ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-020KRKT - 2.0x1.25x1.1 مم - 2.4 فولت - 72 ميغاواط - أحمر AlInGaP - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لثنائي باعث للضوء (LED) صغير الحجم للتركيب السطحي (SMD). تم تصميم هذا المكون لعمليات التجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، مما يجعله مثالياً للإنتاج بكميات كبيرة. يعالج شكله المدمج احتياجات التطبيقات المقيدة بالمساحة عبر طيف واسع من الإلكترونيات الحديثة.

1.1 المزايا الأساسية

يقدم ثنائي باعث الضوء عدة مزايا رئيسية لمهندسي التصميم والمصنعين. إنه متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يضمن السلامة البيئية. يتم توريد المكون في شريط قياسي 12 مم على بكرات 7 بوصات، وهو متوافق تماماً مع آلات الاختيار والوضع الآلية، مما يبسط خط التجميع. علاوة على ذلك، تم تصميمه لتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)، وهي المعيار لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة الخالية من الرصاص (Pb-free). خصائصه الكهربائية متوافقة مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC)، مما يبسط تصميم دائرة القيادة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

تعدد استخدامات هذا الثنائي الباعث للضوء SMD يجعله مناسباً لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية أجهزة الاتصالات مثل الهواتف اللاسلكية والخلوية، والحوسبة المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية، وأنظمة الشبكات. كما يُستخدم بشكل شائع في الأجهزة المنزلية للإشارة إلى الحالة وفي مختلف المعدات الصناعية. تشمل الوظائف المحددة داخل هذه الأجهزة مؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية للوحات الأمامية ولوحات المفاتيح، والإضاءة منخفضة المستوى للرموز والإشارات.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

إن الفهم الشامل للمعايير الكهربائية والبصرية أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة موثوقة وتحقيق أداء متسق.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (IF) هو 30 مللي أمبير. في ظل ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية، يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 80 مللي أمبير. يجب ألا يتجاوز تبديد الطاقة الكلي (Pd) 72 ميغاواط. تم تصنيف الجهاز للعمل ضمن نطاق درجة حرارة من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويمكن تخزينه في بيئات تتراوح من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه الخصائص في ظل ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، IF=20mA) وتحدد الأداء النموذجي. شدة الإضاءة (Iv) لها قيمة نموذجية ضمن نطاق محدد، مع قيم دنيا وقصوى مفصلة في قسم التصنيف. زاوية الرؤية (2θ1/2)، حيث تكون الشدة نصف القيمة على المحور، هي 110 درجة، مما يوفر نمط حزمة واسع. الضوء المنبعث يكون في الطيف الأحمر، مع طول موجة انبعاث ذروة (λp) يبلغ 639 نانومتر وطول موجة مهيمن (λd) يبلغ 631 نانومتر. عرض النطاق الطيفي (Δλ) هو حوالي 20 نانومتر. الجهد الأمامي (VF) يقيس عادة 2.0 فولت، بحد أقصى 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير. التيار العكسي (IR) محدود بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) يبلغ 5 فولت؛ لاحظ أن الجهاز لم يُصمم للعمل تحت انحياز عكسي.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز ثنائيات الإضاءة إلى فئات أداء. هذا يسمح للمصممين باختيار مكونات تلبي معايير أداء دنيا محددة لتطبيقهم.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى فئات مميزة، يتم تعريف كل منها برمز (R1، R2، S1، S2) ونطاق شدة دنيا/قصوى مقاسًا بالميليكانديلا (mcd) عند 20 مللي أمبير. على سبيل المثال، تغطي الفئة R1 الشدة من 112 إلى 140 mcd، بينما تغطي الفئة S2 من 220 إلى 280 mcd. ينطبق تسامح +/-11% داخل كل فئة. يتيح هذا النظام شراء ثنائيات الإضاءة بمستويات سطوع دنيا مضمونة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية رؤية أعمق لسلوك الجهاز في ظل ظروف مختلفة، وهو أمر أساسي للتصميم القوي.

4.1 التيار الأمامي مقابل شدة الإضاءة

العلاقة بين التيار الأمامي (IF) وشدة الإضاءة (Iv) تكون خطية بشكل عام ضمن نطاق التشغيل. زيادة التيار تزيد من إخراج الضوء، ولكن يجب على المصممين البقاء ضمن حدود التيار القصوى المطلقة وتبديد الطاقة لضمان طول العمر.

4.2 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى خاصية IV للثنائي. يزداد الجهد الأمامي بشكل لوغاريتمي مع التيار. فهم هذا المنحنى مهم لتصميم المقاوم المحدد للتيار المتسلسل مع الثنائي الباعث للضوء لتعيين نقطة التشغيل المطلوبة والتعويض عن تغيرات جهد الإمداد.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

أداء الثنائي الباعث للضوء حساس لدرجة الحرارة. عادةً، ينخفض الجهد الأمامي (VF) قليلاً مع زيادة درجة حرارة الوصلة، بينما تنخفض شدة الإضاءة (Iv) أيضاً. يجب أن تأخذ التصميمات الخاصة ببيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو التشغيل عالي الطاقة في الاعتبار هذا التخفيض في التصنيف.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق الجهاز مع مخطط عبوة SMD قياسي في الصناعة. تشمل الأبعاد الرئيسية طول الجسم 2.0 مم، وعرض 1.25 مم، وارتفاع 1.1 مم. جميع تسامحات الأبعاد هي عادة ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب الرجوع إلى الرسومات الميكانيكية التفصيلية لتصميم نمط اللحام الدقيق.

