ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء LTST-S115KSKRKT - ثنائي اللون (أصفر/أحمر) ذو إضاءة جانبية - شريحة AlInGaP - 25 مللي أمبير - 62.5 مللي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED ثنائي اللون صغير الحجم وذو تركيب سطحي. تم تصميم هذا المكون للتجميع الآلي، وهو مثالي للتطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة ومطلوب مؤشر ساطع وموثوق. يدمج الجهاز شريحتين باعثتين للضوء متميزتين داخل غلاف واحد قياسي في الصناعة.

1.1 الميزات

• متوافق مع التوجيهات البيئية RoHS.
• تكوين ثنائي اللون (أصفر وأحمر) في غلاف ذو إضاءة جانبية.
• يستخدم تقنية أشباه الموصلات عالية السطوع من فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP).
• تتميز الأطراف بالطلاء بالقصدير لتحسين قابلية اللحام.
• معبأ على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات لمعدات الاختيار والوضع الآلية.
• يتوافق مع مخططات الغلاف القياسية EIA.
• منطق الإدخال متوافق مع مستويات تشغيل الدوائر المتكاملة (IC) القياسية.
• متوافق بالكامل مع عمليات الوضع الآلي واللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات

هذا LED مناسب لمجموعة واسعة من الأجهزة والأنظمة الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• معدات الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية/الخلوية، ومفاتيح الشبكة).
• أجهزة أتمتة المكاتب (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، والطابعات).
• الأجهزة المنزلية ولوحات التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• الشاشات الدقيقة والإضاءة الرمزية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تمثل هذه القيم حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (P_d):62.5 مللي واط لكل شريحة. هذه هي أقصى قدرة يمكن لـ LED تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (T_a) تبلغ 25 درجة مئوية. تجاوز هذا الحد يعرض للتدهور الحراري.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):60 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار لحظي مسموح به، يُحدد عادةً في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية) لمنع ارتفاع درجة حرارة التقاطع شبه الموصل.
• تيار الأمام المستمر (I_F):25 مللي أمبير تيار مستمر. هذا هو الحد الأقصى الموصى به للتيار للتشغيل المستمر، مما يضمن الموثوقية طويلة المدى واستقرار إخراج الضوء.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تطبيق جهد انحياز عكسي يتجاوز هذا التصنيف يمكن أن يتسبب في فشل فوري وكارثي لتقاطع LED.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -30 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية. يتم ضمان عمل الجهاز ضمن هذا النطاق لدرجة الحرارة المحيطة.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. يمكن تخزين الجهاز دون تدهور ضمن هذه الحدود.
• ظروف اللحام بالأشعة تحت الحمراء:يتحمل درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ، وهو المعيار لملفات إعادة تدفق اللحام الخالي من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند T_a=25 درجة مئوية و I_F=20 مللي أمبير، مما يمثل ظروف التشغيل النموذجية.

• شدة الإضاءة (I_V):
  • الأصفر:الحد الأدنى 45.0 مللي شمعة، القيمة النموذجية مُقدمة، الحد الأقصى 180.0 مللي شمعة.
  • الأحمر:الحد الأدنى 28.0 مللي شمعة، القيمة النموذجية مُقدمة، الحد الأقصى 180.0 مللي شمعة.
  • يتم القياس باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة استجابة العين البشرية للضوء (منحنى CIE).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة (نموذجية لكلا اللونين). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها الذروية (على المحور). الزاوية الواسعة البالغة 130 درجة تجعل هذا جهازًا باعثًا جانبيًا مناسبًا للإضاءة الواسعة والمتساوية.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):
  • الأصفر:عادة 593 نانومتر.
  • الأحمر:عادة 639 نانومتر.
  • هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه قوة الإخراج البصرية أعظم ما يمكن.
• الطول الموجي السائد (λ_d):
  • الأصفر:نطاق من 587.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 594.5 نانومتر (الحد الأقصى).
  • الأحمر:نطاق من 624 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 638 نانومتر (الحد الأقصى).
  • مُشتق من مخطط لونية CIE، هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية لتعريف اللون.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عادة 15 نانومتر (الأصفر) و 20 نانومتر (الأحمر). هذا يشير إلى نقاء الطيف؛ القيمة الأصغر تعني ضوءًا أكثر أحادية اللون.
• جهد الأمام (V_F):عادة 2.0 فولت، بحد أقصى 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED أثناء التشغيل.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير عندما يكون الجهاز تحت انحياز عكسي ضمن تصنيفه.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تختلف شدة إضاءة LEDs من دفعة إلى أخرى. يضمن نظام التصنيف (Binning) الاتساق من خلال تجميع الأجهزة ذات الأداء المماثل.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

لكل لون رموز تصنيف محددة تحدد نطاقات شدة الإضاءة الدنيا والقصوى عند 20 مللي أمبير. التسامح داخل كل تصنيف هو +/-15%.

