ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-C950RKGKT-5A - 3.2x2.8x1.9 مم - 2.0 فولت - 75 ميغاواط - أخضر AlInGaP - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لثنائي باعث للضوء LTST-C950RKGKT-5A، وهو مصباح LED سطحي عالي السطوع. مصمم لعمليات التجميع الآلي، هذا المكون مثالي للتطبيقات ذات المساحات المحدودة التي تتطلب إضاءة مؤشر موثوقة وفعالة.

1.1 الميزات

• متوافق مع معايير RoHS البيئية.
• يستخدم شريحة أشباه موصلات فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP) فائقة السطوع لكفاءة إضاءة عالية.
• يتميز بعدسة قبة لتحسين خرج الضوء وزاوية المشاهدة.
• معبأ على شريط بعرض 12 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات، متوافق مع معدات اللصق والتركيب الآلية القياسية.
• يتوافق مع الخطوط العريضة للعبوات القياسية لتحالف الصناعات الإلكترونية (EIA).
• مصمم للتوافق مع الدوائر المتكاملة (I.C. compatible).
• مناسب للاستخدام مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات

هذا الثنائي الباعث للضوء مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• أجهزة الاتصالات (الهواتف اللاسلكية/الخلوية).
• معدات أتمتة المكاتب وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
• أنظمة الشبكات والأجهزة المنزلية.
• تطبيقات اللافتات الداخلية والعروض.
• إضاءة خلفية لوحة المفاتيح.
• مؤشرات الحالة والطاقة.
• الشاشات الدقيقة والمصابيح الرمزية.

2. أبعاد العبوة والمعلومات الميكانيكية

يتم تغليف LTST-C950RKGKT-5A في عبوة قياسية للجهاز السطحي (SMD).

• لون العدسة:شفاف مائي
• لون الشريحة/المصدر:أخضر AlInGaP
• الأبعاد الرئيسية (النموذجية):تقيس العبوة حوالي 3.2 مم في الطول، و2.8 مم في العرض، و1.9 مم في الارتفاع. جميع التسامحات الأبعاد هي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسم الميكانيكي التفصيلي.

3. التقييمات والخصائص

3.1 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز. يتم تحديد جميع التقييمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميغاواط
• التيار الأمامي الذروي (IFP):80 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير تيار مستمر
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -30°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +185°C
• شرط لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:يتحمل درجة حرارة ذروية 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

3.2 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص، يتم توفير ملف إعادة تدفق موصى به. تشمل المعلمات الرئيسية منطقة تسخين مسبق تصل إلى 200 درجة مئوية، ودرجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260 درجة مئوية، ووقت فوق 260 درجة مئوية محدود بـ 10 ثوانٍ كحد أقصى. يجب توصيف الملف لتصميم اللوحة المطبوعة المحدد، ومعجون اللحام، والفرن المستخدم.

3.3 الخصائص الكهربائية والبصرية

معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°C وتيار أمامي (IF) قدره 5 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):71.0 - 450.0 مللي كانديلا. يتم إدارة النطاق الواسع من خلال التصنيف (انظر القسم 4).
• زاوية المشاهدة (2θ½):25 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة على المحور المركزي.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):574.0 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λd):564.5 - 573.5 نانومتر. هذا يحدد اللون الملاحظ للثنائي الباعث للضوء ويتم تصنيفه أيضًا.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15.0 نانومتر (نموذجي).
• الجهد الأمامي (VF):1.6 - 2.2 فولت، بقيمة نموذجية 2.0 فولت عند 5 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (كحد أقصى) عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.

ملاحظات القياس:يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين الضوئي CIE. يلزم الحذر من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أثناء التعامل؛ والتأريض المناسب وممارسات السلامة من ESD إلزامية.

4. نظام تصنيف الرتب

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز الثنائيات الباعثة للضوء إلى رتب بناءً على معايير رئيسية.