5.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادة

يتم عادةً تمييز الكاثود على الجهاز، غالباً بشق، أو نقطة خضراء، أو طول رصاص مختلف. يتم توفير نمط وسادة PCB الموصى به (البصمة) لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة أثناء إعادة التدفق. هذا النمط حاسم لتحقيق اتصال ميكانيكي وكهربائي موثوق مع منع الجسور اللحامية أو ظاهرة "شاهد القبر".

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة والتجميع السليمان أمران بالغا الأهمية للحفاظ على موثوقية الجهاز وأدائه.

6.1 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به

لعمليات اللحام الخالية من الرصاص (Pb-free)، يُوصى بملف درجة حرارة إعادة تدفق محدد، متوافق مع معايير مثل J-STD-020. يتضمن هذا الملف مرحلة تسخين مسبق، ومنحدر درجة حرارة، ووقت فوق السائل (TAL)، ودرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260 درجة مئوية، ومعدل تبريد مضبوط. الالتزام بهذا الملف يمنع الصدمة الحرارية وتلف عبوة الثنائي الباعث للضوء.

6.2 ظروف التخزين

ثنائيات الإضاءة SMD هي أجهزة حساسة للرطوبة (MSD). عند تخزينها في كيس الحاجز الرطوبي الأصلي المغلق مع مجفف، يجب الاحتفاظ بها عند ≤30 درجة مئوية و≤70% رطوبة نسبية (RH) واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد فتح الكيس، تبدأ \"مدة الصلاحية على الأرض\". يجب تخزين المكونات عند ≤30 درجة مئوية و≤60% RH ويوصى بمعالجتها (لحام بإعادة التدفق) خلال 168 ساعة (7 أيام). إذا تعرضت لفترة أطول، فإن إجراء الخبز (مثل 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة) مطلوب لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام ضرورياً، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. غمر الثنائي الباعث للضوء في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة مقبول. المواد الكيميائية القاسية أو غير المحددة يمكن أن تلحق الضرر بعدسة الإيبوكسي أو مادة العبوة.

7. التعبئة والتغليف والمناولة

يتم توريد المكونات على شريط ناقل بارز بشريط غطاء واقٍ، ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). الكميات القياسية للبكرة هي 4000 قطعة لكل بكرة. التعبئة والتغليف متوافقة مع مواصفات ANSI/EIA-481. يجب مراعاة احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) المناسبة أثناء المناولة.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تصميم دائرة القيادة

ثنائيات الإضاءة هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع متسق ومنع استحواذ التيار، يجب أن يكون لكل ثنائي باعث للضوء في تكوين متوازٍ مقاومته المحددة للتيار الخاصة به. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF، حيث Vcc هو جهد الإمداد، VF هو الجهد الأمامي للثنائي الباعث للضوء، و IF هو التيار الأمامي المطلوب. قيادة الثنائي الباعث للضوء بمصدر تيار ثابت هي الطريقة الأكثر استقراراً.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، إلا أن الإدارة الحرارية الفعالة على لوحة الدوائر المطبوعة يمكن أن تعزز طول العمر وتحافظ على إخراج ضوء مستقر. يضمن توفير مساحة نحاسية كافية حول وسائد الثنائي الباعث للضوء تبديد الحرارة. بالنسبة للتطبيقات التي تتضمن درجات حرارة محيطة عالية أو تيارات قيادة عالية، تصبح الاعتبارات الحرارية أكثر أهمية.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية 110 درجة نمط انبعاث واسع مناسب لمؤشرات الحالة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حزمة أكثر تركيزاً، يمكن استخدام بصريات ثانوية مثل العدسات أو أنابيب الضوء. يؤثر اختيار لون العدسة (شفاف في هذه الحالة) على اللون الملحوظ وتشتت الضوء المنبعث.

9. الموثوقية والتحذيرات

تم تصميم هذا المنتج للاستخدام في المعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل السلامة للخطر (مثل الطيران، دعم الحياة الطبي)، فإن التأهيل الإضافي والتشاور مع مصنع المكون إلزاميان. قم دائماً بتشغيل الجهاز ضمن تقييماته القصوى المطلقة المنشورة وظروف التشغيل الموصى بها.

10. المقارنة التقنية والاتجاهات

يقدم هذا الثنائي الباعث للضوء الأحمر القائم على AlInGaP مزايا في الكفاءة واستقرار اللون مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP. يستمر الاتجاه في ثنائيات الإضاءة SMD نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط)، وأحجام عبوات أصغر، وتحسين الموثوقية في ظل الظروف البيئية القاسية. أصبح اعتماد المواد والعمليات الخالية من الرصاص والمتوافقة مع RoHS معياراً في جميع أنحاء الصناعة.