ورقة بيانات تقنية لمؤشر ثنائي اللون LTL-M12YB1H310U من نوع SMT CBI - أصفر/أزرق - 10 مللي أمبير - 72/78 ميلي واط

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTL-M12YB1H310U مؤشر لوحة دائرة (CBI) بتقنية التركيب السطحي (SMT). يتكون من غلاف بلاستيكي أسود بزاوية قائمة مُصمم ليتوافق مع مصابيح LED محددة. تم تصميم هذا المكون لتسهيل تجميعه على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، حيث يقدم تصميمًا قابلًا للتراص لإنشاء مصفوفات أفقية أو رأسية. الوظيفة الأساسية هي توفير مؤشر مرئي واضح وعالي التباين لحالة المعدات الإلكترونية.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• تصميم التركيب السطحي:متوافق بالكامل مع عمليات التجميع الآلي بتقنية SMT، مما يتيح تركيبًا عالي الكفاءة بأحجام كبيرة على لوحات الدوائر المطبوعة.
• تحسين الرؤية:توفر مادة الغلاف الأسود نسبة تباين عالية مقابل ضوء LED المضاء، مما يحسن إمكانية القراءة في ظروف إضاءة مختلفة.
• مصدر ثنائي اللون:يجمع بين مادة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم) للإصدار الأصفر ومادة InGaN (نتريد الإنديوم جاليوم) للإصدار الأزرق، مدمجتين مع عدسة بيضاء مشتتة لمظهر ضوئي موحد.
• كفاءة الطاقة:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة إضاءة عالية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الحساسة للطاقة.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ويتوافق مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• اختبار الموثوقية:تخضع الأجهزة لتكييف مسبق مُسرع وفقًا لمعايير JEDEC (المجلس المشترك لهندسة الأجهزة الإلكترونية) المستوى 3، مما يشير إلى مستوى حساسية رطوبة قوي مناسب لعمليات إعادة التدفق القياسية بتقنية SMT.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

تم تصميم هذا المؤشر للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية عبر عدة صناعات رئيسية:

• أنظمة الكمبيوتر:أضواء الحالة على اللوحات الأم، والخوادم، وأجهزة التخزين، والملحقات.
• معدات الاتصالات:مؤشرات لمفاتيح الشبكة، والموجهات، وأجهزة المودم، وأجهزة الاتصالات السلكية واللاسلكية.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:مؤشرات الطاقة، أو الوضع، أو الوظيفة في معدات الصوت/الفيديو، والأجهزة المنزلية، والأجهزة الشخصية.
• أنظمة التحكم الصناعية:مؤشرات لوحة التحكم للآلات، وأجهزة القياس، وأنظمة التحكم التي تتطلب ملاحظات مرئية موثوقة.

2. المواصفات الفنية والتفسير الموضوعي

2.1 القيم القصوى المطلقة

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

• تبديد الطاقة (P_d):الأصفر: 72 ميلي واط، الأزرق: 78 ميلي واط. تحدد هذه المعلمة إجمالي الطاقة الكهربائية التي يمكن تحويلها إلى حرارة داخل عبوة LED.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):80 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا هو الحد الأقصى المسموح به للتيار اللحظي، عادةً للتشغيل النبضي مع دورة عمل ≤ 1/10 وعرض نبضة ≤ 0.1 مللي ثانية. تجاوز هذا يمكن أن يسبب فشلاً كارثيًا.
• تيار الأمامي المستمر (I_F):الأصفر: 30 مللي أمبير، الأزرق: 20 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الموصى به للتشغيل الموثوق طويل الأمد. التصنيف الأقل لـ LED الأزرق يعكس الخصائص النموذجية لمادة InGaN.
• نطاقات درجة الحرارة:التشغيل: من -40°C إلى +85°C؛ التخزين: من -40°C إلى +100°C. تضمن هذه النطاقات الواسعة الوظيفة في البيئات القاسية وظروف التخزين الآمنة.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (T_A) قدرها 25°C تحت ظروف الاختبار المحددة.

