ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-010VEKT - أحمر AlInGaP - 30 مللي أمبير - 75 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

ثنائي باعث الضوء LTST-010VEKT هو جهاز مثبت على السطح (SMD) مصمم للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يستخدم مادة شبه موصلة من فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP) لإنتاج ضوء أحمر. حجمه الصغير يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة عبر قطاعات المعدات الإلكترونية المختلفة.

1.1 المزايا الأساسية

• البصمة الصغيرة:تسمح العبوة القياسية المدمجة من EIA بتخطيطات PCB عالية الكثافة.
• التوافق مع الأتمتة:معبأ بشريط بعرض 12 ملم على بكرات قطر 7 بوصات، وهو متوافق تمامًا مع خطوط التجميع الآلية (التقاط والوضع) وتقنية التركيب على السطح (SMT).
• توافق قوي مع العمليات:مصمم لتحمل ملفات تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) القياسية المستخدمة في عمليات التصنيع الخالية من الرصاص (Pb-free).
• الامتثال البيئي:المنتج يلبي توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• الموثوقية:يتم تهيئة المكونات مسبقًا لمستوى الحساسية للرطوبة JEDEC 3، مما يضمن الموثوقية أثناء عملية اللحام.

1.2 الأسواق المستهدفة والتطبيقات

هذا الثنائي الباعث للضوء مخصص لمجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية والاتصالات حيث تكون هناك حاجة إلى مؤشر حالة موثوق أو إضاءة منخفضة المستوى.

• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة في الموجهات (الراوترات) والمودمات ومفاتيح الشبكة.
• أتمتة المكاتب:مؤشرات اللوحة في الطابعات والماسحات الضوئية وآلات النسخ.
• الأجهزة الاستهلاكية:مؤشرات التشغيل/الاستعداد في التلفزيونات وأنظمة الصوت والأجهزة المنزلية.
• لوحات التحكم الصناعية:إشارة ومؤشرات الأعطال.
• الإضاءة الخلفية للوحة الأمامية:إضاءة للأزرار والرموز.
• لافتات الإضاءة الداخلية ووحدات الإضاءة الرمزية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميغاواط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن للعبوة تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.
• التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه.
• تيار الذروة الأمامي:80 مللي أمبير. هذا مسموح به فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 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:من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية Ta=25°C و IF=20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من 560 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 1120 مللي كانديلا (الحد الأقصى)، مع قيمة نموذجية ضمن هذا النطاق. تم القياس باستخدام مستشعر تمت تصفيته لمنحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية المشاهدة (2θ½):115 درجة (نموذجي). تشير زاوية المشاهدة الواسعة هذه إلى أن شدة الضوء هي نصف قيمتها القصوى عند ±57.5 درجة من المحور المركزي، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة.
• طول موجة الذروة للانبعاث (λp):639 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج الطاقة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λd):بين 617 نانومتر و 633 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون \"الأحمر\". التسامح هو ± 1 نانومتر ضمن مجموعته.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). عرض النطاق الطيفي حيث يكون الانبعاث على الأقل نصف شدة الذروة، مما يشير إلى نقاء اللون.
• الجهد الأمامي (VF):بين 1.6 فولت (الحد الأدنى) و 2.5 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر الثنائي الباعث للضوء أثناء التشغيل.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند تطبيق جهد عكسي 5 فولت. هذه المعلمة في المقام الأول لاختبار الجودة؛ الجهاز غير مصمم للتشغيل العكسي.

3. نظام التصنيف في مجموعات

يتم فرز الثنائيات الباعثة للضوء في مجموعات أداء لضمان الاتساق في التطبيق. يمكن للمصممين اختيار مجموعات لتلبية متطلبات التصميم المحددة للسطوع أو الجهد أو اللون.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة (Iv)

يضمن التصنيف في مجموعات مستوى سطوع أدنى. التسامح داخل كل مجموعة هو ±11%.

• U2:560 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 710 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• V1:710 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 900 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• V2:900 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 1120 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف الجهد الأمامي (VF)

يساعد التصنيف في مجموعات في تصميم دوائر قيادة تيار متسقة. التسامح داخل كل مجموعة هو ± 0.1 فولت.

• G1:1.60 فولت (الحد الأدنى) إلى 1.90 فولت (الحد الأقصى)
• G2:1.90 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.20 فولت (الحد الأقصى)
• G3:2.20 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.50 فولت (الحد الأقصى)

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد (WD)

أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الحساسة للون. التسامح داخل كل مجموعة هو ± 1 نانومتر.

