ورقة بيانات شاشة LTD-3812SW-P LED - ارتفاع رقم 0.3 بوصة - لون أبيض - تيار أمامي 5 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTD-3812SW-P هي جهاز مُركَّب على السطح (SMD) مُصمَّم كشاشة رقمية ثنائية الأرقام. وظيفتها الأساسية هي توفير قراءات رقمية واضحة وعالية الوضوح في المعدات الإلكترونية. تعتمد التقنية الأساسية على شرائح LED بيضاء من إنغان (إنديوم جاليوم نيتريد) مُثبَّتة على ركيزة من الياقوت. يُنتج هذا المزيج شاشة ذات واجهة سوداء وشرائح بيضاء، مما يوفر تباينًا ممتازًا لسهولة القراءة.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

تم تصميم الشاشة للأداء والموثوقية في الإلكترونيات الحديثة. مجموعة ميزاتها تلبي المتطلبات الشائعة لتطبيقات المؤشرات والعروض.

• حجم الرقم:يتميز بارتفاع حرف يبلغ 0.3 بوصة (7.62 مم)، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات حيث تكون المساحة محدودة ولكن الوضوح أمر بالغ الأهمية.
• الجودة البصرية:تقدم شرائح مستمرة وموحدة لمظهر بصري متناسق، وسطوع عالي، وزاوية مشاهدة واسعة.
• الكفاءة والموثوقية:يتطلب تشغيلها طاقة منخفضة وهو مبني بموثوقية الحالة الصلبة، مما يضمن عمر خدمة طويل.
• التوحيد القياسي:يتم تصنيف الأجهزة (تجميعها في صناديق) بناءً على شدة الإضاءة واللونية، مما يسمح بأداء متناسق في الإنتاج بالجملة.
• الامتثال البيئي:العبوة خالية من الرصاص ومتوافقة مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا لحدود التشغيل وخصائص الأداء للجهاز تحت ظروف محددة.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تمثل هذه القيم حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُوصى بالتشغيل عند هذه الحدود أو بالقرب منها لضمان أداء موثوق.

• تبديد الطاقة لكل شريحة:35 ميغاواط كحد أقصى.
• تيار الذروة الأمامي لكل شريحة:50 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية).
• التيار الأمامي المستمر لكل شريحة:10 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية. يتناقص هذا التقييم خطيًا بمعدل 0.11 مللي أمبير/درجة مئوية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (Ta) فوق 25 درجة مئوية.
• نطاقات درجة الحرارة:نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين هو من -35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية.
• تحمل اللحام:يمكن للجهاز تحمل اللحام بالقصدير عند 260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مع وضع طرف المكواة على الأقل 1/16 بوصة أسفل مستوى الجلوس.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية وتيار أمامي (IF) يبلغ 5 مللي أمبير، وهي حالة الاختبار القياسية.

• شدة الإضاءة (IV):تتراوح من حد أدنى 71 ميكروكانديلا إلى حد أقصى 165 ميكروكانديلا لكل شريحة. يتم قياس الشدة باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي (CIE).
• إحداثيات اللونية (x, y):مُعرَّفة على مخطط اللونية CIE 1931. القيم النموذجية المقدمة هي x=0.294 و y=0.286، مما يشير إلى نقطة بيضاء.
• الجهد الأمامي (VF):لكل شريحة، عادة بين 2.7 فولت و 3.2 فولت عند 5 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) يبلغ 5 فولت. هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط؛ لم يتم تصميم LED للتشغيل بتحيز عكسي مستمر.
• مطابقة شدة الإضاءة:نسبة الشدة بين الشرائح في منطقة مضاءة مماثلة هي 2:1 أو أفضل، مما يضمن مظهرًا موحدًا.
• التداخل:مُحدَّد أن يكون ≤ 2.5%، مما يقلل من الإضاءة غير المرغوب فيها للشرائح المجاورة المطفأة.