4.1 رتبة الجهد الأمامي (VF)

مصنفة عند IF=5 مللي أمبير. رموز الرتب من 1 إلى 6، مع نطاقات VF من 1.60-1.70 فولت (الرتبة 1) إلى 2.10-2.20 فولت (الرتبة 6). التسامح لكل رتبة هو ±0.1 فولت.

4.2 رتبة شدة الإضاءة (Iv)

مصنفة عند IF=5 مللي أمبير. رموز الرتب Q، R، S، T، مع نطاقات Iv من 71.0-112.0 مللي كانديلا (الرتبة Q) إلى 280.0-450.0 مللي كانديلا (الرتبة T). التسامح لكل رتبة هو ±15%.

4.3 رتبة الصبغة (الطول الموجي السائد، λd)

مصنفة عند IF=5 مللي أمبير. رموز الرتب B، C، D، مع نطاقات λd من 564.5-567.5 نانومتر (الرتبة B) إلى 570.5-573.5 نانومتر (الرتبة D). التسامح لكل رتبة هو ±1 نانومتر.

5. تحليل منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات تمثيلات بيانية للعلاقات الرئيسية، وهي ضرورية لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة.

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية عند التيارات الأعلى بسبب تأثيرات التسخين.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح معامل درجة الحرارة السالب لخرج الضوء؛ تنخفض الشدة مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V للثنائي، وهي حاسمة لاختيار قيم مقاومة تحديد التيار.
• الطول الموجي مقابل التيار الأمامي:قد يُظهر تحولًا طفيفًا في الطول الموجي الذروي أو السائد مع تغير تيار القيادة.
• نمط زاوية المشاهدة:مخطط قطري يصور التوزيع المكاني لشدة الضوء.

6. دليل المستخدم للتجميع والتعامل

6.1 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، استخدم المذيبات المحددة فقط. اغمر الثنائي الباعث للضوء في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. تجنب المواد الكيميائية غير المحددة التي قد تتلف عبوة الإيبوكسي.

6.2 نمط اللوحة المطبوعة الموصى به

يتم توفير تخطيط وسادة لحام مقترح لضمان المحاذاة الميكانيكية المناسبة، وتشكيل حشوة اللحام، وتخفيف الحرارة أثناء عملية إعادة التدفق. الالتزام بهذا النمط يساعد في منع ظاهرة "اللوحة القبرية" ويضمن وصلات لحام موثوقة.

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). الكمية القياسية للبكرة هي 2000 قطعة. يتوافق التغليف مع مواصفات ANSI/EIA-481. يتم تفصيل أبعاد الشريط الرئيسية (حجم الجيب، المسافة) وأبعاد البكرة (قطر المحور، قطر الحافة) لضمان التوافق مع معدات التجميع الآلية.

7. تحذيرات وملاحظات التطبيق

7.1 نطاق التطبيق

تم تصميم هذا الثنائي الباعث للضوء للمعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية. وهو غير مصنف للتطبيقات الحرجة للسلامة أو عالية الموثوقية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، دعم الحياة الطبي). يلزم التشاور مع الشركة المصنعة لمثل هذه الاستخدامات.

7.2 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 90% رطوبة نسبية (RH). استخدم خلال عام واحد من فتح كيس الحاجز الرطوبي.
• العبوة المفتوحة:للمكونات المزالة من العبوة الجافة، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30 درجة مئوية / 60% رطوبة نسبية. يُوصى بإكمال إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال أسبوع واحد (مستوى الحساسية للرطوبة 3، MSL 3). للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية مغلقة بمجفف. إذا تم التخزين لأكثر من أسبوع، يلزم عملية تجفيف عند 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لمنع تلف "الانتفاش".

