ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-010KGKT - 3.0x1.5x1.1 مم - 2.4 فولت كحد أقصى - 72 ميغاواط - لون أخضر من مادة AlInGaP - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-010KGKT ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع الأجهزة السطحية التركيب (SMD) مُصممًا للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يجعله حجمه الصغير مناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة عبر مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

1.1 المزايا الأساسية

• الحجم الصغير:يسمح التغليف المدمج بتخطيطات عالية الكثافة للوحات الدوائر المطبوعة.
• التوافق مع الأتمتة:يتم تعبئته في شريط بعرض 12 مم على بكرات قطر 7 بوصات، وهو متوافق بالكامل مع معدات التجميع الآلي القياسية ومعدات الاختيار والوضع.
• التوافق مع العمليات:مُصمم لتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)، بما يتماشى مع معايير التصنيع الحديثة الخالية من الرصاص.
• الامتثال للمواد:يلبي المنتج توجيهات تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• زاوية رؤية واسعة:يتميز بزاوية رؤية نموذجية تبلغ 110 درجة (2θ1/2)، مما يوفر توزيعًا واسعًا للضوء.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يُقصد باستخدام هذا الثنائي الباعث للضوء كمؤشر حالة، أو عنصر إضاءة خلفية، أو مصباح إشارة في مختلف المعدات الإلكترونية. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية:

• أجهزة الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية/المحمولة)
• الحوسبة المحمولة (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة)
• أنظمة الشبكات والأجهزة المنزلية
• لوحات التحكم الصناعية واللافتات الداخلية
• معدات أتمتة المكاتب

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يتم تعريف جميع المواصفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود القيم التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• استهلاك الطاقة (Pd):72 ميغاواط
• تيار الأمامي الذروي (IFP):80 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية)
• تيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير تيار مستمر
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C

2.2 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معايير الأداء النموذجية تحت ظروف الاختبار القياسية (IF = 20mA).

• شدة الإضاءة (Iv):الحد الأدنى 56 ميلي كانديلا، تختلف القيم النموذجية حسب التصنيف، الحد الأقصى 180 ميلي كانديلا. يتم القياس باستخدام مستشعر مُرشح لمنحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• جهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.8 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى). تعتمد القيمة النموذجية على تصنيف جهد الأمامي (D2، D3، D4).
• طول موجة الذروة (λP):حوالي 570 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):نموذجيًا 571 نانومتر، مع تصنيفات محددة من 564.5 نانومتر إلى 576.5 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):حوالي 15 نانومتر (نصف العرض).
• تيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت.ملاحظة:لم يتم تصميم هذا الثنائي الباعث للضوء للعمل بتحيز عكسي؛ هذا المعيار لأغراض الاختبار فقط.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز المنتج إلى تصنيفات أداء لضمان الاتساق في التطبيقات. يمكن للمصممين تحديد التصنيفات لتتناسب مع متطلباتهم من حيث السطوع واللون وانخفاض الجهد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة (Iv)

يضمن التصنيف سطوعًا أدنى يمكن التنبؤ به. الوحدات هي ميلي كانديلا (mcd) عند 20 مللي أمبير.

• P2:56 – 71 ميلي كانديلا
• Q1:71 – 90 ميلي كانديلا
• Q2:90 – 112 ميلي كانديلا
• R1:112 – 140 ميلي كانديلا
• R2:140 – 180 ميلي كانديلا

التسامح داخل كل تصنيف هو ±11%.

3.2 تصنيف جهد الأمامي (VF)

يساعد تصنيف الجهد في تصميم دوائر تحديد التيار والتنبؤ باستهلاك الطاقة. الوحدات هي فولت (V) عند 20 مللي أمبير.

• D2:1.8 – 2.0 فولت
• D3:2.0 – 2.2 فولت
• D4:2.2 – 2.4 فولت

التسامح داخل كل تصنيف هو ±0.1 فولت.

3.3 تصنيف اللون / الطول الموجي السائد (λd)

يتحكم هذا التصنيف في اللون المُدرك للضوء الأخضر. الوحدات هي نانومتر (nm) عند 20 مللي أمبير.

• B:564.5 – 567.5 نانومتر
• C:567.5 – 570.5 نانومتر
• D:570.5 – 573.5 نانومتر
• E:573.5 – 576.5 نانومتر

التسامح داخل كل تصنيف هو ±1 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص النموذجية نظرة ثاقبة على سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. هذه المنحنيات ضرورية لتصميم دائري قوي.

