ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء LTST-C191KGKT SMD - سماكة 0.55 مم - جهد أقصى 2.4 فولت - قدرة 75 ميغاواط - أخضر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

ثنائي باعث للضوء LTST-C191KGKT هو مصباح LED من نوع جهاز مُركَّب على السطح (SMD) مُصمَّم للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB). بصمته الصغيرة وارتفاعه المنخفض يجعله مثاليًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة عبر مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

1.1 الميزات

• متوافق مع معايير RoHS البيئية.
• حزمة رفيعة للغاية بسمك 0.55 مم فقط.
• يستخدم شريحة أشباه موصلات فائقة السطوع من نوع AlInGaP (فوسفيد ألومنيوم إنديوم غاليوم) لإنتاج الضوء الأخضر.
• مُعبَّأ على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات لتوافقه مع معدات اللقط والوضع الآلية عالية السرعة.
• مخطط عبوة قياسي وفق EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• متوافق مع منطق الإدخال، مناسب للقيادة المباشرة من الدوائر المتكاملة.
• مُصمَّم للاستخدام مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

1.2 التطبيقات

هذا الثنائي الباعث للضوء مناسب لأغراض الإضاءة والتشوير المختلفة، بما في ذلك:

• الإضاءة الخلفية للأزرار ولوحات المفاتيح والشاشات الدقيقة.
• مؤشرات الحالة والطاقة في معدات الاتصالات، وأجهزة أتمتة المكاتب، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعية.
• المنارات الإشارية والرمزية.

2. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

يتميز الجهاز بعدسة شفافة تسمح بانبعاث الضوء الأخضر من شريحة AlInGaP بكفاءة. يتم توفير رسومات أبعاد مفصلة في ورقة البيانات، مع تحديد جميع القياسات الحرجة بالمليمترات. تشمل خصائص العبوة الرئيسية بصمة قياسية مصممة للحام موثوق وارتفاع منخفض يقلل من ارتفاع التجميع الكلي. يتم تحديد القطبية بوضوح على جسم الجهاز للتوجيه الصحيح على اللوحة.

3. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

3.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميغاواط. هذه هي أقصى قدرة يمكن للعبوة تبديدها كحرارة دون تدهور الأداء أو الموثوقية.
• تيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه على الثنائي الباعث للضوء.
• تيار الأمامي الذروي:80 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية) لتحقيق إخراج ضوئي أعلى لفترة وجيزة.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيارًا فوريًا للوصلة.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -55°C إلى +85°C. يحدد النطاق البيئي الكلي لوظيفة الجهاز والتخزين غير التشغيلي.
• ظروف اللحام بالأشعة تحت الحمراء:يتحمل درجة حرارة ذروية 260°C لمدة 10 ثوانٍ، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات التجميع الخالية من الرصاص.

3.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية Ta=25°C و IF=20mA، مما يوفر معايير الأداء النموذجية.

• الشدة الضوئية (Iv):تتراوح من 18.0 إلى 71.0 ملي كانديلا (mcd). يتم إدارة هذا النطاق الواسع من خلال نظام تصنيف (انظر القسم 4).
• زاوية الرؤية (2θ½):130 درجة. تشير زاوية الرؤية الواسعة هذه إلى نمط انبعاث لامبرتي أو شبه لامبرتي، مناسب للإضاءة المساحية بدلاً من الحزم المركزة.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):عادة 574.0 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية أعلى.
• الطول الموجي السائد (λd):محدد بين 567.5 نانومتر و 576.5 نانومتر. هذا يحدد اللون المُدرك (الأخضر) للثنائي الباعث للضوء وهو أيضًا خاضع للتصنيف.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):حوالي 15 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء الأخضر المنبعث.
• جهد الأمامي (VF):بين 1.9 فولت و 2.4 فولت عند 20mA. انخفاض الجهد عبر الثنائي الباعث للضوء أثناء التشغيل، وهو مهم لتصميم دائرة القيادة.
• التيار العكسي (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5V. مقياس تسرب الوصلة في حالة الإيقاف.

4. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز الثنائيات الباعثة للضوء إلى مجموعات أداء. يستخدم LTST-C191KGKT ثلاثة معايير تصنيف مستقلة.

4.1 تصنيف جهد الأمامي (Vf)

تضمن المجموعات أن للثنائيات الباعثة للضوء انخفاضات جهد متشابهة، مما يبسط تصميم دائرة تحديد التيار. تتراوح المجموعات من الرمز 4 (1.90V-2.00V) إلى الرمز 8 (2.30V-2.40V)، كل منها بتحمل ±0.1V.

4.2 تصنيف الشدة الضوئية (Iv)

يصنف الثنائيات الباعثة للضوء حسب شدة إخراج الضوء. الرموز هي M (18.0-28.0 mcd)، و N (28.0-45.0 mcd)، و P (45.0-71.0 mcd)، كل منها بتحمل ±15%.

4.3 تصنيف اللون (الطول الموجي السائد)

يفرز الثنائيات الباعثة للضوء حسب درجتها الدقيقة من اللون الأخضر. الرموز هي C (567.5-570.5 nm)، و D (570.5-573.5 nm)، و E (573.5-576.5 nm)، كل منها بتحمل ±1 nm.

5. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات خصائص نموذجية توفر رؤية أعمق لسلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتحديد جهد القيادة المطلوب لتيار مستهدف.
• الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادة في علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل قبل أن تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جدًا.
• الشدة الضوئية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح الانخفاض الحراري لإخراج الضوء. مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، تنخفض الكفاءة الضوئية بشكل عام.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~574 نانومتر ونصف العرض ~15 نانومتر، مؤكدًا نقطة اللون الأخضر.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به (خالي من الرصاص)

عملية حرجة للتثبيت الموثوق. يجب أن يتضمن الملف منطقة تسخين مسبق (150-200°C)، ومنحدرًا مُتحكمًا به إلى درجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260°C، ووقتًا عند درجة الحرارة الذروية (مثل 260°C) محدودًا بحد أقصى 10 ثوانٍ. يجب إكمال العملية بأكملها في غضون وقت تسخين مسبق أقصى 120 ثانية. يستند هذا الملف إلى معايير JEDEC لمنع التلف الحراري لعبوة الثنائي الباعث للضوء أو الشريحة.

6.2 تصميم وسادة التثبيت على اللوحة

يتم توفير نمط أرضي موصى به (بصمة) لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة، ومحاذاة المكون، وإدارة حرارية أثناء إعادة التدفق.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول المحددة فقط مثل الإيثانول أو الأيزوبروبانول. يجب غمر الثنائي الباعث للضوء في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف عدسة الإيبوكسي أو العبوة.

6.4 التخزين والتعامل

• تحذير ESD:الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب استخدام ضوابط ESD المناسبة (أساور المعصم، معدات مؤرضة) أثناء التعامل.
• حساسية الرطوبة:تصنيف العبوة هو MSL2a. بمجرد فتح الكيس الأصلي المضاد للرطوبة، يجب إعادة تدفق المكونات بالأشعة تحت الحمراء في غضون 672 ساعة (28 يومًا) تحت ظروف تخزين ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، يلزم الخبز عند 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد الثنائيات الباعثة للضوء على شريط حامل بارز بعرض 8 مم، مغلق بشريط غطاء. يتم لف الشريط على بكرات قياسية قطر 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 5000 قطعة. تتوافق التعبئة مع مواصفات ANSI/EIA-481. ينطبق حد أدنى لكمية الطلب يبلغ 500 قطعة للكميات المتبقية.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

للتشغيل الموثوق، يجب توصيل مقاومة تحديد تيار على التوالي مع الثنائي الباعث للضوء. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF، حيث VF هو جهد الأمامي للمجموعة المختارة، و IF هو تيار القيادة المطلوب (لا يتجاوز 30mA تيار مستمر).

