ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-108KGKT - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4 فولت كحد أقصى - 72 ميغاواط - لون أخضر من مادة AlInGaP - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لثنائي باعث الضوء LTST-108KGKT، وهو جهاز مثبت على السطح (SMD). ينتمي هذا المكون إلى عائلة من ثنائيات الإضاءة المصممة للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB) والتطبيقات التي يكون فيها المساحة عاملًا حاسمًا. يجعل حجمه الصغير وتغليفه القياسي منه مناسبًا للدمج في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية الحديثة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الثنائي الباعث للضوء امتثاله لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، وتغليفه في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات لآلات التجميع الآلي، وتوافقه مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR). تم تصميمه ليكون متوافقًا مع الدوائر المتكاملة (IC). تجعل هذه الميزاته خيارًا مثاليًا للتصنيع بكميات كبيرة. تشمل التطبيقات المستهدفة الاتصالات، وأتمتة المكاتب، والأجهزة المنزلية، والمعدات الصناعية. يُستخدم عادةً كمؤشر حالة، ولإضاءة الإشارات والرموز، ولإضاءة الخلفية للواجهات الأمامية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

يقدم هذا القسم تفاصيل الحدود القصوى والخصائص التشغيلية للثنائي الباعث للضوء تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C). يعد فهم هذه المعلمات أمرًا بالغ الأهمية لتصميم دوائر موثوقة.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود، حيث قد يتسبب ذلك في تلف دائم. الحد الأقصى للتيار المستمر الأمامي (IF) هو 30 مللي أمبير. الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة هو 72 ميغاواط. يُسمح بتيار أمامي ذروي قدره 80 مللي أمبير فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية). يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -40°C إلى +85°C، ويمتد نطاق درجة حرارة التخزين من -40°C إلى +100°C.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعلمات أداء الجهاز تحت ظروف التشغيل النموذجية (IF=20mA, Ta=25°C). تبلغ شدة الإضاءة (Iv) قيمة نموذجية، مع حد أدنى يبلغ 71 mcd وحد أقصى يبلغ 224 mcd اعتمادًا على رتبة التصنيف. زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 110 درجة، مما يشير إلى نمط حزمة واسع. يتراوح الطول الموجي السائد (λd) من 564.5 نانومتر إلى 576.5 نانومتر، مما يحدد لونه الأخضر. يتراوح الجهد الأمامي (VF) من 1.8 فولت إلى 2.4 فولت. يتم تحديد التيار العكسي (IR) بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت؛ لاحظ أن الجهاز غير مصمم للعمل في الاتجاه العكسي.

3. شرح نظام التصنيف إلى مجموعات

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز ثنائيات الإضاءة إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية. يسمح ذلك للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات محددة لتوحيد اللون والسطوع.

3.1 رتبة الجهد الأمامي (VF)

يتم تصنيف ثنائيات الإضاءة إلى ثلاث مجموعات للجهد: D2 (1.8V - 2.0V)، و D3 (2.0V - 2.2V)، و D4 (2.2V - 2.4V). التسامح في كل مجموعة هو ±0.10V. يساعد الاختيار من نفس المجموعة في الحفاظ على انخفاضات جهد متسقة عبر عدة ثنائيات إضاءة في دائرة متسلسلة.

3.2 رتبة شدة الإضاءة (IV)

يتم فرز السطوع إلى خمس مجموعات: Q1 (71.0-90.0 mcd)، و Q2 (90.0-112.0 mcd)، و R1 (112.0-140.0 mcd)، و R2 (140.0-180.0 mcd)، و S1 (180.0-224.0 mcd). التسامح في كل مجموعة للشدة هو ±11%. يعد هذا التصنيف حاسمًا للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا عبر مجموعة من المؤشرات.

3.3 رتبة الطول الموجي السائد (WD)

يتم فرز اللون (الطول الموجي) إلى أربع مجموعات: B (564.5-567.5 nm)، و C (567.5-570.5 nm)، و D (570.5-573.5 nm)، و E (573.5-576.5 nm). التسامح لكل مجموعة طول موجي هو ±1 نانومتر. يضمن هذا الفرز الدقيق حدًا أدنى من التباين اللوني في التطبيقات حيث يكون مطابقة درجة اللون المحددة أمرًا مهمًا.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر التمثيلات الرسومية لخصائص الجهاز رؤية أعمق للأداء تحت ظروف مختلفة، وهو أمر أساسي للتصميم القوي.