• R1:617.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 621.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• R2:621.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 625.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• R3:625.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 629.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• R4:629.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 633.0 نانومتر (الحد الأقصى)

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى رسوم بيانية محددة في ورقة البيانات، فإن المنحنيات النموذجية لهذا النوع من الثنائيات الباعثة للضوء توفر رؤى تصميمية حاسمة.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

منحنى I-V أسي. زيادة صغيرة في الجهد تتجاوز عتبة التشغيل تسبب زيادة كبيرة في التيار. وهذا يؤكد على أهمية تشغيل الثنائيات الباعثة للضوء بمصدر تيار ثابت، وليس بجهد ثابت، لمنع الانحراف الحراري وضمان إخراج ضوئي مستقر.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

ناتج الضوء يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن النطاق المقنن. التشغيل فوق الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر يمكن أن يؤدي إلى تسارع استهلاك اللومن وتقليل العمر الافتراضي.

4.3 شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة

شدة الإضاءة تتناقص مع زيادة درجة حرارة الوصلة. بالنسبة لثنائيات AlInGaP الباعثة للضوء، يمكن أن ينخفض ناتج الضوء بشكل كبير في درجات الحرارة العالية. الإدارة الحرارية الفعالة على لوحة الدوائر المطبوعة ضرورية للحفاظ على الأداء في البيئات عالية الحرارة.

4.4 التوزيع الطيفي

طيف الانبعاث يتركز حول 639 نانومتر (الذروة) مع نصف عرض نموذجي 20 نانومتر، مما يحدد لونه الأحمر المشبع. مجموعة الطول الموجي السائد تحدد الدرجة اللونية الدقيقة.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يأتي الثنائي الباعث للضوء في عبوة قياسية للتركيب على السطح. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات.
• التسامح القياسي هو ±0.1 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• لون العدسة شفاف مائي، بينما لون مصدر الضوء هو أحمر AlInGaP.

5.2 تحديد القطبية وتخطيط وسادة PCB الموصى به

تتضمن ورقة البيانات نمط أرضية موصى به للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. اتباع هذا النمط يضمن تكوين وصلة لحام صحيحة ومحاذاة. عادةً ما يتم تمييز الكاثود على الجهاز أو الإشارة إليه في مخطط البصمة. القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

يتم توفير ملف تعريف إعادة تدفق خالٍ من الرصاص مقترح متوافق مع J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية:

• التسخين المسبق:من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية.
• وقت التسخين المسبق:الحد الأقصى 120 ثانية.
• درجة حرارة الذروة:الحد الأقصى 260 درجة مئوية.
• الوقت فوق السائل:يجب التحكم فيه وفقًا لمواصفات معجون اللحام.
• إجمالي وقت اللحام:الحد الأقصى 10 ثوانٍ عند درجة حرارة الذروة، مع الحد الأقصى لدورتي إعادة تدفق موصى به.

ملاحظة:يعتمد ملف التعريف الأمثل على تجميع PCB المحدد. ملف التعريف المقدم هو دليل يجب توصيفه لإعداد الإنتاج الفعلي.

6.2 اللحام اليدوي (إذا لزم الأمر)

• درجة حرارة المكواة:الحد الأقصى 300 درجة مئوية.
• وقت اللحام:الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل وسادة.
• التكرار:مرة واحدة فقط. تجنب التسخين المتكرر.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، استخدم المذيبات المحددة فقط لتجنب إتلاف العبوة البلاستيكية. الغمر في الإيثانول أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة مقبول. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية ما لم يتم التحقق من التوافق.

7. احتياطات التخزين والتعامل

7.1 الحساسية للرطوبة

تم تصنيف الجهاز بمستوى الحساسية للرطوبة (MSL) 3.

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 70% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ التعبئة.
• العبوة المفتوحة:إذا تم فتح كيس الحاجز للرطوبة، فيجب تخزين المكونات عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 60% رطوبة نسبية.
• العمر الافتراضي على أرضية الإنتاج:يجب لحام المكونات المعرضة لظروف المصنع المحيطة خلال 168 ساعة (7 أيام).
• التخزين الممتد/التجفيف:إذا تعرضت لأكثر من 168 ساعة، يلزم تجفيف عند 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة على الأقل قبل إعادة التدفق لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع تلف \"الانفجار\" أثناء اللحام.

7.2 حدود التطبيق

تم تصميم هذا المكون للمعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية. وهو غير مؤهل للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث يمكن أن يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، والتحكم في النقل) دون استشارة مسبقة وتأهيل محدد.

