LTST-S225KRTGKT-Q - ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء ذو اللونين (أحمر/أخضر) - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات ثنائي باعث للضوء (SMD) ثنائي اللون ذو إضاءة جانبية ومُصمم بشكل مدمج. تم تصميم هذا المكون لتجميعه آليًا على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة. يجمع الجهاز بين رقائقين شبه موصلتين مختلفتين داخل غلاف واحد: رقاقة AlInGaP للإشعاع الأحمر ورقاقة InGaN للإشعاع الأخضر. يتيح هذا التكوين إشارة ثنائية اللون من بصمة واحدة مصغرة.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• تصميم جانبي الإشعاع ثنائي اللون (أحمر وأخضر).
• تتميز الأطراف بتغطية من القصدير لتحسين قابلية اللحام.
• يستخدم تقنية رقائق عالية الكفاءة من AlInGaP (للأحمر) و InGaN (للأخضر).
• معبأ في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات للتجميع الآلي (Pick-and-Place).
• مخطط الغلاف متوافق مع المعيار EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• متوافق مع منطق الإدخال.
• مصمم للتوافق مع معدات التثبيت الآلي.
• مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات

المكون مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب مؤشر حالة مدمجًا وموثوقًا أو إضاءة خلفية. تشمل مجالات التطبيق النموذجية:

• أجهزة الاتصالات (مثل الهواتف الخلوية، ومعدات الشبكات).
• معدات أتمتة المكاتب والأجهزة المنزلية.
• لوحات التحكم والمعدات الصناعية.
• إضاءة خلفية لوحة المفاتيح أو الكيبورد.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• الشاشات الدقيقة وإضاءة الرموز.
• الوحدات الضوئية للإشارات والرموز.

2. أبعاد الغلاف وتعيين الأطراف

يتم وضع ثنائي باعث الضوء داخل غلاف للتثبيت السطحي. يتم توفير الرسومات الميكانيكية المحددة التي تحدد الطول والعرض والارتفاع ومواضع النقاط اللاصقة في ورقة البيانات. جميع الأبعاد محددة بالمليمترات (مم) مع تسامح قياسي يبلغ ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

تعيين الأطراف:

• الطرفان 1 و 2: الأنود والكاثود لرقاقة LED الخضراء (InGaN).
• الطرفان 3 و 4: الأنود والكاثود لرقاقة LED الحمراء (AlInGaP).

3. التصنيفات والخصائص

يتم تعريف جميع المواصفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك.

3.1 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز.

• تبديد الطاقة (Pd):الأحمر: 50 ميلي واط، الأخضر: 38 ميلي واط.
• تيار الأمامي الذروي (I_F(ذروة)):40 مللي أمبير لكلا اللونين (نبضي بدورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار الأمامي المستمر (I_F):الأحمر: 20 مللي أمبير، الأخضر: 10 مللي أمبير.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ (عملية خالية من الرصاص).

3.2 الخصائص الكهروضوئية (عند I_F= 5 مللي أمبير)

هذه هي معايير الأداء النموذجية تحت ظروف الاختبار القياسية.

• شدة الإضاءة (I_V):
  • الأحمر: الحد الأدنى 11.2 مللي شمعة، النموذجي -، الحد الأقصى 28.0 مللي شمعة.
  • الأخضر: الحد الأدنى 56.0 مللي شمعة، النموذجي -، الحد الأقصى 140.0 مللي شمعة.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):عادة 130 درجة (الزاوية التي تكون فيها الشدة نصف القيمة على المحور).
• الطول الموجي الذروي (λ_P):الأحمر: 639.0 نانومتر، الأخضر: 525.0 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):
  • الأحمر: الحد الأدنى 617.0 نانومتر، الحد الأقصى 633.0 نانومتر.
  • الأخضر: الحد الأدنى 520.0 نانومتر، الحد الأقصى 535.0 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):الأحمر: 20.0 نانومتر، الأخضر: 35.0 نانومتر.
• الجهد الأمامي (V_F):
  • الأحمر: الحد الأدنى 1.6 فولت، الحد الأقصى 2.3 فولت.
  • الأخضر: الحد الأدنى 2.6 فولت، الحد الأقصى 3.5 فولت.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير لكليهما عند V_R= 5 فولت (لأغراض الاختبار فقط؛ الجهاز ليس مصممًا للعمل العكسي).

4. نظام التصنيف

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

4.1 تصنيف شدة الإضاءة (السطوع)

• الأحمر:المجموعات L (11.2-18.0 مللي شمعة) و M (18.0-28.0 مللي شمعة). التسامح لكل مجموعة هو ±15%.
• الأخضر:المجموعات P2 (56.0-71.0 مللي شمعة)، Q1 (71.0-90.0 مللي شمعة)، Q2 (90.0-112.0 مللي شمعة)، R1 (112.0-140.0 مللي شمعة). التسامح لكل مجموعة هو ±15%.

4.2 تصنيف اللون (الطول الموجي السائد)

• الأخضر فقط:المجموعات AP (520-525 نانومتر)، AQ (525-530 نانومتر)، AR (530-535 نانومتر). التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.

