيل (VF) قليلاً، وقد يتحول الطول الموجي السائد (عادةً ما يكون أطول لـ InGaN). يحدد نطاق درجة حرارة التشغيل المحدد من -20°م إلى +80°م الظروف المحيطة التي تكون فيها الخصائص المنشورة صالحة. تعد الإدارة الحرارية الكافية على لوحة الدوائر المطبوعة مهمة للحفاظ على الأداء والعمر الطويل.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالحزمة

5.1 أبعاد الحزمة وتعيين الأطراف

يتوافق الجهاز مع مخطط حزمة SMD قياسي لـ EIA. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم الجسم وتباعد الأطراف. جميع الأبعاد لها تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تعيين الأطراف حاسم للتوجيه الصحيح: الطرف C1 مخصص لمصعد الشريحة البرتقالية (AlInGaP)، والطرف C2 مخصص لمصعد الشريحة الزرقاء (InGaN). الكاثود مشترك. الحزمة "شفافة مثل الماء"، مما يعني أن العدسة شفافة، مما يسمح برؤية اللون الحقيقي المشبع للشريحة.

5.2 تصميم وسادة PCB الموصى به والقطبية

يتم توفير نمط أرضي (بصمة) موصى به لضمان لحام موثوق ومحاذاة صحيحة. يتضمن التصميم عادةً فتحات تخفيف حرارية وتعريفات قناع اللحام. يجب مراعاة القطبية بدقة أثناء التركيب. تشير العلامة على جسم الجهاز (غالبًا نقطة أو زاوية مقطوعة) إلى جانب الكاثود (المشترك). ستؤدي القطبية غير الصحيحة إلى منع إضاءة المصباح، وقد يؤدي تطبيق جهد عكسي إلى إتلافه.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يتم توفير ملف إعادة تدفق مقترح. تشمل المعلمات الرئيسية: منطقة التسخين المسبق (150-200°م)، وقت التسخين المسبق (الحد الأقصى 120 ثانية)، درجة الحرارة القصوى (الحد الأقصى 260°م)، والوقت فوق نقطة السيولة (عند درجة الحرارة القصوى، الحد الأقصى 10 ثوانٍ). يمكن للجهاز تحمل حد أقصى دورتين إعادة تدفق تحت هذه الظروف. يعد الالتزام بهذا الملف أمرًا بالغ الأهمية لمنع الصدمة الحرارية، أو التقشر، أو تلف شريحة LED وعدسة الإيبوكسي.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب إجراؤه بحذر. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف مكواة اللحام 300°م، ويجب أن يقتصر وقت اللحام لكل طرف على 3 ثوانٍ كحد أقصى. يُوصى بدورة لحام واحدة فقط لللحام اليدوي لتقليل الإجهاد الحراري.

6.3 ظروف التخزين والتعامل

التخزين (الحزمة المغلقة):قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤90% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي هو سنة واحدة عند التخزين في الكيس الأصلي المضاد للرطوبة مع مجفف.
التخزين (الحزمة المفتوحة):للعناصر التي تمت إزالتها من عبوتها المغلقة، يجب ألا يتجاوز المحيط 30°م / 60% رطوبة نسبية. يجب استخدام المكونات خلال أسبوع واحد (مستوى MSL 3). للتخزين لفترة أطول خارج الكيس الأصلي، يجب تخزينها في وعاء محكم الغلق مع مجفف أو في بيئة نيتروجين. إذا تم التخزين لأكثر من أسبوع، يلزم عملية تجفيف عند 60°م لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفرقعة" أثناء إعادة التدفق.
احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب إجراء التعامل على محطات عمل مؤرضة باستخدام أسوارع معصم أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة لمنع فشل كامن أو كارثي.