8. معلومات التعبئة والطلب

8.1 التعبئة القياسية

• الشريط:شريط حامل بارز بعرض 12 ملم.
• البكرة:بكرة قطرها 7 بوصات (178 ملم).
• الكمية لكل بكرة:4000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للكميات المتبقية.
• معيار التعبئة:متوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481.

9. اعتبارات تصميم التطبيق

9.1 طريقة القيادة

الثنائيات الباعثة للضوء هي أجهزة تعمل بالتيار. الطريقة الأكثر موثوقية هي استخدام مصدر تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار على التوالي مع مصدر جهد.

حساب المقاومة التسلسلية (R_s):
R_s= (V_المصدر- V_F) / I_F
حيث V_Fهو الجهد الأمامي للثنائي الباعث للضوء (استخدم القيمة القصوى من ورقة البيانات لتصميم أسوأ حالة)، I_Fهو التيار الأمامي المطلوب (مثل 20 مللي أمبير)، و V_المصدرهو جهد المصدر.

مثال:لمصدر 5 فولت، V_{F(الحد الأقصى)}=2.5 فولت، I_F=20 مللي أمبير.
R_s= (5 فولت - 2.5 فولت) / 0.020 أمبير = 125 أوم. مقاومة قياسية 120 أوم أو 150 أوم ستكون مناسبة.

9.2 الإدارة الحرارية

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (75 ميغاواط)، فإن الحفاظ على درجة حرارة وصلة منخفضة هو مفتاح الموثوقية طويلة المدى والإخراج الضوئي المستقر. تأكد من أن لوحة الدوائر المطبوعة لديها تخفيف حراري كافٍ، خاصة إذا تم استخدام عدة ثنائيات باعثة للضوء أو إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة. تجنب وضع مكونات تولد الحرارة بالقرب منها.

9.3 التصميم البصري

توفر زاوية المشاهدة البالغة 115 درجة رؤية واسعة. للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية أكثر تركيزًا، يمكن استخدام بصريات ثانوية (عدسات). العدسة الشفافة مائيًا هي الأمثل للتطبيقات التي يرغب فيها في اللون الحقيقي لشريحة AlInGaP دون تشتيت.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي الباعث للضوء مباشرة من دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة؟

يعتمد ذلك على قدرة دبوس GPIO على توفير التيار. يمكن لمعظم دبابيس MCU توفير 20-25 مللي أمبير، وهو ضمن نطاق تشغيل الثنائي الباعث للضوء. ومع ذلك،يجباستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي كما هو موضح في القسم 9.1. لا تقم بتوصيل ثنائي باعث للضوء مباشرة بين مصدر جهد ودبوس GPIO أبدًا، لأن هذا يمكن أن يدمر كلًا من الثنائي الباعث للضوء ودبوس وحدة التحكم الدقيقة بسبب التيار الزائد.

10.2 لماذا يوجد تصنيف تيار ذروة (80 مللي أمبير) أعلى من تصنيف التيار المستمر (30 مللي أمبير)؟

يسمح تصنيف تيار الذروة بالتشغيل النبضي، كما في الشاشات المتعددة أو للومضات عالية السطوع لفترة وجيزة. تضمن دورة العمل (1/10) وعرض النبضة القصير (0.1 مللي ثانية) ألا تتجاوز الطاقة المتوسطة ودرجة حرارة الوصلة الحدود الآمنة. للتشغيل المستمر، يجب مراعاة الحد الأقصى للتيار المستمر البالغ 30 مللي أمبير.

10.3 ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

طول موجة الذروة (λp)هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر الثنائي الباعث للضوء أكبر قدر من الطاقة الضوئية.الطول الموجي السائد (λd)هي قيمة محسوبة بناءً على إدراك اللون البشري (مخطط لونية CIE)؛ إنه الطول الموجي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو بنفس لون الثنائي الباعث للضوء. λd أكثر صلة بتحديد اللون في التطبيقات البصرية.

10.4 كيف أختار المجموعة الصحيحة لتطبيقي؟

• اخترمجموعة Iv (U2, V1, V2)بناءً على الحد الأدنى المطلوب من السطوع.
• اخترمجموعة VF (G1, G2, G3)إذا كان تصميمك حساسًا لتغيرات انخفاض الجهد، خاصة عند تشغيل عدة ثنائيات باعثة للضوء على التوالي.
• اخترمجموعة WD (R1-R4)للتطبيقات الحساسة للون حيث يكون الاتساق في الدرجة اللونية عبر وحدات متعددة أو مع مكونات أخرى ضروريًا.