ورقة بيانات شاشة LED طراز LTS-4812CKR-PM - ارتفاع الرقم 0.39 بوصة - اللون الأحمر الفائق - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTS-4812CKR-PM هي جهاز مثبت على السطح (SMD) مصمم كشاشة رقمية أحادية الرقم. تستخدم تقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) المزروعة على ركيزة GaAs لإنتاج لون أحمر فائق. تتميز الشاشة بوجه رمادي مع شرائح بيضاء، مما يوفر تباينًا عاليًا لتحقيق أفضل قراءة. تطبيقها الأساسي في الإلكترونيات الاستهلاكية، وأجهزة القياس الصناعية، ولوحات التحكم التي تتطلب مؤشرًا رقميًا مدمجًا وموثوقًا ومشرقًا.

1.1 الميزات الرئيسية

• ارتفاع الرقم:0.39 بوصة (10.0 ملم)، مما يوفر حجم حرف واضح ومرئي.
• انتظام الشرائح:انبعاث ضوئي مستمر وموحد عبر جميع الشرائح لمظهر متناسق.
• كفاءة الطاقة:مطلب طاقة منخفض، مما يجعله مناسبًا للأجهزة التي تعمل بالبطارية.
• الأداء البصري:سطوع عالي ونسبة تباين عالية يضمنان وضوحًا ممتازًا تحت ظروف إضاءة مختلفة.
• زاوية الرؤية:زاوية رؤية واسعة تسمح بالقراءة من منظورات مختلفة.
• الموثوقية:التصميم ذو الحالة الصلبة يضمن عمر تشغيلي طويل ومقاومة للصدمات والاهتزازات.
• التصنيف (Binning):مصنف حسب شدة الإضاءة، مما يسمح بمطابقة سطوع متناسقة في تطبيقات الشاشات متعددة الأرقام.
• الامتثال البيئي:عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

1.2 تكوين الجهاز

تم تكوين هذا الجهاز كشاشة ذات أنود مشترك. رقم الجزء المحدد LTS-4812CKR-PM يشير إلى تكوين نقطة عشرية على اليمين. تصميم الأنود المشترك يبسط تصميم الدائرة عند التوصيل مع متحكم دقيق أو دوائر متكاملة قائدة للتيار.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

هذه التقييمات تحدد الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب أن يتم التشغيل دائمًا ضمن هذه الحدود.

• تبديد الطاقة لكل شريحة:70 ميلي واط كحد أقصى.
• تيار أمامي ذروي لكل شريحة:90 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار أمامي مستمر لكل شريحة:25 مللي أمبير عند 25°م. هذا التقييم يتناقص خطيًا بمعدل 0.28 مللي أمبير/°م مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25°م.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -35°م إلى +105°م.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -35°م إلى +105°م.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل لحام المكواة عند 260°م لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة أسفل مستوى الجلوس.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°م.

• شدة الإضاءة المتوسطة (Iv):تتراوح من حد أدنى 201 ميكرو كانديلا إلى نموذجي 650 ميكرو كانديلا عند تيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير. عند 10 مللي أمبير، الشدة النموذجية هي 8250 ميكرو كانديلا.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λp):639 نانومتر، يحدد نقطة اللون الأساسي في طيف الأحمر الفائق.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر، يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.
• الطول الموجي المسيطر (λd):631 نانومتر.
• الجهد الأمامي لكل شريحة (VF):نموذجيًا 2.6 فولت بحد أقصى 2.6 فولت عند IF=20mA. الحد الأدنى هو 2.0 فولت.
• التيار العكسي لكل شريحة (IR):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. ملاحظة: هذه الحالة لأغراض الاختبار فقط؛ الجهاز غير مخصص للتشغيل بتحيز عكسي مستمر.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة:حد أقصى 2:1 للشرائح داخل منطقة ضوئية متشابهة عند IF=1mA، مما يضمن سطوعًا موحدًا.
• التداخل (Cross Talk):محدد بـ ≤ 2.5%، مما يقلل من الإضاءة غير المرغوب فيها للشرائح المجاورة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم تصنيف شدة الإضاءة لشاشة LTS-4812CKR-PM إلى مجموعات لضمان الاتساق. رمز المجموعة (E, F, G, H, J) يتوافق مع نطاق محدد من شدة الإضاءة مقاسة بالميكرو كانديلا (µcd). التسامح لكل مجموعة هو +/-15%.