2.3 حساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مثل معظم الأجهزة شبه الموصلة، فإن مصابيح LED هذه عرضة للتلف بسبب التفريغ الكهروستاتيكي. تُوصي ورقة البيانات بشدة بممارسات الوقاية القياسية من ESD: استخدام أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة، والتأكد من أن جميع محطات العمل والمعدات مؤرضة بشكل صحيح، واستخدام مؤينات لتحييد الشحنات الساكنة التي قد تتراكم على العبوة البلاستيكية أثناء التعامل.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (صناديق) بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء ذات خصائص مجمعة بإحكام لتطبيقهم.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (VF)

يتم تصنيف مصابيح LED إلى مجموعات (من 3 إلى 7) بناءً على انخفاض الجهد الأمامي عند 5 مللي أمبير. لكل مجموعة نطاق 0.1 فولت (مثل المجموعة 3: 2.70 فولت-2.80 فولت، المجموعة 4: 2.80 فولت-2.90 فولت)، مع تسامح ±0.1 فولت داخل كل مجموعة. هذا يساعد في تصميم دوائر دفع تيار مستقرة.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (IV)

يتم تصنيف الناتج الضوئي باستخدام رموز مثل Q11، Q12، R11، إلخ. تحدد كل مجموعة نطاقًا محددًا من الناتج بالميكروكانديلا (mcd) عند 5 مللي أمبير (مثل Q11: 71.0-81.0 mcd، R21: 146.0-165.0 mcd). التسامح لشدة الإضاءة داخل المجموعة هو ±15%.

3.3 تصنيف درجة اللون (اللونية)

يتم التحكم بدقة في لون الضوء الأبيض من خلال مجموعات درجة اللون (S1-2، S2-2، S3-1، إلخ). يتم تعريف كل مجموعة بمنطقة رباعية على مخطط اللونية CIE 1931، تحدد النطاق المسموح به للإحداثيات x و y. التسامح لإحداثيات اللونية (x, y) داخل المجموعة هو ±0.01. يوضح رسم بياني في ورقة البيانات هذه المجموعات بصريًا.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

يتوافق الجهاز مع بصمة SMD محددة. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة بالمليمترات، مع تسامح عام يبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تتضمن ورقة البيانات أيضًا ملاحظات حول عيوب المظهر المقبولة، مثل حدود المواد الغريبة، وتلوث الحبر، والفقاعات داخل الشرائح، وانحناء العاكس، ونفايات دبابيس البلاستيك.

4.2 تكوين المسار والمخطط الكهربائي

شاشة LTD-3812SW-P هي شاشة ذات أنود مشترك. يُظهر المخطط الكهربائي الداخلي الترابط بين شرائح LED لثلاثة أرقام (على الرغم من أن الجهاز شاشة ثنائية الأرقام، فإن توزيع المسارات يشير إلى تصميم متوافق مع بصمة ثلاثية الأرقام). يوضح جدول اتصال المسارات وظيفة كل من المسارات العشرة بوضوح: على سبيل المثال، المسار 1 هو الأنود المشترك للرقم 1، المسار 2 هو الكاثود للشرائح D2 و D3، وهكذا. يُشار إلى المسار 10 بأنه "لا اتصال".

5. إرشادات اللحام والتجميع

5.1 تعليمات لحام SMT

الجهاز مخصص لعمليات لحام إعادة التدفق. يتم تحديد المعلمات الحرجة لمنع التلف الحراري.

• حد عملية إعادة التدفق:يمكن للجهاز تحمل حد أقصى دورتي لحام بإعادة التدفق. يجب السماح للتجميع بالتبريد إلى درجة الحرارة العادية بين الدورة الأولى والثانية.
• ملف إعادة التدفق:درجة حرارة التسخين المسبق الموصى بها هي 120-150 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى أثناء إعادة التدفق 260 درجة مئوية.
• اللحام اليدوي:إذا تم استخدام مكواة لحام، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الطرف 300 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ كحد أقصى.

5.2 نمط اللحام الموصى به

تم توفير تصميم نمط اللحام (البصمة) لتوجيه تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يتضمن هذا الشكل الهندسي الموصى به للوسادة ومنطقة القطع، وهو أمر بالغ الأهمية لتشكيل وصلة اللحام بشكل صحيح ومنع جسور اللحام.