4.1 تيار الأمامي مقابل جهد الأمامي (منحنى I-V)

يُظهر منحنى I-V العلاقة الأسية النموذجية للثنائي. يزداد جهد الأمامي (VF) مع التيار (IF) ويعتمد أيضًا على درجة الحرارة. يجب على المصممين استخدام هذا المنحنى لاختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة لضمان عمل الثنائي الباعث للضوء ضمن نطاق التيار المحدد له، خاصةً مع مراعاة الاختلاف عبر تصنيفات الجهد (D2-D4).

4.2 شدة الإضاءة مقابل تيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى أن شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع تيار الأمامي في نطاق التشغيل النموذجي (حتى 30 مللي أمبير تيار مستمر). ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جدًا بسبب زيادة التأثيرات الحرارية. يضمن التشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار الموصى بها البالغة 20 مللي أمبير أداءً مستقرًا وعمرًا أطول.

4.3 التوزيع الطيفي

يتركز منحنى الإخراج الطيفي حول طول موجة الذروة البالغ 570 نانومتر مع نصف عرض نموذجي يبلغ 15 نانومتر. هذا النطاق الترددي الضيق نسبيًا هو سمة مميزة لتقنية فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP)، التي تنتج لونًا أخضر مشبعًا مقارنةً بالتقنيات الأقدم مثل ثنائيات الإضاءة المحولة بالفوسفور.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد التغليف

يتوافق LTST-010KGKT مع مخطط تغليف قياسي في الصناعة للأجهزة السطحية التركيب. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالميليمترات) حجم جسم نموذجي يبلغ حوالي 3.0 مم في الطول، و1.5 مم في العرض، و1.1 مم في الارتفاع. التسامح النموذجي هو ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتميز التغليف بعدسة شفافة فوق مصدر ضوء أخضر من مادة AlInGaP.

5.2 نمط اللحام الموصى به للوحة الدوائر المطبوعة

يتم توفير تخطيط مقترح لوسادات اللحام لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة أثناء لحام إعادة التدفق. تم تصميم هذا النمط لتسهيل الترطيب المناسب للحام والاستقرار الميكانيكي مع تقليل خطر ظاهرة "الشاهد القبري" (وقوف المكون على أحد طرفيه). تم تحسين تصميم الوسادة لكل من عمليات إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء وطور البخار.

5.3 تحديد القطبية

يُشار إلى القطب السالب عادةً بواسطة علامة مرئية على غلاف الثنائي الباعث للضوء، مثل شق، أو نقطة خضراء، أو زاوية مقطوعة على العدسة. يجب الرجوع إلى الرسم البياني في ورقة البيانات لتأكيد علامة القطبية الدقيقة لهذا الجزء المحدد. القطبية الصحيحة حاسمة أثناء التجميع لضمان عمل الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يُوصى بملف تعريف متوافق مع J-STD-020B. تشمل المعايير الرئيسية:

• التسخين المسبق:150-200 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية لتسخين اللوحة والمكونات تدريجيًا.
• درجة الحرارة القصوى:يجب ألا تتجاوز 260 درجة مئوية.
• الوقت فوق السائل (TAL):يجب التحكم في المدة التي يكون فيها اللحام منصهرًا وفقًا لمواصفات مصنع معجون اللحام، عادةً ضمن الحدود الموضحة في الرسم البياني للملف المقدم.

الملف الشخصي حاسم لمنع الصدمة الحرارية، التي يمكن أن تلحق الضرر بالهيكل الداخلي للثنائي الباعث للضوء أو العدسة الإيبوكسية.

6.2 اللحام اليدوي (إذا لزم الأمر)

إذا تطلب الأمر لحامًا يدويًا، فهناك حاجة إلى الحذر الشديد:

• درجة حرارة المكواة:الحد الأقصى 300 درجة مئوية.
• وقت اللحام:الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل وصلة لحام.
• الحد:يجب إجراء اللحام مرة واحدة فقط. تجنب إعادة تسخين الوصلات الموجودة.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام ضروريًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. تشمل العوامل الموصى بها الكحول الإيثيلي أو كحول الأيزوبروبيل. يجب غمر الثنائي الباعث للضوء في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتلف المنظفات الكيميائية غير المحددة العدسة الإيبوكسية أو علامات التغليف.