• المجموعة E:201 - 320 ميكرو كانديلا
• المجموعة F:321 - 500 ميكرو كانديلا
• المجموعة G:501 - 800 ميكرو كانديلا
• المجموعة H:801 - 1300 ميكرو كانديلا
• المجموعة J:1301 - 2100 ميكرو كانديلا

يسمح هذا النظام للمصممين باختيار أجزاء ذات سطوع متطابق بشكل وثيق للشاشات متعددة الأرقام، مما يمنع الإضاءة غير المتساوية.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات، فإن العلاقات الأساسية حاسمة للتصميم.

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):The AlInGaP technology exhibits a characteristic forward voltage typically around 2.6V at 20mA. Designers must ensure the driving circuit can provide sufficient voltage, considering potential drops.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:تزداد الشدة مع التيار ولكن ليس بشكل خطي. التشغيل في النطاق الموصى به 10-20 مللي أمبير يوفر سطوعًا وكفاءة مثاليين.
• الاعتماد على درجة الحرارة:مثل جميع مصابيح LED، ينخفض الناتج الضوئي مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. تخفيض التيار المستمر (0.28 مللي أمبير/°م فوق 25°م) أمر بالغ الأهمية للإدارة الحرارية في البيئات عالية الحرارة.
• التوزيع الطيفي:نصف العرض الضيق (20 نانومتر) حول 639 نانومتر يشير إلى لون أحمر مشبع ونقي، وهو أقل عرضة للتغير مع التيار أو درجة الحرارة مقارنة ببعض تقنيات LED الأخرى.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق الجهاز مع بصمة SMD قياسية. تشمل الملاحظات الأبعادية الحرجة تسامحات ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم تعريف معايير مراقبة الجودة للمواد الغريبة، وتلوث الحبر، والفقاعات داخل الشرائح، وانحناء العاكس، ونفايات دبابيس البلاستيك (بحد أقصى 0.1 ملم).

5.2 توصيل الأطراف ومخطط الدائرة

تحتوي الشاشة على تكوين 10 أطراف. يظهر مخطط الدائرة الداخلي اتصال أنود مشترك لجميع الشرائح. توزيع الأطراف كما يلي: الطرف 3 والطرف 8 هما الأنود المشترك. الأطراف المتبقية (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) هي كاثودات للشرائح E, D, C, DP (النقطة العشرية), B, A, F, و G على التوالي. الطرف 5 مخصص خصيصًا للنقطة العشرية اليمنى (DP).

5.3 نمط اللحام الموصى به

تم توفير تصميم نمط اللحام لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة أثناء عمليات إعادة التدفق، وتعزيز المحاذاة الذاتية المناسبة والاتصال الحراري والكهربائي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تعليمات لحام SMT

تم تصنيف الجهاز لتحمل حد أقصى دورتين من لحام إعادة التدفق. التبريد الكامل إلى درجة الحرارة العادية إلزامي بين الدورة الأولى والثانية.

• ملف تعريف لحام إعادة التدفق:
  • التسخين المسبق: 120-150°م
  • وقت التسخين المسبق: حد أقصى 120 ثانية
  • درجة الحرارة القصوى: حد أقصى 260°م
  • الوقت فوق السائل: حد أقصى 5 ثوانٍ
• اللحام اليدوي (المكواة):حد أقصى لدرجة حرارة الطرف 300°م لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل وصلة.

6.2 حساسية الرطوبة والتخزين

عبوة SMD حساسة للرطوبة. يتم شحن الأجهزة في عبوات مقاومة للرطوبة مع مجفف. يجب تخزينها عند ≤30°م و ≤60% رطوبة نسبية. بمجرد فتح الكيس المغلق، تبدأ المكونات في امتصاص الرطوبة من البيئة.

متطلبات التجفيف (إذا تعرضت):إذا لم يتم تخزين المكونات في خزانة جافة بعد فتح الكيس، فيجب تجفيفها قبل إعادة التدفق لمنع \"انفجار\" أو انفصال داخلي أثناء اللحام.

• في البكرة: 60°م لمدة ≥48 ساعة.
• بالجملة: 100°م لمدة ≥4 ساعات أو 125°م لمدة ≥2 ساعة.

مهم:يجب إجراء التجفيف مرة واحدة فقط لتجنب تدهور العبوة البلاستيكية.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد الجهاز على شريط ناقل بارز ملفوف على بكرات، متوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية.

