ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD طراز LTST-C190TGKT-5A - مقاس 1.6x0.8x0.6 مم - جهد 3.2 فولت - لون أخضر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة تفاصيل مواصفات ثنائي باعث للضوء عالي الأداء من نوع الشريحة السطحية. يتميز الجهاز بمظهره الرقيق للغاية، مما يجعله مناسباً للتطبيقات ذات القيود الصارمة على الارتفاع. إنه ثنائي باعث للضوء الأخضر يستخدم تقنية أشباه الموصلات من نوع إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN)، ومغلف داخل عبوة عدسة شفافة تماماً. تم تصميم المنتج ليكون متوافقاً مع عمليات التجميع الآلي الحديثة، بما في ذلك لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، ويتماشى مع المعايير البيئية كمنتج أخضر متوافق مع توجيه RoHS.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الثنائي الباعث للضوء شكله المدمج للغاية، وناتج شدة إضاءة عالي، وبنية قوية مناسبة للتصنيع بكميات كبيرة. الأسواق المستهدفة الرئيسية هي الإلكترونيات الاستهلاكية، ومصابيح المؤشر، والإضاءة الخلفية للشاشات الصغيرة، وأي تطبيق يتطلب مصدر ضوء أخضر موثوقاً، ساطعاً، ومصغراً.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد الحدود التشغيلية للجهاز تحت درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (DC) مقدر بـ 20 مللي أمبير. للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة يصل إلى 100 مللي أمبير تحت دورة عمل صارمة 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. يجب ألا تتجاوز تبديد الطاقة الكلي 76 ميلي واط. يمكن للعنصر العمل ضمن نطاق درجة حرارة من -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية ويمكن تخزينه في بيئات تتراوح من -30 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. والأهم من ذلك، أنه مصنف للتحمل لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء عند درجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس مقاييس الأداء الرئيسية عند Ta=25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي (IF) قدره 5 مللي أمبير. تبلغ شدة الإضاءة (Iv) قيمة نموذجية قدرها 60.0 ميلي كانديلا (mcd)، مع قيمة دنيا محددة تبلغ 28.0 mcd. وهذا يشير إلى ناتج ساطع مناسب لمؤشرات مرئية في ضوء النهار. يتميز الجهاس بزاوية مشاهدة واسعة جداً (2θ1/2) تبلغ 130 درجة، مما يوفر توزيعاً واسعاً وموحداً للضوء.

كهربائياً، يقيس الجهد الأمامي (VF) نموذجياً 3.20 فولت، مع نطاق محدد بواسطة نظام التصنيف. يتم تحديد التيار العكسي (IR) بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت، على الرغم من أن الجهاز غير مصمم للعمل في حالة الانحياز العكسي. بصرياً، يبلغ الطول الموجي السائد (λd) نموذجياً 525 نانومتر، مما يضعه في الطيف الأخضر، مع عرض نصف طيفي (Δλ) يبلغ 35 نانومتر. يبلغ الطول الموجي لذروة الانبعاث (λp) حوالي 530 نانومتر.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز الثنائيات الباعثة للضوء إلى فئات أداء. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات التسامح المحددة لتطبيقهم.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الوحدات حسب جهدها الأمامي عند 5 مللي أمبير. تمثل رموز الفئات D6 و D7 و D8 نطاقات الجهد 2.60-2.80 فولت و 2.80-3.00 فولت و 3.00-3.20 فولت على التوالي، مع تسامح ±0.1 فولت لكل منها.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الثنائيات الباعثة للضوء بناءً على ناتج الضوء عند 5 مللي أمبير. تتوافق الرموز N و P و Q و R مع نطاقات الشدة 28.0-45.0 mcd و 45.0-71.0 mcd و 71.0-112.0 mcd و 112.0-180.0 mcd على التوالي. ينطبق تسامح ±15% على كل فئة.

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف اللون (الطول الموجي) للتحكم في تباين الدرجة اللونية. تغطي رموز الفئات AP و AQ و AR نطاقات الطيف الأخضر 520.0-525.0 نانومتر و 525.0-530.0 نانومتر و 530.0-535.0 نانومتر، مع تسامح ضيق يبلغ ±1 نانومتر لكل فئة.

4. تحليل منحنيات الأداء

في حين تمت الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (مثل الشكل 1 لتوزيع الطيف، الشكل 5 لزاوية المشاهدة)، فإن البيانات المقدمة تسمح بالفهم التحليلي. العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة تكون خطية بشكل عام ضمن نطاق التشغيل. يُظهر الجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع زيادة درجة حرارة الوصلة. يُظهر منحنى توزيع الطيف ذروة واحدة تتمحور حول 530 نانومتر مع العرض النصفي المذكور البالغ 35 نانومتر، مما يؤكد انبعاث لون أخضر نقي.