7.3 إرشادات اللحام

يتم توفير معلمات لحام مفصلة لكل من إعادة التدفق واللحام اليدوي:

• لحام إعادة التدفق:تسخين مسبق إلى 150-200 درجة مئوية (120 ثانية كحد أقصى)، درجة حرارة ذروية ≤ 260 درجة مئوية، وقت فوق 260 درجة مئوية ≤ 10 ثوانٍ (يُسمح بحد أقصى دورتي إعادة تدفق).
• اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة ≤ 300 درجة مئوية، وقت اللحام ≤ 3 ثوانٍ لكل وسادة (مرة واحدة فقط).

يتم التأكيد على أهمية اتباع ملفات إعادة التدفق القائمة على JEDEC وإرشادات مصنع معجون اللحام لضمان موثوقية الوصلة وتجنب التلف الحراري للثنائي الباعث للضوء.

8. الغوص التقني العميق واعتبارات التصميم

8.1 مبدأ التشغيل

يعتمد LTST-C950RKGKT-5A على شريحة أشباه موصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم). عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق الخاصة بها، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم هندسة التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP لإنتاج الضوء في منطقة الطول الموجي الأخضر (حوالي 574 نانومتر). تعمل عدسة الإيبوكسي ذات الشكل القبابي على استخراج المزيد من الضوء من الشريحة وتشكيل نمط الانبعاث إلى زاوية مشاهدة 25 درجة.

8.2 تشغيل الثنائي الباعث للضوء

مصدر تيار ثابت هو الطريقة المثالية لتشغيل الثنائي الباعث للضوء، لأنه يضمن خرج ضوء مستقر بغض النظر عن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي. للتطبيقات البسيطة، يُستخدم عادةً مقاوم محدد للتيار على التوالي مع مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاوم (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. باستخدام VF النموذجي 2.0 فولت عند 5 مللي أمبير مع مصدر 5 فولت، R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω. يجب على المصمم استخدام أقصى VF من ورقة البيانات (2.2 فولت) لحساب التيار في أسوأ الحالات لتجنب تجاوز الحد الأقصى المطلق لتصنيف التيار.

8.3 إدارة الحرارة

على الرغم من كونه جهازًا صغيرًا، إلا أن إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية لطول العمر والأداء. يجب احترام حد تبديد الطاقة الأقصى البالغ 75 ميغاواط. التشغيل عند تيارات عالية أو في درجات حرارة محيطة عالية يزيد من درجة حرارة الوصلة، مما يؤدي إلى انخفاض خرج الضوء (كما يظهر في منحنيات الأداء)، وتسارع استهلاك اللومن، واحتمال تقصير العمر الافتراضي. يضمن توفير مساحة نحاسية كافية على اللوحة المطبوعة أسفل وحول وسادة الحرارة الخاصة بالثنائي الباعث للضوء (إن وجدت) أو وسادات اللحام في تبديد الحرارة.

8.4 اعتبارات التصميم البصري

زاوية المشاهدة البالغة 25 درجة تجعل هذا الثنائي الباعث للضوء مناسبًا لتطبيقات المؤشر الموجهة. لإضاءة خلفية لوحة أو إنشاء توهج أكثر انتشارًا، ستكون البصريات الثانوية مثل أدلة الضوء أو أفلام الناشر ضرورية. تنتج العدسة الشفافة المائية حزمة ضيقة ومكثفة، في حين أن العدسة المنتشرة ستخلق نمط انبعاث أوسع وأكثر ليونة.

8.5 المقارنة والاختيار

عند اختيار ثنائي باعث للضوء، يقارن المهندسون المعايير الرئيسية: السطوع (Iv)، اللون (الطول الموجي، إحداثيات CIE)، زاوية المشاهدة، الجهد الأمامي، وحجم العبوة. تقدم تقنية AlInGaP في هذا الثنائي الباعث للضوء كفاءة عالية واستقرارًا جيدًا في نطاق اللون الأخضر/الأصفر مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم. يسمح نظام التصنيف بالاختيار الدقيق للتطبيقات التي تتطلب مطابقة لون أو سطوع ضيقة عبر وحدات متعددة.

