ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-N682VSQEWT - عدسة بيضاء منتشرة - ثنائي اللون أصفر/أحمر من مادة AlInGaP - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-N682VSQEWT ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع التركيب السطحي (SMD)، مُصمم للتركيب الآلي على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يتميز بحجمه الصغير، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. يحتوي الجهاز على عدسة بيضاء منتشرة تضم رقيقتين شبه موصلة مستقلتين: واحدة تُصدر ضوءًا أصفر والأخرى تُصدر ضوءًا أحمر، وكلاهما يعتمد على تقنية فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP). يتيح هذا التكوين ثنائي الرقائق الحصول على حالات إشارة متعددة من عبوة واحدة.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• مُعبأ في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات لمعدات اللصق والتركيب الآلي.
• مخطط عبوة قياسي وفقًا لـ EIA (تحالف الصناعات الإلكترونية).
• مستويات تشغيل متوافقة مع الدوائر المتكاملة (IC).
• متوافق بالكامل مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).
• مُعالج مسبقًا لمستوى الحساسية للرطوبة 3 وفقًا لـ JEDEC (المجلس المشترك لهندسة الأجهزة الإلكترونية).

1.2 التطبيقات المستهدفة

يُقصد بهذا المصباح LED مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية التي تتطلب مؤشر حالة موثوقًا أو إضاءة خلفية. تشمل مجالات التطبيق النموذجية:

• معدات الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية، الهواتف المحمولة).
• أجهزة أتمتة المكاتب (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، أنظمة الشبكات).
• الأجهزة المنزلية ولافتات الإعلانات الداخلية.
• مؤشرات الحالة العامة، ومصابيح الإشارة، والإضاءة الخلفية للوحة الأمامية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يجب عدم تجاوز الحدود التالية تحت أي ظروف تشغيل، حيث قد يتسبب ذلك في تلف دائم للجهاز. يتم تحديد التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ملي واط لكل رقاقة (الأصفر والأحمر). تحدد هذه المعلمة أقصى قدرة يمكن للمصباح تبديدها كحرارة.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):100 مللي أمبير للأصفر، 80 مللي أمبير للأحمر. هذا هو أقصى تيار نابض مسموح به، يُعرّف عادةً عند دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية، ويُستخدم للومضات قصيرة المدى عالية الكثافة.
• تيار الأمام المستمر (I_F):30 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا هو أقصى تيار مستمر موصى به للتشغيل العادي.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +85°C. يتم ضمان عمل الجهاز ضمن نطاق درجة الحرارة المحيطة هذا.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C. يمكن تخزين الجهاز دون تطبيق طاقة ضمن هذه الحدود.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند Ta=25°C وتيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير، وهي حالة الاختبار القياسية.

• شدة الإضاءة (I_V):مقياس للقوة المدركة للضوء. بالنسبة للرقاقة الصفراء، الحد الأدنى هو 710 مللي شمعة، والقيمة النموذجية غير محددة، والحد الأقصى هو 1800 مللي شمعة. بالنسبة للرقاقة الحمراء، الحد الأدنى هو 560 مللي شمعة، والقيمة النموذجية غير محددة، والحد الأقصى هو 1400 مللي شمعة. زاوية المشاهدة الواسعة (2θ_1/2= 120° نموذجيًا) تؤدي إلى إضاءة منتشرة واسعة النطاق بدلاً من شعاع ضيق.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):الطول الموجي الذي تكون فيه قوة الخرج البصري في أقصى حد. القيم النموذجية هي 590 نانومتر (أصفر) و 630 نانومتر (أحمر).
• الطول الموجي السائد (λ_d):الطول الموجي الفردي الذي يحدد اللون المدرك. تتراوح الرقاقة الصفراء من 585 نانومتر إلى 595 نانومتر. تتراوح الرقاقة الحمراء من 617 نانومتر إلى 627 نانومتر. التسامح هو ±1 نانومتر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عرض النطاق الترددي للطيف المنبعث عند نصف أقصى شدة. القيمة النموذجية هي 20 نانومتر لكلا اللونين، مما يشير إلى ألوان طيفية نقية نسبيًا.
• جهد الأمام (V_F):انخفاض الجهد عبر المصباح LED عند تشغيله بتيار 20 مللي أمبير. يتراوح من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.5 فولت (الحد الأقصى) لكلا الرقاقتين. التسامح هو ±0.1 فولت.
• تيار العكس (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. هذه المعلمة لأغراض الاختبار بالأشعة تحت الحمراء فقط؛ لم يتم تصميم الجهاز للعمل تحت انحياز عكسي.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات أداء. يستخدم LTST-N682VSQEWT نظام تصنيف ثنائي الأبعاد يعتمد على شدة الإضاءة والطول الموجي السائد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

للرقاقة الصفراء:

رمز المجموعة U: من 710 إلى 965 مللي شمعة

رمز المجموعة V: من 965 إلى 1315 مللي شمعة

رمز المجموعة W: من 1315 إلى 1800 مللي شمعة

التسامح لكل مجموعة هو ±11%.