4.1 منحنيات الخصائص النموذجية

تتضمن ورقة البيانات منحنيات نموذجية توضح العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة، والجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي، والتوزيع الطيفي للضوء المنبعث. تساعد هذه المنحنيات المصممين على التنبؤ بالسلوك خارج نقطة الاختبار القياسية (20mA). على سبيل المثال، تزداد شدة الإضاءة عادةً مع التيار ولكنها قد تصل إلى التشبع عند مستويات أعلى. يتمتع الجهد الأمامي بمعامل درجة حرارة موجب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يتم وضع الثنائي الباعث للضوء في غلاف SMD قياسي. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم جسم يبلغ حوالي 3.2 مم × 2.8 مم، بارتفاع 1.9 مم. جميع الأبعاد لها تسامح ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. لون العدسة شفاف، ولون مصدر الضوء هو أخضر AlInGaP.

5.2 تخطيط لوحة التثبيت الموصى بها على PCB

يتم توفير رسم يوضح نمط لوحة النحاس الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو بالبخار. يضمن الالتزام بهذا التخطيط تكوين وصلة لحام صحيحة، وإدارة حرارية جيدة، واستقرار ميكانيكي.

5.3 تحديد القطبية

يُشار عادةً إلى القطب السالب بواسطة علامة على الغلاف أو شق في الجسم. يعد اتجاه القطبية الصحيح أمرًا ضروريًا لعمل الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

يعد التعامل الصحيح واللحام أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على موثوقية الجهاز وأدائه.

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

يتم توفير ملف تعريف إعادة تدفق مقترح للعمليات الخالية من الرصاص، متوافق مع J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية درجة حرارة تسخين أولية تتراوح بين 150-200°C لمدة تصل إلى 120 ثانية كحد أقصى، ودرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260°C، ووقت فوق السائل (TAL) لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى. يجب توصيف الملف الشخصي للتجميع المحدد للوحة الدوائر المطبوعة.

6.2 ظروف التخزين

يجب تخزين العبوات غير المفتوحة عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70% (RH) واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد فتح الكيس المقاوم للرطوبة، يجب تخزين ثنائيات الإضاءة عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. يُوصى بإكمال عملية إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض للهواء المحيط. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف. إذا تعرضت لأكثر من 168 ساعة، يلزم تجفيفها عند 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، استخدم فقط المذيبات المحددة مثل الكحول الإيثيلي أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف الغلاف.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد ثنائيات الإضاءة على شريط ناقل بارز بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 4000 قطعة. يتم إغلاق جيوب الشريط بشريط غطاء علوي. يتبع التغليف مواصفات ANSI/EIA 481.

7.2 الحد الأدنى لكمية الطلب

كمية التعبئة القياسية هي 4000 قطعة لكل بكرة. تتوفر كمية تعبئة دنيا تبلغ 500 قطعة للمخزون المتبقي.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الثنائي الباعث للضوء مناسب جدًا للإشارة إلى الحالة في الإلكترونيات الاستهلاكية (الهواتف، أجهزة الكمبيوتر المحمولة، الأجهزة المنزلية)، ومعدات الشبكات، واللافتات الداخلية. تجعل زاوية الرؤية الواسعة منه فعالاً لإضاءة اللوحة الأمامية حيث تكون الرؤية من زوايا متعددة مطلوبة.

8.2 اعتبارات التصميم

الحد من التيار:استخدم دائمًا مقاومًا محدِّدًا للتيار على التوالي أو محرك تيار ثابت. يمكن حساب القيمة باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF. تأكد من أن تصنيف قدرة المقاوم مناسب.
الإدارة الحرارية:على الرغم من أن استهلاك الطاقة منخفض، تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية على لوحة الدوائر المطبوعة أو فتحات حرارية إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار لمنع ارتفاع درجة حرارة التقاطع المفرط.
الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي:على الرغم من عدم ذكرها صراحةً على أنها حساسة، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أثناء التجميع.

