ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-M140TGKT - 3.2x1.6x1.2 مم - 3.8 فولت كحد أقصى - 80 ميغاواط - عدسة شفافة خضراء - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لثنائي باعث الضوء LTST-M140TGKT، وهو جهاز مثبت على السطح (SMD). تم تصميم هذا المكون لعمليات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلية وهو مناسب للتطبيقات التي يكون فيها المساحة عاملًا حاسمًا. يتميز الثنائي الباعث للضوء بعدسة شفافة تغلف شريحة أشباه الموصلات من نوع InGaN (نيترايد الغاليوم الإنديوم) التي تصدر ضوءًا أخضر.

تشمل الأهداف التصميمية الرئيسية لهذه العائلة من الثنائيات الباعثة للضوء التوافق مع التصنيع بكميات كبيرة، والموثوقية تحت ظروف التشغيل القياسية، والأداء البصري المتسق. تم تصميم هذه الثنائيات لتلبية متطلبات المعدات الإلكترونية الحديثة، حيث توفر توازنًا بين الحجم والأداء والفعالية من حيث التكلفة لوظائف المؤشر والإضاءة.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• معبأ في شريط قياسي صناعي مقاس 12 مم على بكرات قطر 7 بوصات لمعدات الاختيار والوضع الآلية.
• مخطط العبوة القياسي وفقًا لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• خصائص الإدخال/الإخراج متوافقة مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC) القياسية.
• مصمم للتوافق مع أنظمة الوضع والتجميع الآلي.
• يتحمل عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) الشائعة الاستخدام في تقنية التركيب السطحي (SMT).
• مُعالج مسبقًا لمستوى الحساسية للرطوبة JEDEC (المجلس المشترك لهندسة الأجهزة الإلكترونية) المستوى 3، مما يشير إلى عمر أرضية يبلغ 168 ساعة عند <30°C/60% رطوبة نسبية بعد فتح الكيس.

1.2 التطبيقات

يُقصد باستخدام هذا الثنائي الباعث للضوء كمؤشر حالة، أو إضاءة خلفية، أو مصدر إشارة في مجموعة واسعة من المنتجات الإلكترونية. تشمل مجالات التطبيق النموذجية:

• معدات الاتصالات (مثل الموجهات، والمحولات، والهواتف).
• أجهزة أتمتة المكاتب (مثل الطابعات، والماسحات الضوئية، والأجهزة متعددة الوظائف).
• الأجهزة المنزلية والإلكترونيات الاستهلاكية.
• لوحات التحكم والمعدات الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للواجهات الأمامية للشاشات والأزرار.
• الوحدات الإضاءة الرمزية أو الإعلامية في الأماكن المغلقة.

2. أبعاد العبوة والمعلومات الميكانيكية

يستخدم LTST-M140TGKT عبوة قياسية لثنائي باعث الضوء SMD. لون العدسة محدد على أنه "شفاف"، ولون مصدر الضوء أخضر، تنتجه شريحة InGaN.

ملاحظات ميكانيكية رئيسية:

• جميع الأبعاد الخطية المقدمة في رسم العبوة بالمليمترات (مم).
• التحمل البعدي الافتراضي هو ±0.2 مم (±0.008 بوصة) ما لم يُشير ملاحظة محددة على الرسم إلى غير ذلك.
• تم تصميم العبوة للاستقرار أثناء عملية لحام إعادة التدفق وللأداء البصري الموثوق على مدار عمر المنتج.

3. التقييمات والخصائص

يتم تعريف جميع المواصفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C ما لم يُذكر خلاف ذلك. قد يؤدي تجاوز تقييمات الحد الأقصى المطلقة إلى تلف دائم للجهاز.

3.1 تقييمات الحد الأقصى المطلقة

• تبديد الطاقة (Pd):80 ميغاواط
• تيار الأمامي الذروي (I_F(PEAK)):100 مللي أمبير (الحد الأقصى المسموح به في ظروف النبض مع دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• التيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير (تيار مستمر).
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C.

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح للعملية الخالية من الرصاص

المكون مؤهل لعمليات اللحام الخالية من الرصاص. يتوافق ملف إعادة التدفق الموصى به مع المعيار J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية لهذا الملف التسخين المسبق المتحكم فيه، ووقتًا محددًا فوق نقطة السيولة، ودرجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260°C. يجب تحسين معدلات الارتفاع المحددة، وأوقات النقع، ومعدلات التبريد لتجميع PCB المحدد، لكن الملف يضمن الحفاظ على سلامة عبوة LED أثناء اللحام.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند I_F= 20 مللي أمبير، Ta = 25°C.