8.6 إجابات على أسئلة المستخدم النموذجية

س: هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي الباعث للضوء عند 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر هو 30 مللي أمبير. التشغيل عند 20 مللي أمبير ضمن المواصفات، ولكن يجب عليك التأكد من أن تبديد الطاقة (VF * IF) لا يتجاوز 75 ميغاواط. عند 20 مللي أمبير و VF نموذجي 2.0 فولت، الطاقة هي 40 ميغاواط، وهو مقبول.

س: لماذا يوجد مثل هذا النطاق الواسع في شدة الإضاءة (71-450 مللي كانديلا)؟

ج: هذا هو الانتشار الإجمالي المحتمل عبر جميع الإنتاج. لطلب محدد، ستختار رتبة (مثل الرتبة T: 280-450 مللي كانديلا) للحصول على نطاق سطوع أضيق بكثير ويمكن التنبؤ به.

س: كيف أفسر "الطول الموجي الذروي" مقابل "الطول الموجي السائد"؟

ج: الطول الموجي الذروي (λP=574 نانومتر) هو الطول الموجي الفردي حيث يكون طيف الانبعاث أقوى. يتم حساب الطول الموجي السائد (λd=564.5-573.5 نانومتر) من مخطط ألوان CIE ويمثل اللون الملاحظ. λd أكثر صلة بتحديد اللون في التطبيقات التي تركز على الإنسان.

8.7 دراسة حالة تطبيقية: لوحة مؤشر الحالة

فكر في تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه شبكة بأربعة ثنائيات خضراء متطابقة. لضمان مظهر موحد:

1. التصنيف:حدد نفس رتبة الصبغة (مثل الرتبة C: 567.5-570.5 نانومتر) ورتبة شدة الإضاءة (مثل الرتبة S: 180-280 مللي كانديلا) لجميع الثنائيات الأربعة. هذا يضمن لونًا وسطوعًا متطابقين تقريبًا.
2. تصميم الدائرة:استخدم خط تغذية مشترك 5 فولت. احسب مقاوم تحديد التيار لتشغيل 5 مللي أمبير باستخدام أقصى VF (2.2 فولت) لضمان اتساق السطوع حتى لو اختلف VF الفردي: R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560Ω. استخدم مقاومات بتسامح 1%.
3. تخطيط اللوحة المطبوعة:اتبع نمط الوسادة الموصى به. قم بتضمين مساحة نحاسية صغيرة متصلة بوسادة الكاثود للمساعدة في تبديد الحرارة، خاصة إذا كانت اللوحة المطبوعة مغلقة.
4. التجميع:اتبع إرشادات MSL3. إذا تم فتح البكرة، خطط للحام جميع الثنائيات الباعثة للضوء خلال أسبوع واحد أو قم بتخزينها بشكل صحيح مع مجفف.

8.8 اتجاهات التكنولوجيا

تمثل ثنائيات AlInGaP تقنية ناضجة وعالية الكفاءة لطيف اللون العنبر إلى الأحمر، حيث يكون الأخضر عند الحد الأدنى للطول الموجي لقدرتها. يركز التطوير المستمر في صناعة الثنائيات الباعثة للضوء على زيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وتقليل التكاليف. بالنسبة للألوان الخضراء والزرقاء النقية، تهيمن تقنية InGaN (نتريد الإنديوم غاليوم) وتستمر في تحقيق مكاسب سريعة في الكفاءة. الاتجاه في التغليف هو نحو بصمات أصغر، وكثافة طاقة أعلى، ومسارات حرارية محسنة (مثل تصميمات الشريحة المقلوبة) لإدارة الحرارة من الشرائح الأكثر سطوعًا باستمرار. يستخدم هذا الثنائي الباعث للضوء SMD المحدد تقنية تغليف راسخة ومحسنة للموثوقية والتجميع الآلي في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية ذات الحجم الكبير.