6.4 التخزين والحساسية للرطوبة

ثنائيات الإضاءة حساسة للرطوبة. عندما تكون الحقيبة المحكمة المضادة للرطوبة (مع مجفف) غير مفتوحة، يجب تخزينها عند ≤30 درجة مئوية و≤70% رطوبة نسبية واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد فتح الحقيبة الأصلية:

• يجب ألا تتجاوز ظروف التخزين 30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية.
• يُوصى بإكمال عملية إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض.
• للتخزين لأكثر من 168 ساعة، يجب إعادة خبز ثنائيات الإضاءة عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفرقعة" (تشقق التغليف أثناء إعادة التدفق).

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المنتج في شريط حامل بارز للمناولة الآلية.

• عرض الشريط:12 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات (178 مم).
• الكمية لكل بكرة:4000 قطعة (بكرة كاملة).
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للأجزاء/بقايا البكرات.
• تتوافق التعبئة مع مواصفات ANSI/EIA-481. يتم إغلاق الشريط بشريط غطاء لحماية المكونات.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة

ثنائيات الإضاءة هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع ثابت وعمر أطول، يجب استخدام مصدر تيار ثابت أو مقاومة تحديد تيار. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF، حيث Vcc هو جهد الإمداد، وVF هو جهد الأمامي من التصنيف المختار (استخدم القيمة القصوى لحساب أسوأ حالة تيار)، وIF هو تيار الأمامي المطلوب (مثل 20 مللي أمبير). لا يُوصى بتشغيل عدة ثنائيات إضاءة على التوازي دون تحديد تيار فردي بسبب اختلاف VF، مما قد يؤدي إلى عدم تطابق كبير في السطوع.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن استهلاك الطاقة منخفض (72 ميغاواط كحد أقصى)، إلا أن الإدارة الحرارية الفعالة على لوحة الدوائر المطبوعة لا تزال مهمة، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بالقرب من الحدود القصوى. ستقلل درجة حرارة التقاطع المفرطة من إخراج الضوء وتسريع التدهور. يمكن أن يساعد ضمان مساحة نحاسية كافية حول وسادات اللحام في تبديد الحرارة.

8.3 التصميم البصري

تجعل زاوية الرؤية البالغة 110 درجة هذا الثنائي الباعث للضوء مناسبًا للإضاءة واسعة النطاق. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية أكثر تركيزًا، ستكون البصريات الثانوية (مثل العدسات، أدلة الضوء) ضرورية. توفر العدسة الشفافة اللون الحقيقي لشريحة AlInGaP، وهو أخضر مشبع.

9. مقدمة تقنية ومقارنة

9.1 تقنية AlInGaP

يستخدم LTST-010KGKT مادة أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) لمنطقة انبعاث الضوء. تشتهر هذه التقنية بإنتاج ضوء عالي الكفاءة في الأجزاء الكهرمانية والبرتقالية والحمراء والخضراء المصفرة من الطيف. مقارنةً بالتقنيات الأقدم مثل فوسفيد الجاليوم (GaP)، تقدم ثنائيات الإضاءة من نوع AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير ونقاء لون أكثر تشبعًا. الانبعاث الأخضر المُحقق هنا في منطقة 570 نانومتر، وهو مرئي للغاية للعين البشرية.

9.2 التمييز عن ثنائيات الإضاءة الخضراء الأخرى

يمكن أيضًا صنع ثنائيات الإضاءة الخضراء باستخدام تقنية نتريد الإنديوم جاليوم (InGaN)، التي تنتج عادةً لونًا أخضر مزرقًا أو أخضر نقيًا عند أطوال موجية أقصر (حوالي 520-530 نانومتر). غالبًا ما يظهر الأخضر القائم على AlInGaP (حوالي 570 نانومتر) بلون أخضر مصفر أو أخضر "ليموني". يعتمد الاختيار على إحداثيات اللون المحددة المطلوبة للتطبيق. بشكل عام، تتمتع الثنائيات الخضراء من نوع AlInGaP في نطاق الطول الموجي هذا بلون مستقر جدًا عبر تيار القيادة ودرجة الحرارة مقارنة ببعض الثنائيات الخضراء من نوع InGaN.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

طول موجة الذروة (λP)هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.الطول الموجي السائد (λd)هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يطابق اللون المُدرك للثنائي الباعث للضوء عند مقارنته بضوء أبيض مرجعي. بالنسبة لثنائيات الإضاءة ذات الطيف المتناظر نسبيًا، غالبًا ما يكونان متقاربين. يرتبط الطول الموجي السائد بشكل أكثر مباشرة بإدراك الإنسان للون.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي الباعث للضوء بمصدر 3.3 فولت بدون مقاومة؟

لا، هذا غير موصى به ومن المحتمل أن يدمر الثنائي الباعث للضوء.مع جهد أمامي نموذجي يتراوح بين 2.0-2.4 فولت، فإن توصيله مباشرة بـ 3.3 فولت سيتسبب في تدفق تيار مفرط، يتجاوز بكثير الحد الأقصى المطلق البالغ 30 مللي أمبير تيار مستمر. دائمًا ما تكون هناك حاجة إلى مقاومة تحديد تيار على التوالي عند استخدام مصدر جهد.