5. منحنيات الأداء والبيانات الرسومية

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية للمساعدة في تحليل التصميم. تساعد هذه التمثيلات الرسومية المهندسين على فهم سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. بينما لا يتم سرد نقاط بيانات المنحنى المحددة نصيًا، يجب على المصممين الرجوع إلى الأشكال المقدمة للحصول على تفاصيل حول:

• العلاقة بين التيار الأمامي (I_F) والجهد الأمامي (V_F) لكل من الرقاقتين الحمراء والخضراء.
• العلاقة بين التيار الأمامي (I_F) وشدة الإضاءة النسبية لكلا اللونين.
• تأثير درجة الحرارة المحيطة على شدة الإضاءة النسبية.
• منحنيات توزيع القدرة الطيفية (SPD) التي تُظهر ملف انبعاث الرقاقتين الحمراء والخضراء.

6. دليل التجميع والتعامل

6.1 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام أو التعامل، استخدم المذيبات المحددة فقط. اغمر ثنائي الإضاءة في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. لا تستخدم منظفات كيميائية غير محددة لأنها قد تتلف مادة الغلاف.

6.2 تخطيط نقاط اللحام على PCB واللحام

يتم توفير أبعاد نمط الأرضية (البصمة) الموصى بها لنقاط اللحام على PCB لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة واستقرار ميكانيكي. تتضمن ورقة البيانات مخططًا يوضح الاتجاه الأمثل للحام وهندسة النقطة اللاصقة الموصى بها لتسهيل الترطيب الجيد للحام ومنع ظاهرة "اللوح القبر" (tombstoning).

6.3 التغليف: الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم ملفوف على بكرة قياسية قطرها 7 بوصات (178 مم). هذا التغليف متوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481. تشمل التفاصيل الرئيسية:

• الخطوة وأبعاد الجيوب لإيواء المكون.
• قطر محور البكرة، وقطر الحافة، والعرض.
• الكمية القياسية: 4000 قطعة لكل بكرة كاملة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب للبقايا: 500 قطعة.
• يُسمح بحد أقصى جيبين فارغين متتاليين.

7. تحذيرات هامة وملاحظات الاستخدام

7.1 نطاق التطبيق

تم تصميم هذا الثنائي الباعث للضوء للمعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية. لا يُقصد به للاستخدام في التطبيقات الحرجة للسلامة أو عالية الموثوقية حيث يمكن أن يؤدي الفشل إلى تهديد الحياة أو الصحة مباشرة (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، والتحكم في النقل). لمثل هذه التطبيقات، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة.

7.2 ظروف التخزين

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على قابلية اللحام والأداء.

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 90% رطوبة نسبية (RH). استخدم خلال عام واحد من تاريخ التصنيع.
• العبوة المفتوحة:المكونات حساسة للرطوبة (MSL 3). قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 60% رطوبة نسبية. يُوصى بإكمال لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال أسبوع واحد من فتح كيس الحاجز للرطوبة. للتخزين لأكثر من أسبوع، قم بالتجفيف (الخبز) عند 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام، أو قم بالتخزين في وعاء محكم الغلق مع مجفف أو في جو من النيتروجين.

7.3 توصيات اللحام

الالتزام بالشروط التالية لمنع التلف الحراري:

• لحام إعادة التدفق (موصى به):
  • التسخين المسبق: 150-200 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية.
  • درجة الحرارة القصوى: الحد الأقصى 260 درجة مئوية.
  • الوقت فوق 260 درجة مئوية: الحد الأقصى 10 ثوانٍ. يجب ألا يتم إعادة التدفق أكثر من مرتين كحد أقصى.
• اللحام اليدوي (المكواة):
  • درجة حرارة طرف المكواة: الحد الأقصى 300 درجة مئوية.
  • وقت اللحام: الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل وصلة. قصر على دورة لحام واحدة.

ملاحظة على ملفات إعادة التدفق:يعتمد ملف درجة الحرارة الأمثل على تصميم PCB المحدد، والمكونات، ومعجون اللحام، والفرن. يجب توصيف الملف الخاص بالتجميع المحدد. تشير ورقة البيانات إلى ملف نموذجي يعتمد على معايير JEDEC.

7.4 الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

ثنائيات الإضاءة عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والارتفاعات الكهربائية. اتبع دائمًا إجراءات التحكم المناسبة في ESD أثناء التعامل والتجميع:

• استخدم سوار معصم مؤرض أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• تأكد من أن جميع محطات العمل والمعدات والأدوات مؤرضة بشكل صحيح.
• تعامل مع الأجهزة في منطقة محمية من ESD.