للرقاقة الحمراء:

رمز المجموعة T: من 560 إلى 760 مللي شمعة

رمز المجموعة U: من 760 إلى 1030 مللي شمعة

رمز المجموعة V: من 1030 إلى 1400 مللي شمعة

التسامح لكل مجموعة هو ±11%.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (W_d)

للرقاقة الصفراء فقط:

رمز المجموعة J: من 585 إلى 590 نانومتر

رمز المجموعة K: من 590 إلى 595 نانومتر

التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية التي توضح العلاقة بين المعلمات الرئيسية. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، يتم تحليل آثارها أدناه.

• منحنى I-V (التيار-الجهد):سيظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين جهد الأمام (V_F) وتيار الأمام (I_F). يشير نطاق V_Fالنموذجي البالغ 1.7-2.5 فولت عند 20 مللي أمبير إلى متطلبات جهد التشغيل لتصميم الدائرة.
• شدة الإضاءة مقابل تيار الأمام:يظهر هذا المنحنى عادةً أن ناتج الضوء يزداد تقريبًا بشكل خطي مع التيار حتى يصل إلى أقصى تيار مقنن. التشغيل فوق 20 مللي أمبير سيعطي سطوعًا أعلى ولكنه يزيد أيضًا من تبديد الطاقة ودرجة حرارة التقاطع.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:بالنسبة لمصابيح LED من نوع AlInGaP، تنخفض شدة الإضاءة عمومًا مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يجب على المصممين مراعاة هذا التخفيض في التصنيف في البيئات عالية الحرارة لضمان سطوع كافٍ.
• توزيع الطيف:ستظهر الرسوم البيانية ناتج الطاقة البصرية النسبية عبر الأطوال الموجية، متمركزة حول طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P) مع نصف عرض نموذجي يبلغ 20 نانومتر.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة وتعيين الأطراف

يتوافق الجهاز مع مخطط عبوة SMD قياسي. جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تعيين الأطراف كما يلي: الطرفان 1 و 2 للرقاقة الصفراء من AlInGaP، والطرفان 3 و 4 للرقاقة الحمراء من AlInGaP. توفر العدسة البيضاء المنتشرة انبعاث ضوء موحد وزاوية مشاهدة واسعة.

5.2 تخطيط وسادة التثبيت الموصى بها على PCB

يتم توفير مخطط نمط اللحام (البصمة) للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. الالتزام بهندسة الوسادة الموصى بها أمر بالغ الأهمية لتحقيق تكوين وصلة لحام مناسبة، والمحاذاة الذاتية أثناء إعادة التدفق، والموثوقية الميكانيكية طويلة المدى.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

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

• درجة حرارة التسخين المسبق:من 150°C إلى 200°C.
• وقت التسخين المسبق:120 ثانية كحد أقصى.
• درجة حرارة الذروة:260°C كحد أقصى.
• الوقت فوق نقطة السيولة:10 ثوانٍ كحد أقصى (يُسمح بحد أقصى دورتي إعادة تدفق).

ملاحظة: يجب تحديد الملف الفعلي لتصميم PCB المحدد، ومعجون اللحام، والفرن المستخدم.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة لا تتجاوز 300°C، وقلل وقت اللحام إلى 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وصلة. يُسمح بدورة لحام يدوية واحدة فقط.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، استخدم المذيبات المحددة فقط. غمر المصباح LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة مقبول. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف مادة العبوة.

6.4 التخزين والتعامل

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤ 30°C و ≤ 70% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي هو سنة واحدة عند التخزين في الكيس المضاد للرطوبة الأصلي مع مجفف.
• العبوة المفتوحة:للمكونات التي تمت إزالتها من تغليفها الأصلي، يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C و 60% رطوبة نسبية. يُوصى بإكمال لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو مجفف نيتروجين. يجب خبز المكونات المعرضة لأكثر من 168 ساعة عند حوالي 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفرقعة\" أثناء إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط حامل بارز بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يستخدم الشريط غطاء علوي لإغلاق الجيوب الفارغة. تتوافق التعبئة مع مواصفات ANSI/EIA-481. الحد الأدنى لكمية الطلب للدفعات المتبقية هو 500 قطعة.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتم تشغيل كل رقاقة (الأصفر والأحمر) بشكل مستقل. المقاوم المحدد للتيار على التوالي هو دائرة التشغيل الأكثر شيوعًا. يمكن حساب قيمة المقاوم (R_limit) باستخدام قانون أوم: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. استخدم أقصى قيمة V_Fمن ورقة البيانات (2.5 فولت) لتصميم متحفظ لضمان ألا يتجاوز التيار المستوى المطلوب (مثل 20 مللي أمبير) حتى مع التباين بين القطع. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت: R_limit= (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 أوم. سيكون المقاوم القياسي 120 أوم أو 150 أوم مناسبًا.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (75 ملي واط كحد أقصى لكل رقاقة)، فإن الحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود أمر حيوي لطول العمر واستقرار ناتج الضوء. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على PCB حول وسادات اللحام لتعمل كمشتت حراري، خاصة إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من أقصى تيار.