5. معلومات الميكانيكية والعبوة

الثنائي الباعث للضوء هو عبوة قياسية من نوع EIA ذات أبعاد رقيقة للغاية. السمة الرئيسية هي ارتفاعه الذي يبلغ 0.80 مم فقط. تحدد الرسومات الأبعاد التفصيلية الطول والعرض وتباعد الأطراف والهندسة العامة لضمان تصميم بصمة PCB صحيح. تستخدم العبوة مادة عدسة شفافة تماماً. يُشار إلى القطبية من خلال البنية الفيزيائية للمكون، عادةً بعلامة الكاثود. يتم توفير أبعاد وسادة اللحام الموصى بها لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة ومحاذاة صحيحة أثناء إعادة التدفق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف لحام إعادة التدفق

يتم توفير ملف مقترح لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء لعمليات اللحام الخالية من الرصاص. يعتمد هذا الملف على معايير JEDEC. تشمل المعايير الرئيسية مرحلة تسخين مسبق بين 120-150 درجة مئوية، ودرجة حرارة ذروة قصوى تبلغ 260 درجة مئوية، ووقت فوق السائل (عادة 217 درجة مئوية للحام الخالي من الرصاص) لا يتجاوز 10 ثوانٍ. يهدف الملف إلى تقليل الإجهاد الحراري على عبوة الثنائي الباعث للضوء مع ضمان إعادة تدفق اللحام بشكل صحيح.

6.2 التعامل والتخزين

الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يُوصى بالتعامل باستخدام أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة. في كيسه الأصلي المحكم المضاد للرطوبة مع مجفف، فإن العمر الافتراضي للتخزين هو سنة واحدة عند تخزينه عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية. بمجرد فتح الكيس، يجب تخزين المكونات عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية واستخدامها خلال أسبوع واحد. للتخزين لأكثر من أسبوع خارج العبوة الأصلية، يلزم الخبز عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفرقعة\" أثناء إعادة التدفق.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام ضرورياً، فيجب استخدام المذيبات المحددة فقط. يُعد غمر الثنائي الباعث للضوء في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة مقبولاً. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في إتلاف راتنج العبوة أو العدسة.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد المكونات في عبوة شريط وبكرة متوافقة مع معدات الاختيار والوضع الآلي. عرض الشريط 8 مم، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة كاملة على 4000 قطعة. تنطبق كمية طلب دنيا قدرها 500 قطعة للبكرات الجزئية. تتوافق التعبئة مع مواصفات ANSI/EIA 481-1-A-1994. يتبع رقم الجزء LTST-C190TGKT-5A نظام الترميز الداخلي للشركة المصنعة، حيث تشير العناصر على الأرجح إلى السلسلة، واللون (TG للأخضر)، ورموز الفئات المحددة للشدة والطول الموجي.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الثنائي الباعث للضوء مثالي لمؤشرات الحالة في الأجهزة المحمولة (الهواتف، الأجهزة اللوحية، الأجهزة القابلة للارتداء)، والإضاءة الخلفية للشاشات البلورية السائلة الصغيرة أو لوحات المفاتيح، ومؤشرات اللوحات في عناصر التحكم الصناعية، والإضاءة الزخرفية في المنتجات الاستهلاكية. مظهره الرقيق حاسم للتصاميم النحيفة الحديثة.

8.2 اعتبارات التصميم

يجب على مصممي الدوائر تضمين مقاومة محددة للتيار على التوالي مع الثنائي الباعث للضوء. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF، حيث VF هو الجهد الأمامي من الفئة المختارة و IF هو تيار التشغيل المطلوب (لا يتجاوز 20 مللي أمبير DC). للحصول على سطوع موحد في مصفوفات الثنائيات الباعثة للضوء المتعددة، يُنصح باختيار الثنائيات الباعثة للضوء من نفس فئة الشدة (على سبيل المثال، جميعها من الفئة P). يجب أن يضمن إدارة الحرارة على لوحة الدوائر المطبوعة ألا تتجاوز درجة حرارة التشغيل حول الثنائي الباعث للضوء 80 درجة مئوية للحفاظ على العمر الطويل وناتج الضوء المستقر.

9. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الأساسي لهذا الثنائي الباعث للضوء هو ارتفاعه البالغ 0.8 مم، وهو أنحف من العديد من ثنائيات الشريحة الباعثة للضوء القياسية (على سبيل المثال، عبوات 0603 أو 0805 التي غالباً ما يكون ارتفاعها >1.0 مم). مقارنة بتقنية أقدم مثل ثنائيات AlGaInP الباعثة للضوء، توفر شريحة InGaN كفاءة وسطوعاً أعلى، خاصة في الطيف الأخضر/الأزرق. توفر زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 130 درجة ضوءاً أكثر شمولية مقارنة بالثنائيات الباعثة للضوء ذات زوايا المشاهدة الأضيق، وهو مفيد للتطبيقات التي لا يكون فيها موضع المشاهدة ثابتاً مباشرة على المحور.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي الباعث للضوء عند 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 20 مللي أمبير هو الحد الأقصى المقنن للتيار الأمامي المستمر. للحصول على عمر افتراضي أمثل، يُعد التشغيل بتيار أقل مثل 10-15 مللي أمبير شائعاً وسيوفر سطوعاً كافياً مع تقليل الإجهاد والحرارة.

س: ما الفرق بين الطول الموجي السائد وطول موجة الذروة؟

ج: الطول الموجي السائد (λd) مشتق من مخطط ألوان CIE ويمثل اللون المدرك. طول موجة الذروة (λp) هو الذروة الفيزيائية الفعلية للطيف المنبعث. غالباً ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين.

س: لماذا الخبز ضروري إذا تم فتح البكرة لأكثر من أسبوع؟

ج: يمكن للعبوة البلاستيكية امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن أن تتبخر هذه الرطوبة بسرعة، مما يتسبب في انفصال داخلي أو تشقق (\"الفرقعة\"). يطرد الخبز هذه الرطوبة الممتصة.

س: هل يمكنني استخدام مكواة لحام بدلاً من إعادة التدفق؟

ج: اللحام اليدوي بالمكواة ممكن ولكنه غير موصى به للإنتاج بكميات كبيرة. إذا لزم الأمر، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 300 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ كحد أقصى لعملية لحام واحدة.

11. دراسة حالة تطبيقية عملية

فكر في تصميم لساعة ذكية تحتوي على عدة ثنائيات باعثة للضوء للإشعارات. قيود الارتفاع داخل علبة الساعة صارمة، عند 1.0 مم. قد يكون ارتفاع الثنائي الباعث للضوء القياسي 1.2 مم، مما يسبب مشاكل في التركيب. هذا الثنائي الباعث للضوء بارتفاع 0.8 مم يناسب تماماً. يختار المصمم الفئة D7 للجهد (2.8-3.0 فولت) والفئة P للشدة (45-71 mcd) لضمان سطوع واستهلاك طاقة متسقين من مصدر الطاقة 3.3 فولت للساعة. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 130 درجة رؤية ضوء الإشعار حتى عند النظر إلى وجه الساعة من زاوية. يتم وضع الثنائيات الباعثة للضوء على لوحة الدوائر المطبوعة، وتخضع المجموعة لعملية إعادة تدفق قياسية خالية من الرصاص باستخدام الملف المقدم، مما يؤدي إلى وصلات لحام موثوقة دون إتلاف المكونات.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا الثنائي الباعث للضوء على مادة أشباه الموصلات من نوع إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة. تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. للانبعاث الأخضر، يتم التحكم بعناية في محتوى الإنديوم. تقوم عدسة الراتنج الشفافة تماماً بتغليف وحماية شريحة أشباه الموصلات، ويتم تصميم شكلها لتحسين استخراج الضوء وزاوية المشاهدة.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يستمر اتجاه الثنائيات الباعثة للضوء SMD نحو التصغير، وكفاءة أعلى (مزيد من ناتج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، وتحسين اتساق اللون. يتم دفع السعي نحو أجهزة أنحف، كما هو موضح في هذا المنتج، من خلال السعي المستمر نحو إلكترونيات استهلاكية أكثر نحافة. علاوة على ذلك، هناك تكامل متزايد، حيث يتم دمج الثنائيات الباعثة للضوء مع مشغلات ودارات تحكم متكاملة في عبوات واحدة. كما أن تقنية InGaN الأساسية هي أيضاً محورية لتطوير الثنائيات الباعثة للضوء عالية الطاقة للإضاءة العامة والثنائيات الباعثة للضوء الدقيقة للشاشات من الجيل التالي، مما يشير إلى أساس تكنولوجي قوي ومتطور.