• التدفق الضوئي (Φ_v):0.84 لومن (الحد الأدنى)، 2.70 لومن (الحد الأقصى). تم القياس بمستشعر/مرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• الشدة الضوئية (I_v):280 ميللي كانديلا (الحد الأدنى)، 900 ميللي كانديلا (الحد الأقصى). هذه قيمة مشتقة من التدفق الضوئي للاسترشاد؛ المواصفة البصرية الأساسية هي التدفق الضوئي.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي). تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة نصف الشدة المحورية الذروية.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):518 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):520 نانومتر إلى 535 نانومتر. الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون. التحمل هو ±1 نانومتر داخل درجته.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):35 نانومتر (نموذجي). العرض الطيفي عند 50% من الشدة الذروية.
• الجهد الأمامي (V_F):2.8 فولت (الحد الأدنى)، 3.8 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. التحمل لدرجة محددة هو ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R= 5 فولت. الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي؛ هذا الاختبار للتحقق من الجودة فقط.

ملاحظات قياس مهمة:

1. التدفق الضوئي هو الكمية الضوئية الأساسية. يتم توفير الشدة الضوئية (ميللي كانديلا) للاسترشاد بناءً على ظروف القياس القياسية.
2. يتم تعريف زاوية الرؤية بنقاط نصف الشدة.
3. يتم اشتقاق الطول الموجي السائد من إحداثيات اللونية CIE.
4. اختبار الجهد العكسي مخصص لضمان الجودة الداخلية؛ لا ينبغي تعريض LED لانحياز عكسي في دوائر التطبيق.

4. نظام درجات التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز الثنائيات الباعثة للضوء إلى درجات بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار الدرجة المناسبة لمتطلبات تطبيقهم.

4.1 درجة الجهد الأمامي (V_F)

التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير للون الأخضر.

رمز الدرجة D7: 2.8 فولت - 3.0 فولت

رمز الدرجة D8: 3.0 فولت - 3.2 فولت

رمز الدرجة D9: 3.2 فولت - 3.4 فولت

رمز الدرجة D10: 3.4 فولت - 3.6 فولت

رمز الدرجة D11: 3.6 فولت - 3.8 فولت

التحمل داخل كل درجة: ±0.1 فولت.

4.2 درجة التدفق الضوئي / الشدة

التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير للون الأخضر. الشدة الضوئية للاسترشاد.

رمز الدرجة E1: 0.84 لومن - 1.07 لومن (280 ميللي كانديلا - 355 ميللي كانديلا)

رمز الدرجة E2: 1.07 لومن - 1.35 لومن (355 ميللي كانديلا - 450 ميللي كانديلا)

رمز الدرجة F1: 1.35 لومن - 1.68 لومن (450 ميللي كانديلا - 560 ميللي كانديلا)

رمز الدرجة F2: 1.68 لومن - 2.13 لومن (560 ميللي كانديلا - 710 ميللي كانديلا)

رمز الدرجة G1: 2.13 لومن - 2.70 لومن (710 ميللي كانديلا - 900 ميللي كانديلا)

التحمل على كل درجة شدة ضوئية: ±11%.

4.3 درجة الصبغة (الطول الموجي السائد)

التصنيف عند I_F= 20 مللي أمبير للون الأخضر.

رمز الدرجة AP: 520.0 نانومتر - 525.0 نانومتر

رمز الدرجة AQ: 525.0 نانومتر - 530.0 نانومتر

رمز الدرجة AR: 530.0 نانومتر - 535.0 نانومتر

التحمل داخل كل درجة: ±1 نانومتر.

5. منحنيات الأداء النموذجية

يتم توفير تمثيلات بيانية للخصائص الرئيسية للمساعدة في التصميم. هذه المنحنيات نموذجية وتستند إلى الاختبار عند درجة حرارة محيطة 25°C.

• الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح العلاقة غير الخطية بين تيار القيادة وإخراج الضوء.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V للثنائي.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.
• توزيع القدرة الطيفية:يصور القدرة الإشعاعية النسبية كدالة للطول الموجي، مركزة حول 518 نانومتر.
• نمط زاوية الرؤية:رسم قطبي يظهر التوزيع الزاوي للشدة الضوئية.

هذه المنحنيات ضرورية لتصميم دائرة القيادة المناسبة، وإدارة التأثيرات الحرارية، وفهم توزيع الضوء المكاني لتصميم النظام البصري.