8. اعتبارات التصميم وملاحظات التطبيق

8.1 تحديد التيار

قم دائمًا بتشغيل ثنائي الإضاءة مع مقاوم محدد للتيار على التوالي أو محرك تيار ثابت. يمكن حساب قيمة المقاوم (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. استخدم أقصى قيمة V_Fمن ورقة البيانات لتصميم متحفظ لضمان ألا يتجاوز التيار القيمة المطلوبة I_F. لا تتجاوز الحدود القصوى المطلقة للتيار المستمر أو النبضي.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن الغلاف صغير، فإن تبديد الطاقة (حتى 50 ميلي واط للأحمر، 38 ميلي واط للأخضر) يولد حرارة. للتشغيل المستمر عند التيار الأقصى أو بالقرب منه، تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على PCB حول نقاط اللحام لتعمل كمشتت حراري. يساعد هذا في الحفاظ على درجة حرارة تقاطع أقل، مما يحافظ على ناتج الإضاءة والموثوقية طويلة المدى.

8.3 التصميم البصري

يُصدر التصميم ذو الإضاءة الجانبية (زاوية رؤية نموذجية 120 درجة) الضوء موازيًا لمستوى PCB. هذا مثالي لإضاءة الحواف، أو إضاءة الرموز الجانبية، أو مؤشرات الحالة التي تُرى من جانب الجهاز. ضع في اعتبارك توزيع شدة الإضاءة الزاوية عند تصميم أنابيب الضوء أو العدسات لتحقيق نمط الإضاءة المطلوب.

8.4 تشغيل اللونين

الرقاقتان الحمراء والخضراء مستقلتان كهربائيًا. يمكن تشغيلهما بشكل منفصل لإظهار اللون الأحمر أو الأخضر، أو من خلال التبديل السريع، لون كهرماني/أصفر ظاهري. لتطبيقات الألوان المختلطة، يُستخدم عادةً متحكم دقيق بمخرجات PWM (تعديل عرض النبضة) للتحكم في الشدة وخلط الألوان.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم هذا الثنائي الباعث للضوء SMD ثنائي اللون ذو الإضاءة الجانبية مزايا محددة في التصاميم المقيدة بالمساحة:

• كفاءة المساحة:يوفر مكون واحد لونين متميزين، مما يقلل عدد الأجزاء والبصمة على PCB مقارنة باستخدام ثنائيي إضاءة أحاديي اللون منفصلين.
• ملائم للأتمتة:تم تحسين تغليف الشريط والبكرة والبصمة القياسية لخطوط التجميع الآلية عالية السرعة، مما يخفض تكلفة التصنيع.
• تقنية المواد:يوفر استخدام AlInGaP للون الأحمر كفاءة عالية واستقرارًا حراريًا جيدًا، بينما يوفر InGaN للون الأخضر ناتجًا ساطعًا في الطيف المرئي.
• الإشعاع الجانبي:على عكس ثنائيات الإضاءة ذات الإشعاع العلوي، يوجه هذا الغلاف الضوء جانبياً، وهي ميزة حاسمة لتطبيقات الإضاءة الخلفية والمؤشرات المحددة التي تتطلب مساحة رأسية أو زاوية رؤية محددة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س1: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج1: الطول الموجي الذروي (λ_P) هو الطول الموجي الفردي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي، عند دمجه مع مرجع أبيض محدد، يطابق اللون المُدرك لثنائي الإضاءة. يرتبط λ_dبشكل أوثق بإدراك الإنسان للون.

س2: هل يمكنني تشغيل الرقاقتين الحمراء والخضراء في وقت واحد عند أقصى تيار مستمر لهما؟
ج2: لا. تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود تبديد الطاقة لكل رقاقة على حدة (الأحمر: 50 ميلي واط، الأخضر: 38 ميلي واط). تشغيل كلاهما بأقصى تيار (الأحمر 20 مللي أمبير عند ~2.3 فولت = 46 ميلي واط، الأخضر 10 مللي أمبير عند ~3.5 فولت = 35 ميلي واط) من المرجح أن يتجاوز قدرة التبديد الحراري الإجمالية للغلاف إذا استمر، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وتقليل العمر الافتراضي. قلل التيارات أو نفذ إدارة حرارية للتشغيل المزدوج عند طاقة عالية.

س3: لماذا يكون شرط رطوبة التخزين أكثر صرامة بعد فتح الكيس؟
ج3: يحتوي الكيس المغلق على مجفف ويعمل كحاجز للرطوبة. بمجرد الفتح، يمكن أن يمتص غلاف SMD الرطوبة من الهواء. أثناء لحام إعادة التدفق، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة ("تأثير الفشار")، مما يتسبب في انفصال داخلي أو تشقق في الغلاف. يحدد تصنيف MSL 3 "عمر الأرضية" ومتطلبات التجفيف (الخبز) لمنع ذلك.

س4: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟
ج4: يتضمن رقم الجزء عادةً رموز التصنيف لشدة الإضاءة وأحيانًا الطول الموجي. يجب عليك تحديد السطوع المطلوب (مثل الأخضر في مجموعة R1 لأعلى ناتج) واللون (مثل الأخضر في مجموعة AP لدرجة لون أخضر محددة) لضمان استلامك مكونات تلبي متطلبات اتساق التطبيق الخاص بك للسطوع ومظهر اللون.