6.4 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. يُعد غمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة مقبولاً. يمكن للمواد الكيميائية القاسية أو غير المحددة أن تتلف مادة الحزمة البلاستيكية، مما يؤدي إلى تغير اللون أو التشقق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED معبأة في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم). هذه هي التعبئة القياسية لمعدات التجميع الآلي. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. يحتوي الشريط على شريط غطاء لحماية المكونات أثناء الشحن والتعامل. تتوافق التعبئة مع مواصفات ANSI/EIA-481.

7.2 الحد الأدنى لكمية الطلب وتفاصيل البكرة

الكمية القياسية للبكرة الكاملة هي 3000 قطعة. بالنسبة للكميات الأقل من بكرة كاملة، ينطبق حد أدنى لكمية التعبئة يبلغ 500 قطعة للأجزاء المتبقية. تسمح مواصفات التعبئة بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين في الشريط.

8. اقتراحات تصميم التطبيق

8.1 اعتبارات تصميم الدائرة

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة تسلسلية لتحديد تيار التوصيل إلى القيمة المطلوبة (مثل 5 مللي أمبير للاختبار، حتى الحد الأقصى للتصنيف المستمر للسطوع الكامل). احسب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF، حيث Vcc هو جهد الإمداد، VF هو جهد التوصيل للمصباح (استخدم القيمة القصوى لتصميم آمن)، و IF هو التيار المطلوب.
• مزود الطاقة:تأكد من وجود مصدر طاقة مستمر مستقر. يمكن أن يؤثر التموج أو ارتفاع الجهد على السطوع والعمر الافتراضي.
• التوصيل على التوازي:تجنب توصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات محددة للتيار فردية، حيث يمكن أن تؤدي الاختلافات الطفيفة في VF إلى احتكار التيار، حيث يسحب مصباح واحد معظم التيار.

8.2 الإدارة الحرارية

على الرغم من أن مصابيح LED SMD صغيرة، إلا أن تبديد الطاقة (حتى 76 ميلي واط) يولد حرارة. تأكد من أن لوحة الدوائر المطبوعة تحتوي على مساحة نحاسية كافية (وسائد حرارية) متصلة بوسائد كاثود/مصعد LED لتعمل كمشتت حراري. تجنب وضع LED بالقرب من المكونات الأخرى المولدة للحرارة.

8.3 التكامل البصري

طبيعة الإضاءة الجانبية لهذا المصباح تجعله مثاليًا للتطبيقات التي تحتاج فيها الإضاءة إلى توجيهها بشكل موازٍ لسطح لوحة الدوائر المطبوعة، مثل توجيهها إلى دليل ضوئي للوحات ذات الإضاءة الجانبية أو لإضاءة الرموز على اللوحة الأمامية. ضع في اعتبارك زاوية الرؤية البالغة 130 درجة عند تصميم أنابيب الضوء أو المشتتات لضمان إضاءة موحدة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يتمثل التمييز الأساسي لـ LTST-S326TBKFKT-5A في تكوينه ثنائي اللون وذو الإضاءة الجانبية داخل حزمة SMD قياسية. مقارنة باستخدام مصباحين LED أحاديي اللون منفصلين، فإنه يوفر تقليلًا بنسبة 50% في بصمة PCB المطلوبة. يوفر استخدام InGaN للأزرق وAlInGaP للبرتقالي مزيجًا جيدًا من السطوع وتشبع اللون. تعد زاوية الرؤية الواسعة ميزة محددة مقارنة بمصابيح LED ذات الرؤية العلوية لمهام الإضاءة الجانبية. يتوافق توافقه مع إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء القياسية والتعبئة بالشريط والبكرة مع عمليات التصنيع عالية الحجم والفعالة من حيث التكلفة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 هل يمكنني تشغيل اللونين في وقت واحد؟

لا، تشترك الشريحتان في كاثود مشترك ولكن لهما مصاعد مستقلة (C1 للبرتقالي، C2 للأزرق). يجب تشغيلهما بواسطة مصادر تيار منفصلة (مثل دبوسي GPIO من متحكم دقيق، لكل منهما مقاومته التسلسلية الخاصة). لا يمكن تشغيلهما في وقت واحد بمصدر واحد متصل بكلا المصعدين بهذا التكوين للأطراف.