6. دليل المستخدم وتعليمات التعامل

6.1 التنظيف

يجب عدم استخدام المنظفات الكيميائية غير المحددة لأنها قد تتلف مادة عبوة LED (عدسة الإيبوكسي). إذا كان التنظيف بعد اللحام ضروريًا، فإن الطريقة الموصى بها هي غمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. يجب أن يكون التحريك لطيفًا لتجنب الإجهاد الميكانيكي.

6.2 نمط اللوحة المطبوعة الموصى به

يتم توفير تخطيط مقترح لوسادة اللحام للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. تم تصميم هذا النمط لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة، والمحاذاة الذاتية المناسبة أثناء إعادة التدفق بسبب التوتر السطحي، وتخفيف حراري كافٍ. توازن الأبعاد حجم اللحام، وقوة الوصلة، ومنع جسور اللحام.

6.3 مواصفات تغليف الشريط والبكرة

يتم توريد الثنائيات الباعثة للضوء في شريط حامل بارز بشريط غطاء واقٍ، ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). يتم تحديد الأبعاد التفصيلية لحجم الجيب، وعرض الشريط، والخطوة، ومحور البكرة لضمان التوافق مع مغذيات معدات SMT الآلية. الكمية القياسية للبكرة هي 3000 قطعة.

6.4 ملاحظات البكرة والتعبئة

• يتم إغلاق الجيوب الفارغة في الشريط بشريط الغطاء.
• التعبئة القياسية: 3000 قطعة لكل بكرة 7 بوصات.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ) هو 500 قطعة للكميات المتبقية.
• التغليف يتوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481.
• يُسمح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين (جيوب فارغة) وفقًا لمواصفات الشريط.

7. تحذيرات وملاحظات التطبيق

7.1 التطبيق المقصود

تم تصميم هذا الثنائي الباعث للضوء للاستخدام في المعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية، بما في ذلك أتمتة المكاتب، والاتصالات، والأجهزة المنزلية، وتطبيقات المؤشرات العامة. لم يتم تصميمه أو اختباره خصيصًا للتطبيقات التي قد يؤدي فيها الفشل إلى خطر مباشر على الحياة، أو الصحة، أو السلامة (مثل التحكم في الطيران، ودعم الحياة الطبي، وأنظمة سلامة النقل). لمثل هذه التطبيقات عالية الموثوقية، يلزم التشاور مع مصنع المكون لتقييم الملاءمة.

7.2 ظروف التخزين

كيس حاجز الرطوبة المغلق (MBB):قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية (RH). المكونات لها عمر افتراضي لمدة عام واحد من تاريخ التصنيع عند تخزينها في الكيس الأصلي مع مجفف.

بعد فتح الكيس:"عمر الأرضية" عند ≤30°C / ≤60% رطوبة نسبية هو 168 ساعة (JEDEC MSL 3). قد تمتص المكونات المعرضة بعد هذا الوقت الرطوبة، مما يؤدي إلى احتمالية "انفشار" أو تقشر أثناء لحام إعادة التدفق.

التخزين الممتد (خارج الكيس):للتخزين لأكثر من 168 ساعة، ضع المكونات في وعاء مغلق مع مجفف جديد أو في مجفف مملوء بالنيتروجين.

إعادة التجفيف:يجب تجفيف المكونات التي تجاوزت عمر الأرضية البالغ 168 ساعة عند حوالي 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة.

7.3 توصيات اللحام

لحام إعادة التدفق (الطريقة الأساسية):

- درجة حرارة التسخين المسبق: 150-200°C.

- الوقت فوق نقطة السيولة (وقت التسخين المسبق): 120 ثانية كحد أقصى.

- درجة حرارة الجسم الذروية: 260°C كحد أقصى.

- الوقت عند درجة الحرارة الذروية: 10 ثوانٍ كحد أقصى.

- الحد الأقصى لعدد دورات إعادة التدفق: اثنتان.

اللحام اليدوي (المكواة):استخدم فقط للإصلاح أو إعادة العمل.

- درجة حرارة طرف المكواة: 300°C كحد أقصى.

- وقت اللحام لكل رصاصة: 3 ثوانٍ كحد أقصى.

- الحد الأقصى لعدد دورات اللحام اليدوي: واحدة.

ملاحظة مهمة:يعتمد ملف إعادة التدفق الأمثل على تصميم PCB المحدد، وعدد المكونات، ومعجون اللحام، وخصائص الفرن. الإرشادات المقدمة والملف القائم على JEDEC هي نقاط بداية يجب التحقق منها لخط تجميع الإنتاج الفعلي.