8.2 الإدارة الحرارية

بينما تبديد الطاقة منخفض، فإن الحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود هو مفتاح الموثوقية طويلة المدى وإخراج الضوء المستقر. تأكد من أن تصميم وسادة اللوحة يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا، خاصة عند التشغيل عند أو بالقرب من أقصى تيار أمامي.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية 130 درجة نمط ضوء واسع منتشر. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات أو أدلة ضوئية). العدسة الشفافة مناسبة للتطبيقات حيث لا تكون شريحة الثنائي الباعث للضوء نفسها مرئية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

الميزات التمييزية الأساسية لـ LTST-C191KGKT هيملفه الرفيع للغاية 0.55 ممواستخدامشريحة AlInGaPللانبعاث الأخضر. مقارنة بتقنيات أقدم مثل GaP، يقدم AlInGaP كفاءة ضوئية أعلى بكثير وتشبع لوني أفضل. الملف الرفيع هو ميزة رئيسية على ثنائيات LED الرقمية القياسية 0.6 مم أو 0.8 مم في الأجهزة الاستهلاكية الحديثة النحيفة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني قيادة هذا الثنائي الباعث للضوء مباشرة من إخراج منطقي 3.3V أو 5V؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار على التوالي. مصدر طاقة 3.3V مع VF نموذجي 2.1V يترك 1.2V عبر المقاومة. لـ 20mA، R = 60Ω. احسب دائمًا بناءً على أقصى VF من مجموعتك المحددة لضمان تيار كافٍ.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي الفيزيائي لأعلى انبعاث طيفي. الطول الموجي السائد (λd) هو الطول الموجي الفردي الإدراكي الذي يطابق لون الثنائي الباعث للضوء كما تراه العين البشرية، محسوبًا من مخطط لونية CIE. λd أكثر صلة بتحديد اللون.

س: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟

ج: يمكنك تحديد مجموعة من رموز تصنيف Vf و Iv و λd للحصول على ثنائيات باعثة للضوء ذات خصائص كهربائية وبصرية مجمعة بإحكام، وهو أمر أساسي لأداء متسق في مصفوفات LED متعددة أو تطبيقات الإضاءة الخلفية.

11. مثال حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم مؤشر حالة منخفض الطاقة لجهاز محمول.

يعمل الجهاز على بطارية زرية 3.0V. الهدف هو مؤشر أخضر واضح. تم اختيار تيار قيادة 10mA لموازنة السطوع وعمر البطارية. بافتراض مجموعة Vf رقم 5 (2.05V نموذجيًا)، يتم حساب المقاومة التسلسلية: R = (3.0V - 2.05V) / 0.01A = 95Ω. سيتم استخدام مقاومة قياسية 100Ω، مما يؤدي إلى تيار ~9.5mA. مجموعة Iv من M أو N ستوفر سطوعًا كافيًا عند هذا التيار. الارتفاع 0.55 مم يسمح له بالتناسب داخل غلاف رقيق للغاية.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعتمد انبعاث الضوء في هذا الثنائي الباعث للضوء AlInGaP على الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات p-n. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقق الإلكترونات والثقوب عبر الوصلة وتتحد في المنطقة النشطة. الطاقة المنطلقة أثناء هذا الاتحاد تنبعث كفوتونات (ضوء). التركيب المحدد لسبيكة أشباه الموصلات AlInGaP يحدد طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة الأخضر. عدسة الإيبوكسي الشفافة تغلف وتحمي شريحة أشباه الموصلات بينما تشكل أيضًا نمط إخراج الضوء.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير ثنائيات LED من نوع SMD مثل LTST-C191KGKT عدة اتجاهات صناعية رئيسية:التصغير(عبوات أرق، أصغر)،زيادة الكفاءة(إخراج ضوئي أعلى لكل وحدة إدخال كهربائي، مدفوعًا بتحسين النمو الطبقي وتصميم الشريحة)، وتعزيز الموثوقية(مواد وتقنيات تعبئة أفضل لتحمل درجات حرارة إعادة تدفق أعلى وظروف بيئية أقسى). الانتقال نحو AlInGaP للأخضر هو جزء من تحول أوسع من المواد التقليدية ذات الكفاءة المنخفضة إلى أشباه الموصلات المركبة عالية الأداء عبر الطيف المرئي.