• شدة الإضاءة (I_V):الأصفر: 18 ملي كانديلا (الحد الأدنى)، الأزرق: 12.6 ملي كانديلا (الحد الأدنى) عند I_F= 10 مللي أمبير. يقيس هذا السطوع المُدرك بالعين البشرية. يُشار إلى رمز التصنيف لـ I_Vعلى كيس التعبئة لأغراض الفرز.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):الأصفر: 592 نانومتر (نموذجي)، الأزرق: 468 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):الأصفر: 582-595 نانومتر، الأزرق: 464-476 نانومتر عند I_F= 10 مللي أمبير. مُشتق من مخطط لونية CIE، يمثل هذا الطول الموجي الفردي بشكل أفضل اللون المُدرك لـ LED ويحدد فئته اللونية.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):الأصفر: 15 نانومتر (نموذجي)، الأزرق: 25 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى نقاء الطيف؛ القيمة الأصغر تعني ضوءًا أكثر أحادية اللون. عادةً ما يكون لـ LEDs الأصفر من نوع AlInGaP أطياف أضيق من LEDs الأزرق من نوع InGaN.
• الجهد الأمامي (V_F):الأصفر: 1.7-2.4 فولت، الأزرق: 2.7-3.8 فولت عند I_F= 10 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر LED عند مرور التيار. الجهد الأمامي الأعلى للأزرق هو سمة مميزة لتقنية InGaN._Fالتيار العكسي (I
• ):_R10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) لكلا اللونين عند V= 5 فولت. لم يتم تصميم LEDs للعمل بتحيز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض اختبار التسرب فقط._R3. شرح نظام الفرز

تشير ورقة البيانات إلى نظام فرز يعتمد على معلمات بصرية رئيسية لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج.

فرز الطول الموجي/اللون:

• نطاقات الطول الموجي السائد (λ) (الأصفر: 582-595 نانومتر، الأزرق: 464-476 نانومتر) تحدد التباين اللوني المقبول. يتم فرز المنتجات إلى فئات ضمن هذه النطاقات._dفرز شدة الإضاءة:
• شدة الإضاءة (I) لها قيمة دنيا محددة. من المحتمل أن يتم اختبار الأجهزة وتصنيفها إلى فئات شدة، مع وضع رمز الفئة المحدد على العبوة (كما هو مذكور في ورقة البيانات)._Vفرز الجهد الأمامي:
• على الرغم من عدم ذكره صراحةً كمعلمة فرز، فإن نطاق Vالمحدد يشير إلى التباين المسموح به. اتساق V_Fمهم لمطابقة التيار في الدوائر المتوازية._F4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية للتصميم.

منحنى I-V (التيار-الجهد):

• يوضح العلاقة بين التيار الأمامي (I) والجهد الأمامي (V_F). إنه غير خطي، مع جهد تشغيل/عتبة (حوالي 1.5 فولت للأصفر، 2.5 فولت للأزرق) بعدها يزداد التيار بسرعة مع زيادة طفيفة في الجهد. هذا يستلزم تحديد التيار في دوائر القيادة._Fشدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:
• يُظهر عادةً أن Iتزداد خطيًا مع I_Vعند التيارات المنخفضة، وقد تصل إلى التشبع عند التيارات الأعلى بسبب الانخفاض الحراري والكفاءة._Fالاعتماد على درجة الحرارة:
• شدة الإضاءة عمومًا تتناقص مع زيادة درجة حرارة التقاطع. الجهد الأمامي أيضًا يتناقص مع ارتفاع درجة الحرارة (معامل درجة حرارة سالب).التوزيع الطيفي:
• سيظهر الرسم البياني القدرة الإشعاعية النسبية مقابل الطول الموجي، مع ذروة عند λوعرض محدد بـ Δλ. يتم حساب الطول الموجي السائد λ_Pمن هذا الطيف._d5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 الأبعاد الخارجية

يتميز المكون بملف تركيب بزاوية قائمة (90 درجة). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح افتراضي ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• مادة الغلاف هي بلاستيك أسود.
• LED المدمج هو من النوع ثنائي اللون أصفر/أزرق مع عدسة بيضاء مشتتة لخلط الضوء وزاوية مشاهدة أوسع.
• 5.2 تحديد القطبية والتركيب

على الرغم من أن تخطيط النقاط التفصيلي غير موضح في النص المقدم، فإن LEDs بتقنية SMT تتطلب اتجاه قطبية صحيح. يجب أن يتطابق تصميم بصمة PCB مع تكوين أطراف المكون. يساعد الغلاف الأسود والتصميم بزاوية قائمة في المحاذاة الميكانيكية أثناء التركيب.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والتعامل

العبوة المغلقة:

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. استخدم خلال سنة واحدة من تاريخ ختم الكيس.العبوة المفتوحة:
• للمكونات المُزالَة من أكياس الحاجز الرطوبي، قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يُوصى بإكمال لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (أسبوع واحد) من التعرض.التعرض الممتد:
• إذا تجاوز التعرض 168 ساعة، يلزم تجفيف عند حوالي 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع تلف \"الانفجار\" أثناء إعادة التدفق.6.2 معلمات عملية اللحام

اللحام اليدوي (المكواة):

