ورقة بيانات مؤشر LED ثنائي اللون LTLR1DEKVJNNH155T - حامل بزاوية قائمة - أحمر/أخضر - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مؤشر لوحة الدائرة الإلكترونية (CBI) ثنائي اللون. يتكون الجهاز من حامل (هيكل) بلاستيكي أسود بزاوية قائمة مصمم ليتوافق مع مصباح LED بحجم T-1. يتميز مصباح LED المدمج بمصدرين للرقائق: أحدهما يشع في الطيف الأحمر والآخر في الطيف الأخضر، مدمجين مع عدسة بيضاء مشتتة للحصول على مظهر موحد.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• سهولة التجميع:تم تحسين التصميم لتجميع لوحة الدائرة الإلكترونية بشكل مباشر، ويمكن تكديسه لإنشاء مصفوفات.
• تباين محسّن:يوفر الهيكل الأسود نسبة تباين عالية، مما يحسن وضوح المؤشر المضاء.
• كفاءة الطاقة:يتميز الجهاز باستهلاك منخفض للطاقة.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS.
• حل متكامل:تتضمن العبوة مصباح LED ثنائي اللون من نوع AlInGaP (أحمر: 631 نانومتر، أخضر: 569 نانومتر) مع عدسة بيضاء مشتتة مجمعة مسبقًا في الحامل.
• التعامل الآلي:يتم توريده في تغليف شريط وبكرة مناسب لمعدات التركيب الآلي.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

هذا المؤشر مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب مؤشر حالة أو إشارة. تشمل الأسواق التطبيقية الرئيسية:

• معدات الاتصالات
• أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• أنظمة التحكم الصناعي

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (P_d):75 ميلي واط لكل من الرقائق الحمراء والخضراء. هذه هي أقصى قدرة يمكن لحزمة LED تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية.
• التيار الأمامي:
  • تيار مستمر مستمر (I_F):30 مللي أمبير كحد أقصى لكلا اللونين.
  • تيار النبضة القصوى (I_FP):60 مللي أمبير (أخضر) و 90 مللي أمبير (أحمر)، مسموح به فقط تحت ظروف صارمة (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية).
• التخفيض الحراري:يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر خطيًا بمقدار 0.4 مللي أمبير لكل درجة مئوية ترتفع فيها درجة الحرارة المحيطة فوق 50 درجة مئوية. هذا أمر بالغ الأهمية لموثوقية التشغيل في درجات الحرارة المرتفعة.
• نطاقات درجة الحرارة:التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية؛ التخزين من -55 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:يمكن للأطراف أن تتحمل 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم من جسم الجهاز.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند T_A=25 درجة مئوية و I_F=20 مللي أمبير، مما يمثل ظروف التشغيل النموذجية.

• شدة الإضاءة (I_v):الناتج الضوئي المحوري النموذجي هو 110 مللي كانديلا لكلا اللونين. القيم الدنيا هي 65 مللي كانديلا، والحدود القصوى هي 250 مللي كانديلا (أحمر) و 450 مللي كانديلا (أخضر). يتم تطبيق تسامح اختبار ±30٪ على ضمانات الشدة.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):45 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية، مما يحدد عرض الحزمة الضوئية.
• الطول الموجي:
  • الطول الموجي القصوى (λ_P):حوالي 639 نانومتر (أحمر) و 575 نانومتر (أخضر). هذه هي النقطة الطيفية لأقصى قدرة إشعاعية.
  • الطول الموجي السائد (λ_d):631 نانومتر (أحمر) و 569 نانومتر (أخضر). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد نقطة اللون على مخطط لونية CIE.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (أحمر) و 11 نانومتر (أخضر). هذا يشير إلى نقاء الطيف؛ يعني عرض النطاق الأضيق لونًا أكثر تشبعًا.
• الجهد الأمامي (V_F):عادةً 2.0 فولت (أحمر) و 2.1 فولت (أخضر) عند 20 مللي أمبير، بحد أقصى 2.4 فولت لكليهما. هذا أمر بالغ الأهمية لحساب مقاومة تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي؛ هذا الاختبار هو للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز الأجهزة (تصنيفها) بناءً على المعلمات البصرية الرئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

الوحدات: مللي كانديلا @ I_F=20 مللي أمبير. التسامح على حدود التصنيف هو ±15٪.

