ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-N682TWQEET - الأبعاد الخارجية - أبيض/أحمر - 30 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية لثنائي باعث للضوء (LED) من نوع جهاز سطح التثبيت (SMD). تم تصميم المكون لعمليات التجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، مما يجعله مناسبًا للإنتاج بكميات كبيرة. حجمه الصغير يلبي احتياجات التطبيقات محدودة المساحة الشائعة في الأجهزة الإلكترونية المحمولة والمدمجة الحديثة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الثنائي الباعث للضوء امتثاله لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، وتوافقه مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)، وتعبئته على شريط قياسي صناعي بعرض 8 مم وبكرات قطر 7 بوصات لمعدات الالتقاط والوضع الآلية. تم تصميمه ليكون متوافقًا مع الدوائر المتكاملة (IC). تشمل التطبيقات المستهدفة مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر معدات الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية والخلوية)، وأجهزة أتمتة المكاتب (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة)، وأنظمة الشبكات، والأجهزة المنزلية، ولافتات الداخل. وظائفه الأساسية هي مؤشر الحالة، وإضاءة الإشارات والرموز، والإضاءة الخلفية للوحة الأمامية.

2. أبعاد العبوة وتعيين الأطراف

يتميز الثنائي الباعث للضوء بعبوة SMD محددة. لون العدسة أصفر. يحتوي الجهاز على شريحتين متميزتين من LED داخل نفس العبوة: واحدة تشع ضوءًا أبيض والأخرى تشع ضوءًا أحمر. تعيين الأطراف كما يلي: الطرفان 1 و 2 مخصصان للـ LED الأحمر، والطرفان 3 و 4 مخصصان للـ LED الأبيض. جميع التسامحات الأبعاد هي عادةً ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسومات الميكانيكية التفصيلية.

3. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

3.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة:102 ميلي واط لـ LED الأبيض؛ 78 ميلي واط لـ LED الأحمر. هذه هي أقصى قدرة يمكن للجهاز تبديدها.
• تيار الأمام الذروي:100 مللي أمبير للأبيض، 80 مللي أمبير للأحمر. هذا هو أقصى تيار نابض مسموح به (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار الأمام المستمر:30 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +85°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C.

3.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°C وتيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):الأبيض: 1500-3000 ميللي كانديلا (الحد الأدنى-الأقصى). الأحمر: 650-1300 ميللي كانديلا (الحد الأدنى-الأقصى). تم القياس باستخدام مرشح يقارب استجابة العين الضوئية CIE.
• زاوية الرؤية (2θ½):عادة 120 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية.
• الطول الموجي السائد (λd):لـ LED الأحمر: 617-626 نانومتر (الحد الأدنى-الأقصى). تحدد هذه المعلمة اللون المُدرك.
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP):لـ LED الأحمر: عادة 624 نانومتر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عادة 30 نانومتر للأبيض، 20 نانومتر للأحمر. يشير هذا إلى نقاء الطيف.
• جهد الأمام (VF):الأبيض: 2.6-3.4 فولت. الأحمر: 1.7-2.6 فولت. التسامح هو ±0.1 فولت.
• تيار العكس (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. الجهاز غير مصمم للعمل بتحيز عكسي.

4. شرح نظام التصنيف

يتم فرز ثنائيات LED إلى مجموعات بناءً على معلمات الأداء الرئيسية لضمان الاتساق في عمليات الإنتاج.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة (Iv)

لـ LED الأبيض، يتم تعريف المجموعات كـ W1 (1500-2120 ميللي كانديلا) و W2 (2120-3000 ميللي كانديلا). لـ LED الأحمر، المجموعات هي R1 (650-920 ميللي كانديلا) و R2 (920-1300 ميللي كانديلا). التسامح داخل كل مجموعة شدة هو ±11%.

4.2 تصنيف لونية CIE

إحداثيات اللون لـ LED الأبيض (x, y على مخطط لونية CIE 1931) مصنفة إلى عدة فئات (مثل A1, A2, A3, B1, B2, B3)، كل منها محدد بمنطقة رباعية على المخطط. التسامح لإحداثيات اللونية داخل كل مجموعة هو ±0.01. وهذا يضمن اتساق اللون للتطبيقات التي يكون فيها مطابقة نقطة البيضاء الدقيقة أمرًا بالغ الأهمية.

5. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية التي تعتبر ضرورية لتصميم الدائرة. تمثل هذه المنحنيات بيانيًا العلاقة بين المعلمات المختلفة، مما يوفر رؤية تتجاوز القيم النموذجية المجدولة. يجب على المصممين الرجوع إلى هذه المنحنيات لفهم السلوك في ظل ظروف غير قياسية (مثل تيارات أمامية مختلفة أو درجات حرارة محيطة). تشمل المنحنيات الرئيسية عادة العلاقة بين تيار الأمام وشدة الإضاءة، وعلاقة تيار الأمام بجهد الأمام، وتأثير درجة الحرارة المحيطة على شدة الإضاءة. يساعد تحليل هذه المنحنيات في اختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة والتنبؤ بالأداء في بيئة التشغيل المستهدفة.

6. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

6.1 وسادة التثبيت الموصى بها على PCB

تم توفير تصميم نمط وسادة التثبيت لضمان اللحام السليم والاستقرار الميكانيكي. الالتزام بهذا التصميم الموصى به أمر بالغ الأهمية لتحقيق وصلات لحام موثوقة وإدارة تبديد الحرارة أثناء عملية إعادة التدفق.

6.2 أبعاد تعبئة الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات على شريط ناقل بارز بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). تم تحديد الأبعاد التفصيلية لجيب الشريط، ومحور البكرة، والبكرة بشكل عام. الكميات القياسية للبكرة هي 2000 قطعة لكل بكرة، مع حد أدنى لكمية التعبئة يبلغ 500 قطعة للبقايا. تتوافق التعبئة مع مواصفات EIA-481-1-B.

7. إرشادات اللحام والتجميع

7.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)

تم توفير ملف تعريف مقترح لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، متوافق مع المعيار J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية درجة حرارة تسخين أولية تتراوح بين 150-200 درجة مئوية، ودرجة حرارة ذروة قصوى تبلغ 260 درجة مئوية، ووقت فوق السائل لا يتجاوز الحدود المحددة. من المهم ملاحظة أن ملف التعريف الأمثل يعتمد على تصميم PCB المحدد، ولحام العجينة، وخصائص الفرن؛ لذلك يوصى بإجراء توصيف على مستوى اللوحة.

7.2 ظروف التخزين

بالنسبة للأكياس المغلقة غير المفتوحة والمقاومة للرطوبة والتي تحتوي على مجفف، يجب تخزين ثنائيات LED عند درجة حرارة ≤ 30°C ورطوبة نسبية ≤ 70% (RH) واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد فتح التغليف الأصلي، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C و 60% RH. يجب خبز المكونات المعرضة لأكثر من 168 ساعة عند حوالي 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لمنع ظاهرة \"الفرقعة\" أو التقشر أثناء إعادة التدفق.

7.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات المعتمدة القائمة على الكحول فقط مثل الإيثانول أو الأيزوبروبانول في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في إتلاف عبوة LED.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الثنائي الباعث للضوء ثنائي اللون مثالي للتطبيقات التي تتطلب مؤشر حالة متعدد من بصمة مكون واحدة. تشمل الأمثلة حالة الطاقة/الشحن (أحمر للشحن، أبيض للكامل)، مؤشرات نشاط الشبكة، أو ردود فعل اختيار الوضع في الإلكترونيات الاستهلاكية ولوحات التحكم الصناعية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي لتحديد تيار الأمام إلى القيمة المستمرة الموصى بها (30 مللي أمبير كحد أقصى) أو أقل لضمان طول العمر والتحكم في السطوع.
• إدارة الحرارة:تأكد من أن تخطيط PCB يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من القيم القصوى المطلقة، لمنع ارتفاع درجة الحرارة وتسريع تدهور التدفق الضوئي.
• حماية من الكهرباء الساكنة (ESD):على الرغم من عدم ذكرها صراحةً، فإن التعامل مع ثنائيات LED من نوع SMD مع احتياطات ESD المناسبة هو ممارسة صناعية قياسية.
• التصميم البصري:ضع في الاعتبار زاوية الرؤية البالغة 120 درجة عند تصميم أدلة الضوء، أو العدسات، أو المشتتات لتحقيق نمط الإضاءة المطلوب.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بثنائيات LED أحادية اللون من نوع SMD، يوفر هذا الجهاز ذو الشريحتين المزدوجتين توفيرًا في المساحة على PCB من خلال دمج وظيفتي مؤشر في عبوة واحدة. تتيح الشريحتان المنفصلتان الأبيض والأحمر التحكم المستقل. توفر مجموعات شدة الإضاءة المحددة ومجموعات ألوان CIE مستوى من اتساق الأداء المهم للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا عبر وحدات متعددة. يميِّزها توافقها مع عمليات إعادة التدفق القياسية بالأشعة تحت الحمراء عن ثنائيات LED التي قد تتطلب لحامًا يدويًا أو لحامًا بالموجة.