• أبعاد البكرة:يتم توفير أبعاد بكرات قياسية لكل من حامل المكون والبكرة الإجمالية (مثل بكرة 13\" أو 22\").
• الشريط الناقل:مصنوع من سبيكة البوليستيرين الأسود الموصلة. الأبعاد تتوافق مع معايير EIA-481-D. تشمل المواصفات الرئيسية الانحناء (ضمن 1 ملم على 250 ملم) والسماكة (0.40±0.05 ملم).
• كميات التعبئة:
  • المكونات لكل بكرة 13\": 800 قطعة.
  • طول التعبئة لكل بكرة 22\": 44.5 متر.
  • الحد الأدنى لكمية الطلب للبقايا: 200 قطعة.
• شريط البداية والنهاية:تتضمن البكرة شريط بداية (حد أدنى 400 ملم) وشريط نهاية (حد أدنى 40 ملم) للمناولة الآلية.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإلكترونيات الاستهلاكية:الساعات الرقمية، شاشات الميكروويف، قراءات معدات الصوت.
• ضوابط صناعية:عدادات اللوحة، مؤشرات العمليات، شاشات المؤقت.
• قطع غيار السيارات:المقاييس والشاشات المساعدة (خاضعة لمؤهلات إضافية لبيئات السيارات).
• الأجهزة الطبية:قراءات رقمية بسيطة على معدات المراقبة غير الحرجة.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة محددة للتيار على التوالي لكل شريحة أو دائرة متكاملة قائدة لـ LED ذات تيار ثابت. احسب قيمة المقاومة بناءً على جهد الإمداد (Vcc)، وجهد LED الأمامي (Vf ~2.6V)، والتيار الأمامي المطلوب (مثل 10-20mA).
• التعددية (Multiplexing):للشاشات متعددة الأرقام، نظام القيادة المتعدد شائع. تصميم الأنود المشترك مناسب جدًا لهذا. تأكد من أن التيار الذروي في التشغيل المتعدد لا يتجاوز الحد الأقصى المطلق، واحسب التيار المتوسط للبقاء ضمن التقييم المستمر.
• الإدارة الحرارية:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، تأكد من تخطيط PCB كافٍ لتبديد الحرارة، خاصة في تطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بتيارات أعلى. اتبع منحنى تخفيض التيار فوق 25°م.
• حماية ESD:يجب مراعاة احتياطات ESD القياسية أثناء المناولة والتجميع، كما هو الحال مع جميع أجهزة أشباه الموصلات.

9. المقارنة الفنية والتمييز

تتميز شاشة LTS-4812CKR-PM باستخدامها لتقنية AlInGaP للون الأحمر الفائق.

• مقارنة بمصابيح LED الحمراء التقليدية GaAsP/GaP:تقدم AlInGaP كفاءة إضاءة وسطوعًا أعلى بكثير عند نفس مستوى التيار. كما توفر استقرارًا حراريًا أفضل وعمرًا أطول.
• مقارنة بمصابيح LED الحمراء عالية الكفاءة:على الرغم من أنها ليست الأعلى كفاءة على الإطلاق، إلا أنها توفر توازنًا ممتازًا بين الأداء والتكلفة والموثوقية لتطبيقات الشاشات الرقمية القياسية.
• الميزة الرئيسية:مزيج السطوع العالي، والتباين الجيد (وجه رمادي/شرائح بيضاء)، وزاوية الرؤية الواسعة، والعبوة SMD الموثوقة بحجم رقم 0.39 بوصة يجعلها خيارًا متعدد الاستخدامات للعديد من التطبيقات.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 ما هو الغرض من نظام التصنيف (Binning)?

يضمن نظام التصنيف اتساق السطوع عبر دفعات الإنتاج المختلفة وداخل الشاشة متعددة الأرقام. من خلال تحديد رمز مجموعة (مثل المجموعة G)، تضمن أن جميع الشرائح سيكون لها شدة إضاءة ضمن نطاق 501-800 ميكرو كانديلا عند 1mA، مما يمنع ظهور رقم أكثر سطوعًا أو خفوتًا من الآخر.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بدون مقاومة محددة للتيار?

No.مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. توصيلها مباشرة بمصدر جهد سيتسبب في ارتفاع التيار بشكل لا يمكن السيطرة عليه، مما يتجاوز بسرعة الحدود القصوى ويدمر الـ LED. مقاومة على التوالي أو قائد تيار ثابت إلزاميان.

10.3 لماذا يوجد حد لعدد دورات إعادة التدفق?