• مصباح LED الأحمر:
  • التصنيف DE: 65 – 140 مللي كانديلا
  • التصنيف FG: 140 – 250 مللي كانديلا
• مصباح LED الأخضر:
  • التصنيف DE: 65 – 140 مللي كانديلا
  • التصنيف FG: 140 – 250 مللي كانديلا
  • التصنيف HJ: 250 – 450 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (للأخضر فقط)

الوحدات: نانومتر @ I_F=20 مللي أمبير. التسامح على حدود التصنيف هو ±1 نانومتر.

• تصنيف اللون H06: 564.0 – 568.0 نانومتر
• تصنيف اللون H07: 568.0 – 571.0 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات أداء نموذجية تمثل بيانيًا العلاقات بين المعلمات الرئيسية. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، يتم تحليل آثارها أدناه.

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

يظهر منحنى I-V لمصابيح LED من نوع AlInGaP عادةً علاقة أسية. يوفر الجهد الأمامي المحدد V_Fعند 20 مللي أمبير نقطة تشغيل رئيسية. يجب على المصممين استخدام مقاومة على التوالي لضبط التيار، حيث يمكن أن تتسبب التغييرات الطفيفة في الجهد في تغييرات كبيرة في التيار بسبب الخاصية الأسية للدايود.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

يكون هذا المنحنى خطيًا بشكل عام على مدى كبير. يضمن التشغيل عند 20 مللي أمبير الموصى بها سطوعًا وكفاءة مثاليين. يؤدي تجاوز الحد الأقصى للتيار المستمر إلى تقليل العمر الافتراضي والكفاءة بسبب زيادة الحرارة.

4.3 شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة

ينخفض الناتج الضوئي لمصابيح LED مع زيادة درجة حرارة التقاطع. ترتبط مواصفات التخفيض الحراري للتيار (0.4 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 50 درجة مئوية) مباشرة بإدارة هذا التأثير. بالنسبة للتطبيقات في درجات حرارة محيطة عالية، من الضروري تقليل تيار القيادة أو تحسين تبديد الحرارة على مستوى اللوحة للحفاظ على السطوع.

4.4 التوزيع الطيفي

تحدد الأطوال الموجية القصوى والسائدة المحددة، جنبًا إلى جنب مع عرض النطاق الطيفي، خصائص اللون. يشير عرض النطاق الأضيق للرقاقة الخضراء (11 نانومتر) مقارنة بالحمراء (20 نانومتر) إلى نقاء لوني أعلى للانبعاث الأخضر.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية والملاحظات

• يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات مع البوصة بين قوسين.
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• مادة الحامل: بلاستيك أسود.
• مصباح LED المدمج: ثنائي اللون (أصفر-أخضر/أحمر) مع عدسة بيضاء مشتتة.

5.2 تحديد القطبية وتشكيل الأطراف

يحتوي الجهاز على قطبية LED قياسية (أنود/كاثود). أثناء تشكيل الأطراف لتركيب اللوحة، يجب إجراء الانحناءات عند نقطة لا تقل عن 2 مم من قاعدة عدسة/حامل LED. لا يجب استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز. يجب إجراء التشكيل في درجة حرارة الغرفة وقبل عملية اللحام.

5.3 مواصفات التغليف

• الشريط الحامل:سبيكة بوليستيرين موصلة سوداء، بسمك 0.50 ± 0.06 مم.
• سعة البكرة:450 قطعة لكل بكرة قياسية 13 بوصة.
• تغليف الكرتون:
  • يتم تعبئة بكرة واحدة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة في كيس حاجز للرطوبة (MBB).
  • يتم تعبئة كيسين MBB في كرتونة داخلية واحدة (إجمالي 900 قطعة).
  • يتم تعبئة 10 كراتين داخلية في كرتونة خارجية واحدة (إجمالي 9,000 قطعة).