10. الأسئلة الشائعة بناءً على المعلمات التقنية

س: هل يمكنني تشغيل ثنائيي LED الأبيض والأحمر في وقت واحد عند أقصى تيار مستمر لهما؟

ج: لا. يجب احترام القيم القصوى المطلقة لتبديد الطاقة (102 ميلي واط للأبيض، 78 ميلي واط للأحمر) والاعتبارات الحرارية. من المحتمل أن يتجاوز التشغيل المتزامن عند 30 مللي أمبير لكل منهما السعة الحرارية للعبوة ما لم يتم توفير تبريد حراري استثنائي. يُنصح بتخفيض التصنيف.

س: ما الفرق بين الطول الموجي السائد والطول الموجي الذروي؟

ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي عند أعلى نقطة في طيف انبعاث LED. الطول الموجي السائد (λd) مشتق من إحداثيات اللون ويمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يطابق اللون المُدرك لـ LED. λd أكثر صلة بتحديد المواصفات اللونية.

س: لماذا تكون حالة التخزين بعد فتح الكيس صارمة جدًا (168 ساعة)؟

ج: يمكن لعبوات SMD امتصاص الرطوبة من الغلاف الجوي. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن لهذه الرطوبة المحتبسة أن تتبخر بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا قد يتسبب في تشقق العبوة أو تقشر الروابط الداخلية (\"الفرقعة\"). مدة الصلاحية البالغة 168 ساعة وإجراء الخبز يخففان من هذه المخاطر.

11. حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لجهاز محمول

يقوم مصمم بإنشاء مكبر صوت بلوتوث مدمج. يتم وضع ثنائي باعث للضوء واحد طراز LTST-N682TWQEET على اللوحة الأمامية. يتحكم المتحكم الدقيق في تشغيل LED الأحمر (الطرفان 1-2) للإشارة إلى \"التشغيل/الشحن\" و LED الأبيض (الطرفان 3-4) للإشارة إلى \"وضع إقران البلوتوث/الشحن الكامل.\" باستخدام قيمة مقاومة تحديد تيار مشتركة محسوبة لـ ~20 مللي أمبير (على سبيل المثال، بناءً على VF=3.0 فولت للأبيض ومصدر طاقة 5 فولت)، يحقق كلا الثنائيين سطوعًا جيدًا. تضمن زاوية الرؤية البالغة 120 درجة رؤية الحالة من نطاق واسع. يتم وضع المكون باستخدام التجميع الآلي من الشريط والبكرة.

12. مقدمة عن المبدأ

ثنائيات الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تحدث هذه الظاهرة، المسماة بالتلألؤ الكهربائي، عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون الضوء المنبعث من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. من المحتمل أن يستخدم LED الأبيض في هذه العبوة شريحة LED زرقاء أو فوق بنفسجية مطلية بمادة فوسفورية تحول بعض الضوء المنبعث إلى أطوال موجية أطول، مما ينتج عنه طيف واسع يُدرك على أنه أبيض. يستخدم LED الأحمر مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم)، وهي فعالة في إنتاج الضوء الأحمر والبرتقالي والأصفر.

13. اتجاهات التطوير

يستمر الاتجاه العام في ثنائيات LED من نوع SMD للتطبيقات المؤشرية نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، مما يسمح بنفس السطوع عند تيارات أقل، مما يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري. كما أن أحجام العبوات تتجه نحو التصغير أكثر فأكثر. هناك تركيز متزايد على تصنيف ألوان وشدة أكثر ضيقًا لتلبية متطلبات التطبيقات التي تتطلب اتساقًا بصريًا عاليًا، مثل جدران الفيديو ودواخل السيارات. علاوة على ذلك، أصبح دمج الإلكترونيات التحكمية (مثل مشغلات التيار الثابت) داخل عبوة LED أكثر شيوعًا لتبسيط التصميم وتحسين استقرار الأداء.