يمكن للعبوة البلاستيكية والمواد الداخلية امتصاص الرطوبة. أثناء إعادة التدفق، تتحول هذه الرطوبة إلى بخار، مما قد يسبب شقوقًا داخلية أو انفصالًا (\"انفجار\"). تم تحديد حد الدورتين، مع التجفيف المناسب إذا لزم الأمر، لضمان بقاء سلامة العبوة ضمن حدود آمنة.

10.4 ماذا يعني \"أنود مشترك\" لتصميم دوارتي?

في شاشة الأنود المشترك، يتم توصيل جميع الأنودات (الجوانب الموجبة) لشرائح LED معًا داخليًا. لإضاءة شريحة، تقوم بتوصيل طرف الكاثود الخاص بها بجهد منخفض (أرضي) أثناء تطبيق جهد موجب على طرف الأنود المشترك. هذا مناسب عند استخدام دوائر متكاملة قائدة تغرق التيار (مثل العديد من قواد التعددية).

11. مثال تصميم عملي

السيناريو:تصميم شاشة ساعة مكونة من 4 أرقام باستخدام LTS-4812CKR-PM، يتم تشغيلها بواسطة متحكم دقيق 5V بأطراف I/O محدودة.

الحل:استخدم نظام تعددية مع دائرة متكاملة قائدة لـ LED مخصصة (مثل MAX7219 أو سجل إزاحة تعددية مشابه).

1. التوصيل:قم بتوصيل أطراف الأنود المشترك الأربعة (أطراف كل رقم 3 و 8 مربوطة معًا) بأربعة مخرجات قائدة منفصلة مكونة كمصادر تيار.
2. خطوط الشرائح:قم بتوصيل جميع كاثودات الشرائح المقابلة (A, B, C, D, E, F, G, DP) على التوازي عبر الأرقام الأربعة إلى مخرجات غرق الشرائح للقائد.
3. ضبط التيار:اضبط التيار الثابت للقائد على قيمة مثل 15mA لكل شريحة. هذا ضمن التقييم المستمر ويوفر سطوعًا جيدًا.
4. التعددية (Multiplexing):سيدور القائد بسرعة من خلال إضاءة كل رقم واحدًا تلو الآخر. بسبب استمرارية الرؤية، ستظهر جميع الأرقام الأربعة مضاءة في وقت واحد. تأكد من أن معدل التحديث مرتفع بما يكفي (عادة >100 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.
5. المقاومات:القائد ذو التيار الثابت يلغي الحاجة إلى مقاومات فردية على التوالي على كل شريحة.

هذا النهج يقلل من استخدام I/O للمتحكم الدقيق مع توفير إضاءة مستقرة وموحدة.

12. مبدأ التشغيل

شاشة LTS-4812CKR-PM هي شاشة عرض ثنائي باعث للضوء (LED). يتكون كل شريحة من شريحة واحدة أو أكثر من أشباه الموصلات AlInGaP. عند تطبيق جهد تحيز أمامي (يتجاوز جهد الشريحة الأمامي، ~2.6V)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). التركيب المحدد لطبقات AlInGaP يحدد الطول الموجي للضوء المنبعث، في هذه الحالة، في طيف الأحمر الفائق (~639 نانومتر ذروة). يعمل الوجه الرمادي والشرائح البيضاء كمشتت وعاكس، على التوالي، لتشكيل الناتج الضوئي إلى أحرف رقمية يمكن التعرف عليها.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يمثل استخدام AlInGaP لمصابيح LED الحمراء/البرتقالية/الصفراء تقنية ناضجة ومستقرة تقدم كفاءة وموثوقية عالية. تركز الاتجاهات الحالية في تكنولوجيا العرض على:

• التصغير:ارقام أصغر حجمًا ومسافات بكسل أصغر للشاشات ذات الدقة الأعلى.
• زيادة الكفاءة:تحسينات مستمرة في علوم المواد لتحقيق لومن أعلى لكل واط (lm/W)، مما يقلل من استهلاك الطاقة.
• التكامل:دمج مصفوفة LED، ودوائر القيادة، وأحيانًا متحكم دقيق في وحدة عرض ذكية واحدة.
• الركائز المرنة:البحث في مصابيح LED على دوائر مرنة لأشكال جديدة، على الرغم من أن هذا أكثر صلة بتقنيات OLED و micro-LED الأحدث من الشاشات المجزأة التقليدية.

للشاشات الرقمية الأحادية الفعالة من حيث التكلفة والقائمة على AlInGaP مثل LTS-4812CKR-PM تظل حلاً سائدًا وموثوقًا به.