10.3 كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟

يمكنك تحديد مجموعة من التصنيفات للحصول على ثنائيات إضاءة ذات خصائص مجمعة بإحكام. على سبيل المثال، طلب "Iv=R1, VF=D3, λd=C" سيمنحك ثنائيات إضاءة بشدة إضاءة بين 112-140 ميلي كانديلا، وجهد أمامي بين 2.0-2.2 فولت، وطول موجي سائد بين 567.5-570.5 نانومتر. إذا لم يتم تحديد تصنيف، فستتلقى منتجًا من المزيج القياسي للإنتاج.

10.4 هل هذا الثنائي الباعث للضوء مناسب للاستخدام في الهواء الطلق؟

تحدد ورقة البيانات نطاق درجة حرارة تشغيل من -40°C إلى +85°C، والذي يغطي العديد من الظروف الخارجية. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التعرض المطول لأشعة الشمس المباشرة والأشعة فوق البنفسجية والرطوبة إلى تدهور العدسة الإيبوكسية بمرور الوقت. بالنسبة للبيئات الخارجية القاسية، يجب النظر في ثنائيات إضاءة مصنفة ومغلفة خصيصًا لمثل هذه الظروف (مثل تلك ذات التغليف بالسليكون).

11. مثال دراسة حالة للتصميم

11.1 مؤشر حالة اللوحة الأمامية لمحول شبكة

المتطلب:توفير مؤشر حالة ارتباط/نشاط أخضر واضح مرئي من زوايا مختلفة على وحدة مثبتة على الرف.

اختيار التصميم:تم اختيار LTST-010KGKT لزاوية رؤيته البالغة 110 درجة، مما يضمن الرؤية حتى عند النظر من خارج المحور. يوفر الأخضر من نوع AlInGaP لونًا متميزًا وجاذبًا للانتباه.

التنفيذ:يتم استخدام مجموعة من 8 ثنائيات إضاءة، واحد لكل منفذ. لضمان سطوع موحد، يتم تحديد جميع الثنائيات من نفس تصنيف شدة الإضاءة (مثل R1). يتم تشغيلها من خط 5 فولت عبر مقاومات تحديد تيار فردية بقيمة 150 أوم (محسوبة لجهد أمامي نموذجي 2.2 فولت و IF=20mA: R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140Ω؛ 150Ω هي القيمة القياسية الأقرب). يستخدم تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة نمط اللحام الموصى به مع وصلة تخفيف حراري صغيرة إلى مستوى أرضي لتبديد الحرارة.

12. الاتجاهات التقنية

12.1 الكفاءة والتقليص

يستمر الاتجاه العام في ثنائيات الإضاءة السطحية التركيب نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي) ومزيد من التقليص. بينما يمثل هذا الجزء حجم تغليف ناضج، تظهر عبوات أحدث مثل ثنائيات الإضاءة بمقياس الشريحة (CSLED)، مما يوفر بصمات أصغر. يدفع السعي لتحقيق كفاءة الطاقة عبر جميع الإلكترونيات نحو ثنائيات إضاءة توفر السطوع المطلوب عند تيارات أقل.

12.2 استقرار اللون واتساقه

تهدف التطورات في النمو الطبقي ومواد التغليف إلى تحسين اتساق اللون (تقليل الانتشار داخل التصنيف) والاستقرار على مدار عمر الجهاز وعبر اختلافات درجة الحرارة. هذا مهم بشكل خاص للتطبيقات التي تستخدم فيها عدة ثنائيات إضاءة بجوار بعضها البعض، كما في شاشات الألوان الكاملة أو مصفوفات الإضاءة الخلفية.

12.3 التكامل

هناك اتجاه متزايد نحو دمج دائرة قيادة الثنائي الباعث للضوء (مصدر التيار الثابت، تحكم تخفيف تعديل عرض النبضة) مباشرة في وحدات أو حتى على غلاف الثنائي الباعث للضوء نفسه، مما يبسط التصميم للمستخدمين النهائيين ويحسن موثوقية النظام الشاملة.