• الحد الأقصى لدرجة الحرارة 350°C، الحد الأقصى للوقت 3 ثوانٍ لكل وصلة. قم بالتطبيق مرة واحدة فقط.اللحام بالموجة:
• التسخين المسبق: 150-200°C لمدة تصل إلى 120 ثانية. موجة اللحام: الحد الأقصى 260°C لمدة تصل إلى 5 ثوانٍ. الحد الأقصى للعملية هو مرتين.لحام إعادة التدفق:
• المكون مؤهل لـ JEDEC المستوى 3. يتم توفير ملف تعريف إعادة تدفق عينة، مع التأكيد على ضرورة اتباع حدود JEDEC وتوصيات مُصنع معجون اللحام. يجب ألا تتجاوز عملية إعادة التدفق دورتين. يتضمن ملف التعريف عادةً مراحل التسخين المسبق، والنقع الحراري، وذروة إعادة التدفق (موصى بها ~245-260°C)، والتبريد.6.3 التنظيف والإجهاد الميكانيكي

استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل للتنظيف إذا لزم الأمر.

• تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على الأطراف أو الغلاف أثناء التجميع. لا تستخدم قاعدة إطار الرصاص كنقطة ارتكاز للثني.
• 7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

الشريط الحامل:

• تصميم قياسي بمسافة 10 فتحات للتروس. المادة: سبيكة البوليسترين الموصلة السوداء. السماكة: 0.40 ±0.06 ملم.البكرة:
• بكرة قياسية بقطر 13 بوصة (330 ملم). الكمية: 1,400 قطعة لكل بكرة.الصندوق الكرتوني:
• تُعبأ بكرة واحدة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة في كيس حاجز رطوبي (MBB). تُعبأ ثلاثة أكياس MBB في صندوق كرتوني داخلي (إجمالي 4,200 قطعة). تُعبأ عشرة صناديق داخلية في صندوق كرتوني خارجي (إجمالي 42,000 قطعة).7.2 رقم الجزء والمراجعة

رقم الجزء الأساسي هو LTL-M12YB1H310U. يتم تتبع سجل مراجعة المستند، مع تاريخ سريان المواصفات الحالي 01/04/2021.

8. توصيات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة

اعتبار حاسم:

LEDs هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند توصيل عدة LEDs على التوازي، يجب استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي لكل LED (نموذج الدائرة أ). لا يُوصى بتشغيل عدة LEDs على التوازي مباشرة من مصدر جهد (نموذج الدائرة ب)، لأن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي الفردي (V) ستسبب اختلافات كبيرة في التيار، وبالتالي السطوع._Fيمكن حساب قيمة المقاومة التسلسلية (R

) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_sالمصدر_{- V}) / I_F، حيث I_Fهو تيار التشغيل المطلوب (مثلاً، 10 مللي أمبير) و V_Fهو الجهد الأمامي النموذجي من ورقة البيانات._F8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، فإن الحفاظ على درجة حرارة تقاطع LED ضمن نطاق التشغيل المحدد أمر بالغ الأهمية للموثوقية طويلة الأمد واستقرار ناتج الضوء. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية في PCB أو تخفيف حراري حول نقاط اللحام لتبديد الحرارة، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من الحد الأقصى للتيار المستمر.

9. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنةً برقائق LED المنفصلة أو LEDs بتقنية SMT الأبسط، يقدم هذا CBI (مؤشر لوحة الدائرة) مزايا مميزة:

حل متكامل:

• يجمع بين رقاقة LED، والعدسة، وغلاف هيكلي بزاوية قائمة في عبوة SMT واحدة، مما يبسط التصميم الميكانيكي والتجميع.تحسين إمكانية القراءة:
• يوفر الغلاف الأسود والعدسة المشتتة تباينًا فائقًا وزاوية مشاهدة مقارنة بالعديد من LEDs ذات العدسات الشفافة وغير المغلقة.وظيفة ثنائية اللون:
• يسمح دمج مادتين شبه موصلتين مختلفتين (AlInGaP و InGaN) في عبوة واحدة بالإشارة لحالة مزدوجة (مثل تشغيل/استعداد، وضع أ/وضع ب) دون استخدام مساحة إضافية على PCB.تصميم قابل للتراص:
• يسهل إنشاء أشرطة أو مصفوفات متعددة المؤشرات بتباعد ومحاذاة متسقة.10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مخرج منطقي 5V أو 3.3V؟

ج1: لا. يجب عليك استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي. على سبيل المثال، مع مصدر 5 فولت و LED الأزرق (V

~3.2 فولت نموذجي) عند 10 مللي أمبير: R_F= (5V - 3.2V) / 0.01A = 180 أوم. قد تكون هناك حاجة إلى ترانزستور قيادة أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED للتيارات الأعلى أو التعددية._sس2: ما الفرق بين طول موجة الذروة (λ