الشريحة الصفراء:

• التصنيف P:45.0 – 71.0 مللي شمعة
• التصنيف Q:71.0 – 112.0 مللي شمعة
• التصنيف R:112.0 – 180.0 مللي شمعة

الشريحة الحمراء:

• التصنيف N:28.0 – 45.0 مللي شمعة
• التصنيف P:45.0 – 71.0 مللي شمعة
• التصنيف Q:71.0 – 112.0 مللي شمعة
• التصنيف R:112.0 – 180.0 مللي شمعة

يجب على المصممين تحديد رمز التصنيف المطلوب عند الطلب لضمان مستوى السطوع اللازم لتطبيقهم.

4. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد الغلاف وتعيين الأطراف

يتوافق الجهاز مع مخطط غلاف SMD قياسي. تشمل الأبعاد الحرجة حجم الجسم وتباعد الأطراف. جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح نموذجي يبلغ ±0.1 مم.

تعيين الأطراف:

• المهبط 1 (C1):متصل بمصعد الشريحة الحمراء. تكوين المهبط المشترك يعني أن تطبيق جهد أمامي على C1 (بالنسبة للمصعد المشترك) يضيء الشريحة الحمراء.
• المهبط 2 (C2):متصل بمصعد الشريحة الصفراء. تطبيق جهد أمامي على C2 يضيء الشريحة الصفراء.
• المصعد المشترك:الطرف الآخر (غير موسوم صراحةً بـ C1/C2 في الرسم) هو المصعد المشترك لكلا الشريحتين.

4.2 تخطيط وسادات اللوحة الموصى به واتجاه اللحام

يتم توفير نمط وسادة (Footprint) موصى به لضمان تكوين وصلة لحام سليمة، واستقرار ميكانيكي، وتخفيف حراري أثناء إعادة التدفق. كما يُشار إلى اتجاه الجهاز على الشريط بالنسبة لوسادات اللوحة لتسهيل الوضع الآلي الصحيح.

4.3 مواصفات التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد LEDs في شريط حامل بارز للمناولة الآلية.

• عرض الشريط:8 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات (178 مم).
• الكمية لكل بكرة:3000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للبكرات الجزئية.
• تتبع التعبئة معايير ANSI/EIA-481. يتم إغلاق الشريط بشريط غطاء، ويُسمح بحد أقصى جيبين فارغين متتاليين.

5. إرشادات اللحام والتجميع والمناولة

5.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

يوصى بملف تفصيلي لدرجة الحرارة مقابل الزمن للتجميع باللحام الخالي من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية:

• التسخين المسبق:الارتفاع إلى 150-200 درجة مئوية.
• زمن النقع/التسخين المسبق:الحد الأقصى 120 ثانية لتفعيل المادة المساعدة على اللحام ومعادلة درجة الحرارة.
• إعادة التدفق (السيولة):يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة الذروية 260 درجة مئوية.
• الزمن فوق 260 درجة مئوية:يجب أن يكون 10 ثوانٍ أو أقل.
• عدد مرات إعادة التدفق:الحد الأقصى مرتين.

يجب تطوير ملف التعريف بالاشتراك مع إرشادات مُصنع معجون اللحام المحدد والتحقق منه لتجميع اللوحة الفعلي.

5.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا:

• درجة حرارة المكواة:الحد الأقصى 300 درجة مئوية.
• زمن التلامس:الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل وصلة لحام.
• عدد المرات:مرة واحدة فقط لكل وصلة لتقليل الإجهاد الحراري.

5.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا:

• استخدم فقط المذيبات المحددة مثل الكحول الإيثيلي أو كحول الأيزوبروبيل.
• يجب أن يكون وقت الغمر أقل من دقيقة واحدة في درجة حرارة الغرفة.
• تجنب المواد الكيميائية العدوانية أو غير المحددة التي قد تتلف عدسة LED أو مادة الغلاف.

5.4 التخزين والحساسية للرطوبة

تعتبر LEDs حساسة للرطوبة. المناولة السليمة أمر بالغ الأهمية لمنع "التفرقع" (تشقق الغلاف) أثناء إعادة التدفق.

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ التعبئة الجافة.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. للتخزين الممتد خارج الكيس الأصلي، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو جو نيتروجين.
• العمر الافتراضي على الأرضية:يجب خبز المكونات المعرضة للهواء المحيط لأكثر من أسبوع عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة.

5.5 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هيكل أشباه الموصلات AlInGaP عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والارتفاعات الكهربائية.

