ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-E682QETBWT - أحمر وأزرق - 30 مللي أمبير - 75/108 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-E682QETBWT جهازًا باعثًا للضوء (LED) للتركيب السطحي (SMD) يتميز بتكوين ثنائي اللون داخل عبوة واحدة. تم تصميمه لعمليات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلية، مما يجعله مناسبًا للتصنيع بكميات كبيرة. يجمع المكون بين مادتين شبه موصلتين مختلفتين: AlInGaP لانبعاث الضوء الأحمر و InGaN لانبعاث الضوء الأزرق، ويتم التحكم في كل منهما عبر أزواج منفصلة من الأنود والكاثود. يستهدف هذا التصميم التطبيقات التي تتطلب مؤشرات حالة مضغوطة وموثوقة أو إضاءة خلفية في الأجهزة الإلكترونية ذات المساحة المحدودة.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• معبأ بشريط 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات لتوافق مع معدات اللصق والتركيب الآلي.
• مخطط عبوة قياسي وفقًا لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• مستويات تشغيل متوافقة مع الدوائر المتكاملة (IC).
• مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).
• مُعد مسبقًا لمستوى الحساسية للرطوبة JEDEC (المجلس المشترك لهندسة الأجهزة الإلكترونية) 3.

1.2 التطبيقات

يُقصد بهذا الـ LED مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية التي تتطلب مؤشرات بصرية موثوقة. تشمل حالات الاستخدام النموذجية مؤشرات الحالة والطاقة في معدات الاتصالات (مثل أجهزة التوجيه والمودمات)، وأجهزة أتمتة المكاتب (مثل الطابعات والماسحات الضوئية)، والأجهزة المنزلية، ومختلف لوحات التحكم الصناعية. يمكن أيضًا استخدامه للإضاءة الخلفية للأزرار أو الرموز في اللوحة الأمامية، وفي لافتات الداخلية منخفضة الدقة حيث تكون إشارات الألوان المحددة مطلوبة.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية التي تحدد الحدود التشغيلية وأداء الـ LED.

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تمثل هذه القيم حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود. يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd):الأحمر: 75 ميغاواط، الأزرق: 108 ميغاواط. هذا هو الحد الأقصى المسموح به لفقدان الطاقة كحرارة. يمكن أن يؤدي تجاوز ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة التقاطع وتسريع التدهور.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):100 مللي أمبير لكلا اللونين. يُسمح بهذا فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية) لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• تيار الأمام المستمر (I_F):30 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الموصى به للتشغيل الموثوق طويل الأمد.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. تم تصميم الجهاز للعمل ضمن هذا المدى لدرجة الحرارة المحيطة.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. يمكن تخزين الجهاز دون تطبيق طاقة ضمن هذه الحدود.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند Ta=25 درجة مئوية مع تيار أمامي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير، وهي حالة الاختبار القياسية.

• شدة الإضاءة (I_V):مقياس رئيسي لإخراج الضوء المُدرك. بالنسبة لـ LED الأحمر، يتراوح النطاق النموذجي من 450 إلى 1080 ملي كانديلا (mcd). بالنسبة لـ LED الأزرق، يتراوح النطاق من 280 إلى 680 ملي كانديلا. تعتمد القيمة الفعلية لوحدة معينة على رتبة التصنيف الخاصة بها.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):عادة 120 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية القصوى. تخلق العدسة المنتشرة نمط انبعاث واسع يشبه لامبرت، مناسب للمشاهدة بزاوية واسعة.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):الأحمر: 632 نانومتر (نموذجي)، الأزرق: 468 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):الأحمر: 616-628 نانومتر، الأزرق: 465-475 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق بشكل أفضل مع لون الـ LED. يتم اشتقاقه من إحداثيات اللونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):الأحمر: 20 نانومتر، الأزرق: 25 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى نقاء الطيف؛ تشير القيمة الأصغر إلى لون أكثر أحادية اللون.
• جهد الأمام (V_F):الأحمر: 1.7-2.5 فولت، الأزرق: 2.6-3.6 فولت عند 20 مللي أمبير. يتطلب الـ LED الأزرق جهدًا أعلى بسبب فجوة النطاق الأوسع لمادة InGaN. يجب على المصممين مراعاة هذا الاختلاف عند تشغيل اللونين من نفس خط الجهد.
• تيار العكس (I_R):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. لم يتم تصميم مصابيح LED للعمل بتحيز عكسي؛ تُستخدم هذه المعلمة بشكل أساسي لاختبار الجودة.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء. يستخدم LTST-E682QETBWT نظام تصنيف لشدة الإضاءة.

3.1 فئات شدة الإضاءة

يحتوي كل لون على ثلاث فئات شدة مع تسامح ±11% داخل كل فئة.

• فئات الأحمر (AlInGaP):
  • R1: 450 - 600 ملي كانديلا
  • R2: 600 - 805 ملي كانديلا
  • R3: 805 - 1080 ملي كانديلا
• فئات الأزرق (InGaN):
  • B1: 280 - 375 ملي كانديلا
  • B2: 375 - 500 ملي كانديلا
  • B3: 500 - 680 ملي كانديلا

يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار الأجزاء التي تلبي متطلبات السطوع المحددة لتطبيقهم، مما يضمن الاتساق البصري عبر وحدات متعددة في المنتج.

4. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

4.1 أبعاد العبوة وتوصيل الأطراف

يتوافق الجهاز مع بصمة SMD قياسية. تشمل الأبعاد الحرجة حجم الجسم وتباعد الأطراف، وهي ضرورية لتصميم نمط اللحام على PCB. تعيين الأطراف كما يلي: الطرفان 1 و 2 مخصصان لـ LED الأزرق، والطرفان 3 و 4 مخصصان لـ LED الأحمر. يتم توصيل الكاثود والأنود لكل لون داخليًا بأطراف محددة؛ استشارة الرسم التفصيلي للعبوة ضروري للتوجيه الصحيح. جميع التسامحات الأبعاد هي عادة ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

4.2 وسادة التثبيت الموصى بها على PCB

يتم توفير نمط لحام مقترح (تخطيط وسادة النحاس) للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. الالتزام بهذه التوصية يساعد في تحقيق حبات لحام موثوقة، ومحاذاة صحيحة، ونقل حرارة فعال أثناء عملية اللحام، مما يقلل من عيوب الانقلاب أو سوء المحاذاة.

5. إرشادات التجميع والتعامل

5.1 عملية اللحام

المكون متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الخالية من الرصاص. يتم توفير ملف درجة حرارة مقترح متوافق مع J-STD-020B. تشمل المعلمات الرئيسية:

• التسخين المسبق:150-200 درجة مئوية لمدة تصل إلى 120 ثانية لتسخين اللوحة تدريجيًا وتنشيط المادة المساعدة للصهر.
• درجة الحرارة القصوى:الحد الأقصى 260 درجة مئوية. يجب التحكم في الوقت فوق 217 درجة مئوية (درجة حرارة السيولة لحام SnAgCu).
• إجمالي وقت اللحام:الحد الأقصى 10 ثوانٍ عند درجة الحرارة القصوى، مع السماح بحد أقصى دورتين لإعادة التدفق.

للإصلاح اليدوي باستخدام مكواة لحام، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الطرف 300 درجة مئوية، ويجب تقييد وقت التلامس إلى 3 ثوانٍ لكل وصلة، لمرة واحدة فقط، لمنع التلف الحراري للعبوة البلاستيكية وشريحة أشباه الموصلات.

5.2 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. من المقبول غمر الـ LED في الإيثانول أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة. يمكن للمواد الكيميائية القاسية أو غير المحددة أن تتلف عدسة الإيبوكسي والعبوة، مما يؤدي إلى تغير اللون أو التشقق.

5.3 الحساسية للرطوبة والتخزين

معبأ بمستوى الحساسية للرطوبة 3 (MSL3)، يتم ختم مصابيح LED في كيس حاجز للرطوبة مع مجفف. يجب تخزينها عند ≤30 درجة مئوية و ≤70% رطوبة نسبية (RH). بمجرد فتح الكيس الأصلي، فإن \"عمر الأرضية\" هو 168 ساعة (7 أيام) في ظل ظروف ≤30 درجة مئوية / 60% رطوبة نسبية قبل أن يجب لحامها. إذا تم تجاوز هذه الفترة، فإن التحميص عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة على الأقل مطلوب لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع \"انفشار الذرة\" (تشقق العبوة) أثناء إعادة التدفق.

6. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 طريقة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب تشغيل كل LED أو كل قناة لونية بمصدر تيار ثابت أو من خلال مقاومة محددة للتيار. جهد الأمام (V_F) له تسامح ويتغير مع درجة الحرارة؛ التشغيل بمصدر جهد ثابت بدون مقاومة متسلسلة يمكن أن يؤدي إلى تيار مفرط وفشل سريع.

6.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض نسبيًا، فإن التصميم الحراري المناسب يطيل العمر الافتراضي ويحافظ على إخراج ضوء مستقر. تعمل لوحة PCB نفسها كمشتت حراري. يضمن توفير مساحة نحاسية كافية متصلة بوسائد الحرارة (إن وجدت) أو أطراف الـ LED المساعدة في تبديد الحرارة. التشغيل عند أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار المستمر في درجات حرارة محيطة عالية سيزيد من درجة حرارة التقاطع، مما يمكن أن يقلل من إخراج الضوء ويسرع من انخفاض اللومن طويل الأمد.

6.3 التصميم البصري

توفر زاوية المشاهدة 120 درجة والعدسة المنتشرة انبعاث ضوء واسع وناعم مناسب لمؤشرات اللوحة حيث لا تكون المشاهدة محورية تمامًا. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب ضوءًا أكثر توجيهًا، قد تكون البصريات الثانوية (مثل أنابيب الضوء، العدسات) ضرورية. قد تتطلب شدة الإضاءة المختلفة للرقائق الحمراء والزرقاء تعديل تيار مستقل إذا كان توازن اللون في سيناريو الضوء المختلط حاسمًا.

7. الموثوقية والحدود التشغيلية

يُقصد بالجهاز الإلكترونيات للأغراض العامة. تتطلب التطبيقات التي تنطوي على متطلبات موثوقية قصوى، كما في الطيران، والنقل، ودعم الحياة الطبي، أو الأنظمة الحرجة للسلامة، استشارة وتأهيل مسبقين. يجب الالتزام الصارم بالحدود التشغيلية المحددة في التصنيفات القصوى المطلقة وإرشادات التجميع لضمان الأداء المحدد وطول العمر. الفشل في القيام بذلك، مثل تطبيق تحيز عكسي، أو تجاوز حدود التيار، أو اللحام غير السليم، سيلغي توقعات الموثوقية.