) والطول الموجي السائد (λ_P)?_dج2: λ

هو الذروة الفيزيائية لطيف الضوء. λ_Pهي قيمة محسوبة تمثل اللون المُدرك بالعين البشرية، مُشتقة من الطيف الكامل ووظائف مطابقة ألوان CIE. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون والفرز._dس3: كيف أفسر التكييف المسبق لـ JEDEC المستوى 3؟

ج3: يعني JEDEC المستوى 3 أنه يمكن تعريض المكون لظروف البيئة المحيطة بالمصنع (≤30°C/60% رطوبة نسبية) لمدة تصل إلى 168 ساعة (أسبوع واحد) بعد فتح كيس الحاجز الرطوبي دون الحاجة إلى تجفيف قبل لحام إعادة التدفق. وهذا يوفر مرونة في جدولة التصنيع.

س4: لماذا تختلف التيارات القصوى للأصفر والأزرق؟

ج4: المواد شبه الموصلة المختلفة (AlInGaP مقابل InGaN) لها خصائص كهربائية وحرارية مختلفة، مما يؤدي إلى كثافات تيار تشغيل آمنة قصوى مختلفة كما حددتها اختبارات موثوقية المُصنع.

11. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم لوحة حالة لمفتاح شبكة.

تحتاج اللوحة إلى ضوء أخضر لـ \"الرابط نشط\"، وضوء أصفر لـ \"النشاط\"، وضوء أزرق لـ \"PoE (الطاقة عبر الإيثرنت) نشط\". بينما هذا الجزء المحدد أصفر/أزرق، يمكن استخدام مكونات CBI مماثلة باللون الأخضر. سيقوم المصمم بما يلي:وضع ثلاث بصمات CBI (للأخضر، الأصفر، الأزرق) في مصفوفة رأسية على منطقة اللوحة الأمامية لـ PCB.

1. لكل LED، حساب المقاومة التسلسلية المناسبة بناءً على جهد الإدخال/الإخراج الرقمي 3.3V للنظام وتيار القيادة المطلوب 8 مللي أمبير للسطوع الكافي.
2. توجيه إشارات التحكم من متحكم المفتاح الرئيسي إلى مقاومات تحديد التيار ثم إلى أقطاب LED الموجبة. توصيل جميع الأقطاب السالبة بالأرض.
3. في تعليمات التجميع، تحديد أن خط SMT يجب أن يتبع ملف تعريف إعادة التدفق لـ JEDEC المستوى 3 وأن أي لوحات بها CBIs مكشوفة لأكثر من 168 ساعة قبل اللحام يجب تجفيفها.
4. ينتج عن هذا النهج لوحة مؤشر احترافية ذات مظهر متناسق يسهل تجميعها تلقائيًا.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة تقاطع p-n شبه موصلة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في منطقة التقاطع (الطبقة النشطة). هناك، تتحد، مُطلقة الطاقة. في هذه المواد (AlInGaP و InGaN)، تُطلق هذه الطاقة بشكل أساسي كفوتونات (ضوء) – وهي عملية تسمى الإضاءة الكهربائية. يتم تحديد اللون المحدد (الطول الموجي) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة المستخدمة في الطبقة النشطة. لدى AlInGaP فجوة نطاق تتوافق مع الضوء الأحمر والبرتقالي والأصفر، بينما يمكن لـ InGaN إنتاج ضوء من الأخضر إلى فوق البنفسجي، مع كون الأزرق ناتجًا شائعًا. تقوم العدسة البيضاء المشتتة بتشتيت الضوء، مما يخلق زاوية مشاهدة أكثر اتساقًا وأوسع.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير مؤشرات SMT مثل CBI اتجاهات أوسع في الإلكترونيات:

التصغير والتكامل:

• الاستمرار في تقليل حجم العبوة ودمج المزيد من الميزات (مثل متعدد الألوان RGB، دوائر متكاملة مدمجة للسائق) في عبوات SMT واحدة.كفاءة أعلى:
• التحسينات المستمرة في الكفاءة الكمية الداخلية (IQE) وتقنيات استخراج الضوء تؤدي إلى شدة إضاءة أعلى لكل وحدة من طاقة الإدخال الكهربائية.موثوقية ومتانة محسنة:
• التقدم في مواد التغليف وتقنيات تثبيت الرقاقة يعزز الأداء عبر نطاقات درجة حرارة أوسع وعمر أطول.التوحيد القياسي:
• اعتماد أوسع للبصمات القياسية والخصائص البصرية لتبسيط التصميم والتوريد للمهندسين.Wider adoption of standardized footprints and optical characteristics to simplify design and sourcing for engineers.