10.2 لماذا يختلف جهد التوصيل للونين؟

جهد التوصيل هو خاصية أساسية لطاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. للضوء الأزرق طاقة فوتون أعلى، مما يتطلب أشباه موصلات ذات فجوة نطاق أوسع (InGaN). ترتبط الفجوة النطاقية الأوسع بجهد توصيل أعلى. للضوء البرتقالي من AlInGaP طاقة فوتون أقل وبالتالي جهد توصيل أقل.

10.3 ماذا تعني عدسة "شفافة مثل الماء"؟

العدسة "شفافة مثل الماء" أو الشفافة لا تشتت الضوء. تسمح برؤية اللون الحقيقي المشبع لشريحة LED. هذا على عكس العدسة "المشتتة" أو "الحليبية"، التي تبعثر الضوء، مما يخلق نمط إشعاع أوسع وأكثر ليونة ولكن غالبًا مع انخفاض طفيف في تشبع اللون المُدرك والشدة المحورية.

10.4 كيف أفسر رمز التصنيف لطلبي؟

يحدد رمز التصنيف (مثل "N" للأزرق، "Q" للبرتقالي) النطاق المضمون لشدة الإضاءة لتلك الدفعة الإنتاجية. يجب عليك تحديد التصنيف (التصنيفات) المطلوبة عند الطلب لضمان اتساق السطوع عبر جميع الوحدات في منتجك. إذا لم يتم التحديد، فقد تتلقى قطعًا من أي تصنيف متاح ضمن نطاق المنتج.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

السيناريو: مؤشر حالة مزدوج لموجه شبكة.يحتاج المصمم إلى مؤشري حالة (الطاقة ونشاط الشبكة) ولكن لديه مساحة محدودة على اللوحة الأمامية. يستخدمون LTST-S326TBKFKT-5A واحدًا. يتم توصيل الشريحة البرتقالية (C1) بمصدر تيار ثابت 5 مللي أمبير للإشارة إلى "تشغيل الطاقة" (ثابت). يتم توصيل الشريحة الزرقاء (C2) بدبوس GPIO لمتحكم دقيق مبرمج للوميض بتردد 1 هرتز للإشارة إلى "نشاط الشبكة". توفر بصمة مكون واحدة إشارتين مرئيتين متميزتين. يتم اقتران الإشعاع الجانبي في دليل ضوئي صغير مصنوع حسب الطلب يوجه الضوء إلى تسميات اللوحة الأمامية.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عند تطبيق جهد توصيل 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 لون (طول موجي) الضوء المنبعث بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. تُستخدم مواد InGaN للأطوال الموجية الأقصر (أزرق، أخضر، أبيض)، بينما تُستخدم مواد AlInGaP للأطوال الموجية الأطول (أحمر، برتقالي، أصفر). تحتوي الحزمة ذات الإضاءة الجانبية على تجويف عاكس وعدسة إيبوكسي مصبوبة لتشكيل وتوجيه الناتج الضوئي جانبياً من الشريحة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر اتجاه مصابيح LED SMD للمؤشرات والإضاءة الخلفية نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وأحجام حزم أصغر، وزيادة التكامل. أصبحت الحزم ثنائية ومتعددة الألوان ذات البصمات فائقة الصغر (مثل 0402، 0201 مقياس) أكثر شيوعًا. هناك أيضًا تركيز على تحسين اتساق اللون وتضييق تسامحات التصنيف. علاوة على ذلك، فإن السعي لتحقيق موثوقية أعلى وأداء في البيئات القاسية يدفع نحو التقدم في مواد الحزم وتكنولوجيا الشرائح. تظل مبادئ تشغيل التيار بكفاءة، والإدارة الحرارية، وحماية ESD أساسية لجميع تطبيقات LED.