8.3 التصميم البصري

العدسة البيضاء المنتشرة وزاوية المشاهدة 120° تجعل هذا المصباح LED مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة ومتساوية دون نقاط ساخنة، مثل مؤشرات اللوحة الأمامية أو الإضاءة الخلفية للرموز. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء ضرورية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

عوامل التمييز الأساسية لهذا المكون هيتصميمه ثنائي الرقائق في عبوة واحدةوالعدسة البيضاء المنتشرة. مقارنة باستخدام مصباحين LED منفصلين أحاديي اللون، يوفر هذا التصميم مساحة على PCB، ويبسط عملية التركيب (عملية تركيب واحدة بدلاً من اثنتين)، ويمكن أن يوفر مؤشرًا أكثر إحكاما. توفر تقنية AlInGaP كفاءة عالية ونقاء لوني جيد للأطوال الموجية الصفراء والحمراء. زاوية المشاهدة الواسعة هي ميزة رئيسية مقارنة بمصابيح LED ذات العدسات الشفافة لتطبيقات إضاءة المناطق.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل الرقاقتين الصفراء والحمراء في وقت واحد بتيار 20 مللي أمبير لكل منهما؟

ج: نعم، ولكن يجب مراعاة إجمالي تبديد الطاقة. التشغيل المتزامن عند 20 مللي أمبير (V_F~2.1 فولت نموذجيًا) ينتج عنه حوالي 42 ملي واط لكل رقاقة، بإجمالي 84 ملي واط. هذا يتجاوز الحد الأقصى المطلق لتصنيف تبديد الطاقة البالغ 75 ملي واطلكل رقاقة. لا يُوصى بتشغيل كليهما عند أقصى تيار مستمر بشكل مستمر. يُنصح بتخفيض التيار أو استخدام التشغيل النبضي للتشغيل المزدوج المتزامن.

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

ج: طول موجة الذروة (λ_P) هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يكون طيف الانبعاث أقوى. الطول الموجي السائد (λ_d) هو قيمة محسوبة من مخطط لونية CIE يتوافق مع اللون المدرك (الصبغة) للضوء. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذه، تكون عادةً قريبة جدًا من بعضها.

س: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟

ج: قد تكون رموز التصنيف المحددة (مثل W للشدة العالية للأصفر، K لطول موجة أصفر محدد) جزءًا من رمز الطلب الكامل. استشر الشركة المصنعة للتركيبات المتاحة. يضمن اختيار مجموعة تصنيف أضيق (مثل مجموعة I_Vو W_dمحددة) اتساقًا أكبر في السطوع واللون عبر جميع الوحدات في عملية الإنتاج الخاصة بك.

11. مثال عملي على الاستخدام

السيناريو: مؤشر حالة ثنائي الحالة في جهاز توجيه شبكة.

يمكن استخدام LTST-N682VSQEWT كمصباح LED واحد للإشارة إلى حالتين تشغيليتين متميزتين لجهاز التوجيه.

التصميم:تحتوي وحدة التحكم الدقيقة (MCU) على طرفي GPIO. يوجه طرف واحد الرقاقة الصفراء عبر مقاوم محدد للتيار للإشارة إلى وضع \"التشغيل / الاستعداد\". يوجه الطرف الآخر الرقاقة الحمراء عبر مقاوم آخر للإشارة إلى وضع \"نشاط البيانات / عطل\". تمزج العدسة البيضاء المنتشرة الضوء، مما يوفر مؤشرًا موحدًا وجذابًا من الناحية الجمالية يمكنه إظهار اللون الأصفر (استعداد)، أو الأحمر (عطل)، أو مزيج محتمل إذا تم تشغيل كليهما بنبضات قصيرة (مثل أثناء تسلسل بدء التشغيل). يقلل هذا التصميم من الفوضى على اللوحة الأمامية مقارنة باستخدام مصباحين LED منفصلين.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعتمد انبعاث الضوء في رقائق AlInGaP على الإضاءة الكهربائية في تقاطع p-n شبه الموصل. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة حيث تتحد. يتم إطلاق الطاقة المنبعثة أثناء هذا الاتحاد كفوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات AlInGaP، والتي يتم هندستها أثناء عملية نمو البلورة لإنتاج ضوء أصفر (~590 نانومتر) وأحمر (~630 نانومتر).

13. اتجاهات التكنولوجيا

تعد تقنية AlInGaP ناضجة وتوفر كفاءة عالية للأطوال الموجية الكهرمانية والصفراء والحمراء. تركز الاتجاهات الحالية في مصابيح LED المؤشرة على زيادة الفعالية الضوئية (مزيد من ناتج الضوء لكل واط كهربائي)، وتحسين اتساق اللون من خلال التصنيف المتقدم، وتطوير عبوات تتحمل ملفات تعريف إعادة التدفق عالية الحرارة المطلوبة للحام الخالي من الرصاص. هناك أيضًا اتجاه نحو التصغير مع الحفاظ على الأداء البصري أو زيادته، ودمج المزيد من الميزات (مثل ألوان متعددة أو دوائر متكاملة مدمجة للتحكم) في عبوات واحدة.