6. مواصفات التغليف

يتم توريد المكونات على تغليف شريط وبكرة للتجميع الآلي. يتم توفير أبعاد مفصلة لبكرة التغليف والشريط الحامل، بما في ذلك قطر البكرة، وعرض الشريط، وتباعد الجيوب، وأطوال الشريط الأمامي والخلفي. يشير الرسم البياني إلى اتجاه سحب الشريط أثناء إعداد المغذي.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

شاشة LTD-3812SW-P مثالية للتطبيقات التي تتطلب شاشات رقمية مدمجة وموثوقة. وهذا يشمل الإلكترونيات الاستهلاكية (مثل أفران الميكروويف، ومكيفات الهواء، ومعدات الصوت)، وأجهزة القياس الصناعية (عدادات اللوحة، وقراءات التحكم)، وشاشات داخلية للسيارات (حيث يتم عرض درجة الحرارة وحالات أخرى)، وواجهات الأجهزة الطبية.

7.2 اعتبارات التصميم

• دفع التيار:استخدم دائمًا مشغل تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل أنود مشترك أو كاثود شريحة. يجب أن يحترم التصميم التقييم الأقصى المطلق للتيار المستمر وينفذ تخفيض التقييم المناسب مع درجة الحرارة.
• التعددية (Multiplexing):كشاشة ذات أنود مشترك مع كاثودات شرائح منفصلة، فهي مناسبة تمامًا لدوائر الدفع المتعددة، مما يقلل من عدد دبابيس الإدخال/الإخراج لوحدة التحكم الدقيقة المطلوبة.
• حماية ESD:قم بتضمين ثنائيات حماية ESD على خطوط PCB المتصلة بمسارات الشاشة، خاصة إذا كانت الشاشة قابلة للوصول من قبل المستخدم.
• إدارة الحرارة:تأكد من أن تخطيط PCB يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من التقييمات القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية.

8. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED الحمراء GaAsP أو شاشات الفلورسنت المفرغة (VFDs)، فإن مصباح LED الأبيض القائم على إنغان يوفر سطوعًا فائقًا، وزوايا مشاهدة أوسع، واستهلاكًا أقل للطاقة، وعمرًا أطول. ضمن فئتها، فإن المميزات الرئيسية لشاشة LTD-3812SW-P هي ارتفاع رقمها المحدد 0.3 بوصة، والتصنيف الدقيق للشدة واللون، وبنائها المتوافق مع RoHS، والمواصفات التفصيلية لتوافق تجميع SMT.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما هو الغرض من منحنى تخفيض التقييم للتيار الأمامي؟

ج: منحنى تخفيض التقييم (0.11 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية) أمر بالغ الأهمية للموثوقية. مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع في LED، تقل قدرته على تبديد الحرارة. يؤدي تخفيض التيار إلى منع الانحراف الحراري ويضمن بقاء درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة، مما يحافظ على الناتج الضوئي والعمر الافتراضي.

س: لماذا توجد مجموعات للونية؟

ج: تتضمن عملية التصنيع لمصابيح LED البيضاء تحويل الفوسفور، مما قد يؤدي إلى اختلافات طفيفة في الدرجة الدقيقة للون الأبيض. تقوم عملية التصنيف (Binning) بتجميع مصابيح LED ذات إحداثيات لونية متطابقة تقريبًا. هذا أمر ضروري في التطبيقات متعددة الأرقام أو متعددة الأجهزة لتجنب عدم تطابق الألوان المزعج بصريًا بين الشاشات أو الشرائح المجاورة.

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة باستخدام دبوس متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت؟

ج: لا. الجهد الأمامي (VF) لشرائح LED عادة ما يكون 2.7-3.2 فولت. قد يؤدي توصيل مصدر 3.3 فولت مباشرة بالأنود (عبر مقاومة) إلى إضاءة LED بشكل غير فعال بالكاد أو عدم إضاءته على الإطلاق، اعتمادًا على VF الفعلي. هناك حاجة إلى دائرة مشغل مناسبة لتوفير جهد كافٍ وتنظيم التيار.

10. مبادئ التشغيل

يعمل الجهاز على مبدأ الإضاءة الكهربائية في تقاطع p-n شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الثنائي (الأنود موجب بالنسبة للكاثود)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة (آبار إنغان الكمومية)، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. الضوء الأساسي من شريحة إنغان يكون في الطيف الأزرق. يمتص طلاء الفوسفور على الشريحة جزءًا من هذا الضوء الأزرق ويعيد إصداره كضوء أصفر. يدرك العين البشرية خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول كضوء أبيض.