8. اعتبارات التصميم والتحليل الفني

8.1 تصميم دائرة القيادة

نطاق الجهد الأمامي (V_F) من 2.8 فولت إلى 3.8 فولت عند 20 مللي أمبير يستلزم دائرة قيادة تيار ثابت لإخراج ضوء مستقر، خاصة عند استخدام عدة ثنائيات باعثة للضوء على التوالي أو عندما يكون اتساق السطوع حاسمًا. يمكن استخدام مقاومة متسلسلة بسيطة لتطبيقات LED فردية منخفضة التكلفة، لكن التيار سيتغير مع V_Fالمحدد لـ LED وجهد الإمداد. على سبيل المثال، مع إمداد 5 فولت وهدف 20 مللي أمبير، سيتم حساب المقاومة المتسلسلة (R_S) كـ R_S= (V_supply- V_F) / I_F. باستخدام V_Fالأقصى 3.8 فولت يعطي R_S= (5 - 3.8) / 0.02 = 60 أوم. باستخدام V_Fالأدنى 2.8 فولت مع نفس المقاومة ينتج عنه I_F= (5 - 2.8) / 60 ≈ 36.7 مللي أمبير، وهو ما يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر. لذلك، يُنصح بمصدر تيار منظم أو اختيار مقاومة بعناية بناءً على أسوأ حالة لدرجة V_F.

8.2 الإدارة الحرارية

مع تبديد طاقة أقصى يبلغ 80 ميغاواط (عند 20 مللي أمبير وحتى 3.8 فولت)، تعد الإدارة الحرارية مهمة للحفاظ على طول العمر وإخراج الضوء المستقر. تنخفض الشدة الضوئية مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، كما هو موضح في منحنيات الخصائص. لتقليل ارتفاع درجة الحرارة:

1. استخدم نمط اللوحة المطبوعة الموصى به لتوفير توصيل حراري كافٍ من عبوة LED إلى اللوحة.

2. فكر في استخدام فتحات حرارية في PCB تحت الوسادة الحرارية لـ LED (إن وجدت) لتوصيل الحرارة إلى الطبقات الداخلية أو الجانب الآخر من اللوحة.

3. تجنب التشغيل عند التيار الأقصى المطلق لفترات طويلة.

4. تأكد من تدفق هواء كافٍ في غلاف المنتج النهائي إذا كان تبديد الطاقة مصدر قلق في التخطيطات عالية الكثافة.

8.3 اعتبارات التصميم البصري

تنتج زاوية الرؤية 120 درجة والعدسة الشفافة نمط انبعاث واسع منتشر مناسب لمؤشرات الحالة التي يجب أن تكون مرئية من مجموعة واسعة من الزوايا. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حزمة أكثر تركيزًا، ستكون البصريات الثانوية (مثل العدسات، وأنابيب الضوء) ضرورية. تسمح درجات الطول الموجي السائد (AP، AQ، AR) بالاختيار بناءً على درجة اللون الأخضر المطلوبة، وهو ما يمكن أن يكون مهمًا للمؤشرات المشفرة بالألوان أو المطابقة الجمالية في مصفوفات الإضاءة الخلفية.

8.4 المقارنة مع التقنيات البديلة

يوفر استخدام تقنية InGaN للثنائيات الباعثة للضوء الخضراء مزايا في الكفاءة والسطوع مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل فوسفيد الغاليوم (GaP). عادةً ما يكون لثنائيات InGaN نطاق طيفي أضيق، مما يؤدي إلى لون أخضر أكثر تشبعًا. زاوية الرؤية 120 درجة هي معيار شائع، تقدم توازنًا جيدًا بين الرؤية الواسعة والشدة الأمامية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مجال رؤية أوسع، قد يتم النظر في أنواع العدسات المنتشرة أو عبوات الرؤية الجانبية.

8.5 عوامل الموثوقية وعمر الخدمة

يتأثر عمر خدمة LED بشكل أساسي بدرجة حرارة الوصلة التشغيلية وتيار القيادة. يمكن أن يؤدي التشغيل جيدًا ضمن الحدود المحددة - على سبيل المثال، عند 15-18 مللي أمبير بدلاً من 20 مللي أمبير - إلى إطالة عمر التشغيل بشكل كبير. يمنع الالتزام الصحيح بملف اللحام الصدمة الحرارية وإجهاد العبوة. يعد اتباع إجراءات التعامل مع حساسية الرطوبة (MSL 3) أمرًا بالغ الأهمية لمنع الأعطال الكامنة الناجمة عن تشقق العبوة الناجم عن الرطوبة أثناء إعادة التدفق.