• تعامل دائمًا مع المكونات في منطقة محمية من ESD.
• استخدم أساور المعصم أو القفازات المضادة للكهرباء الساكنة.
• تأكد من أن جميع المعدات والأدوات وأسطح العمل مؤرضة بشكل صحيح.

6. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 تحديد التيار

مقاومة خارجية لتحديد التيار إلزامية عند تشغيل LED من مصدر جهد أعلى من جهد الأمام الخاص به (V_F). يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. للتشغيل الموثوق، لا تتجاوز تيار الأمام المستمر (I_F) البالغ 25 مللي أمبير. للتشغيل النبضي لتحقيق سطوع مُدرك أعلى، تأكد من بقاء تيار الذروة ودورة العمل ضمن الحدود القصوى المطلقة.

6.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (62.5 مللي واط لكل شريحة)، فإن التصميم الحراري السليم يطيل العمر الافتراضي ويحافظ على استقرار إخراج الضوء. تأكد من أن تصميم وسادة اللوحة يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا. تجنب وضع LED بالقرب من مصادر حرارة كبيرة أخرى. قد يتطلب التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية (نحو الحد الأقصى 80 درجة مئوية) تخفيض تصنيف أقصى تيار أمامي.

6.3 التصميم البصري

زاوية الرؤية الجانبية البالغة 130 درجة هي ميزة رئيسية. عند تصميم أدلة الضوء أو العدسات أو المشتتات، يجب مراعاة نمط الانبعاث الواسع هذا لتحقيق إضاءة موحدة. توفر العدسة "الصافية تمامًا" لون الشريحة الحقيقي دون تشتيت.

7. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم هذا الجهاز مزايا محددة في فئته:

• لونان في غلاف واحد:يوفر مساحة على اللوحة ويقلل عدد المكونات مقارنة باستخدام LEDين منفصلين أحاديي اللون.
• تقنية AlInGaP:توفر كفاءة أعلى وسطوعًا مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaAsP القياسي للألوان الحمراء/الصفراء، خاصة عند التيارات المنخفضة.
• غلاف ذو إضاءة جانبية:مثالي للتطبيقات التي يتم فيها تركيب اللوحة موازية لسطح الرؤية، كما في الألواح المضاءة من الحافة أو مؤشرات الحالة على جانب الجهاز.
• توافق كامل مع إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:يمكنه تحمل ملفات تعريف اللحام الخالي من الرصاص القياسية، مما يجعله مناسبًا لخطوط تجميع SMT الحديثة عالية الحجم دون الحاجة إلى عمليات ثانوية.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

8.1 هل يمكنني تشغيل الشريحتين الصفراء والحمراء في وقت واحد؟

نعم، ولكن يجب مراعاة تبديد الطاقة الإجمالي. الحد الأقصى المطلق لتبديد الطاقة هو 62.5 مللي واطلكل شريحة. تشغيل كلا الشريحتين بأقصى تيار مستمر لكل منهما (25 مللي أمبير لكل منهما) مع V_Fنموذجي قدره 2.0 فولت يؤدي إلى 50 مللي واط لكل شريحة (100 مللي واط إجمالي)، وهو ما يتجاوز تصنيف كل شريحة. لذلك، لتشغيل كليهما في وقت واحد، يجب تقليل التيار لكل شريحة بحيث لا يتجاوز تبديد الطاقة الفردي 62.5 مللي واط. نهج آمن هو تحديد التيار لكل شريحة إلى قيمة تحافظ على P_dضمن المواصفات، على سبيل المثال، ~15 مللي أمبير لكل منهما.

8.2 ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

طول موجة الذروة (λ_P):الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر LED أكبر قدر من الطاقة البصرية. يتم قياسه مباشرة بواسطة مطياف.الطول الموجي السائد (λ_d):قيمة محسوبة بناءً على مخطط ألوان CIE تمثل الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية للون. بالنسبة لـ LEDs أحادية اللون مثل هذه، عادةً ما يكون λ_Pو λ_dقريبين جدًا. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون في التطبيقات التي تركز على الإنسان.

8.3 لماذا يكون شرط رطوبة التخزين صارمًا جدًا بعد فتح الكيس؟

يمكن لغلاف LED البلاستيكي امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية اللحام بإعادة التدفق عالية الحرارة، تتحول هذه الرطوبة الممتصة بسرعة إلى بخار، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يؤدي إلى تقشير الغلاف أو تشقق عدسة الإيبوكسي ("التفرقع"). ضوابط الرطوبة الصارمة ومتطلبات الخبز هي معيارية للأجهزة الحساسة للرطوبة (MSD) وفقًا لمعايير الصناعة مثل JEDEC J-STD-033.