9. المقارنة والتمييز التقني

مقارنة بتقنية أقدم مثل ثنائيات الإضاءة الخضراء GaP (فوسفيد الغاليوم)، فإن نظام مادة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) المستخدم في هذا الجهاز يوفر عادةً كفاءة إضاءة أعلى ونقاء لوني أفضل (أخضر أكثر تشبعًا). تعد زاوية الرؤية الواسعة البالغة 110 درجة ميزة تمييزية رئيسية عن ثنائيات الإضاءة ذات الحزمة الضيقة المستخدمة للإضاءة المركزة، مما يجعلها مثالية لأغراض المؤشرات. يعد التوافق مع عمليات إعادة التدفق القياسية بالأشعة تحت الحمراء ميزة تميزه عن ثنائيات الإضاءة التي تتطلب لحامًا يدويًا أو لحامًا بالموجات.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما المقاوم الذي يجب أن أستخدمه مع مصدر طاقة 5 فولت؟
ج: باستخدام أقصى جهد أمامي VF وهو 2.4 فولت والتيار الأمامي المطلوب IF وهو 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. سيكون المقاوم القياسي 130Ω أو 150Ω مناسبًا. احسب دائمًا بناءً على مجموعة الجهد الأمامي الفعلية إذا كانت معروفة.
س: هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي الباعث للضوء باستخدام دبوس متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت؟
ج: ربما، لكن ذلك يعتمد على مجموعة الجهد الأمامي VF. بالنسبة لثنائي إضاءة من مجموعة D4 (VF يصل إلى 2.4V)، هناك هامش كافٍ (3.3V - 2.4V = 0.9V). لا يزال المقاوم المحدد للتيار إلزاميًا. بالنسبة لدبوس المتحكم الدقيق، تأكد من أن الدبوس يمكنه توفير/استيعاب 20 مللي أمبير المطلوبة.
س: لماذا يوجد مواصفة للتيار العكسي إذا كان الجهاز غير مخصص للعمل العكسي؟
ج: اختبار IR (VR=5V) هو اختبار جودة وموثوقية يتم إجراؤه أثناء التصنيع. يتحقق من سلامة وصلة PN لشريحة الثنائي الباعث للضوء. في التطبيق، يجب تجنب الجهد العكسي لأنه ليس حالة تشغيل مصممة لها.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم شريط حالة متعدد الثنائيات الباعثة للضوء لجهاز توجيه.يتم استخدام عشرة ثنائيات إضاءة من طراز LTST-108KGKT للإشارة إلى مستويات نشاط الشبكة. لضمان سطوع موحد، يجب اختيار ثنائيات إضاءة من نفس مجموعة شدة الإضاءة IV (مثل R2). يمكن توصيلها على التوازي، كل منها بمقاوم محدد للتيار خاص به (مثل 150Ω لخط طاقة 5 فولت). بدلاً من ذلك، لمطابقة تيار أفضل، يمكن استخدام محرك تيار ثابت أحادي IC متعدد القنوات. تضمن زاوية الرؤية الواسعة البالغة 110 درجة رؤية الأضواء من جميع أنحاء الغرفة. يجب أن يتبع التصميم ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به ويضمن أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة يستخدم هندسة اللوحة المقترحة للحام موثوق.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الثنائي الباعث للضوء هو صمام ثنائي شبه موصل. عند تطبيق جهد أمامي عبر أطرافه (الأنود موجب بالنسبة للكاثود)، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة للجهاز. عندما تتحد هذه حاملات الشحنة مرة أخرى، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد لون الضوء بواسطة طاقة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة. في هذه الحالة، يتمتع نظام مادة AlInGaP بفجوة نطاق تتوافق مع الضوء الأخضر بطول موجي سائد في نطاق 565-577 نانومتر. تساعد العدسة الشفافة في استخراج وتشكيل الضوء المنبعث.

13. اتجاهات التكنولوجيا (منظور موضوعي)

الاتجاه العام في ثنائيات الإضاءة المؤشرية هو نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة طاقة كهربائية)، وأحجام عبوات أصغر للتكامل الأكثر كثافة، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف أكثر دقة. هناك أيضًا اتجاه نحو اعتماد أوسع للمواد الخالية من الرصاص والهالوجين لتلبية اللوائح البيئية. بينما يستخدم هذا الجزء المحدد تقنية AlInGaP، قد تستخدم ثنائيات الإضاءة الخضراء الأخرى مواد InGaN (نتريد إنديوم غاليوم)، والتي يمكن أن تقدم خصائص أداء مختلفة. يتضمن اختيار التكنولوجيا مقايضات بين الكفاءة، ونقطة اللون، والتكلفة، وزاوية الرؤية.