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والحساسية للرطوبة

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 70٪ رطوبة نسبية. استخدم خلال عام واحد.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 60٪ رطوبة نسبية. يوصى بإكمال لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (أسبوع واحد) من فتح كيس MBB.
• التخزين الممتد/التجفيف:يجب تجفيف المكونات المخزنة خارج العبوة الأصلية لأكثر من 168 ساعة عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة على الأقل قبل تجميع SMT لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع تلف \"انفجار الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، فاستخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل. تجنب المواد الكيميائية القاسية أو العدوانية.

6.3 معلمات عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة/الحامل.

• اللحام اليدوي (المكواة):
  • درجة الحرارة: 350 درجة مئوية كحد أقصى.
  • الوقت: 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وصلة.
  • الحد من دورة لحام واحدة.
• لحام الموجة:
  • التسخين المسبق: 120 درجة مئوية كحد أقصى لمدة تصل إلى 100 ثانية.
  • موجة اللحام: 260 درجة مئوية كحد أقصى.
  • وقت التلامس: 5 ثوانٍ كحد أقصى.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتم تشغيل الجهاز بواسطة دائرة تيار مستمر بسيطة. مقاومة تحديد التيار (R_{على التوالي}) إلزامية ويتم حسابها باستخدام قانون أوم: R_{على التوالي}= (V_المصدر- V_F) / I_F. استخدم أقصى جهد أمامي V_Fمن ورقة البيانات (2.4 فولت) لتصميم متحفظ لضمان عدم تجاوز التيار للحد. لمصدر طاقة 5 فولت وتيار مستهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير: R_{على التوالي}= (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. ستكون مقاومة قياسية 130 أو 150 أوم مناسبة. تتطلب الوظيفة ثنائية اللون عادةً تكوين 3 أطراف بكاثود مشترك أو أنود مشترك، يتم التحكم فيه بواسطة إشارتي تشغيل منفصلتين.

7.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (75 ميلي واط)، إلا أن التشغيل المستمر في درجات حرارة محيطة عالية (>50 درجة مئوية) يتطلب الاهتمام. اتبع إرشادات تخفيض التيار. تأكد من وجود تهوية كافية وتجنب وضع المؤشر بالقرب من المكونات الأخرى المولدة للحرارة على لوحة PCB.

7.3 التصميم البصري

توفر زاوية المشاهدة 45 درجة والعدسة البيضاء المشتتة إضاءة واسعة ومتساوية مناسبة لمؤشرات اللوحة الأمامية. يوفر الحامل الأسود تباينًا ممتازًا عند عدم الإضاءة. للحصول على أفضل وضوح، ضع في اعتبارك ارتفاع التركيب بالنسبة لفتحة اللوحة.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يجمع هذا المنتج بين عدة ميزات تميزه عن مصابيح LED المنفصلة الأساسية:

• الحامل المدمج مقابل مصباح LED المنفصل:يُلغي الحامل الأسود بزاوية قائمة المجمع مسبقًا الحاجة إلى مشبك تركيب منفصل أو أنبوب ضوئي، مما يبسط التجميع ويحسن الاستقرار الميكانيكي والتباين.
• ثنائي اللون في عبوة واحدة:يوفر لونين للإشارة (أحمر/أخضر) في عبوة مدمجة من 3 أطراف، مما يوفر مساحة على اللوحة مقارنة باستخدام مصباحي LED منفردين أحاديي اللون.
• تقنية AlInGaP:تقدم سطوعًا وكفاءة عاليين مع تشبع لوني جيد، خاصة في الأطياف الحمراء والخضراء، مقارنة بالتقنيات الأقدم.
• تغليف الشريط والبكرة:يمكن التجميع الآلي، مما يقلل من تكاليف العمالة ويحسن اتساق الموضع في التصنيع عالي الحجم.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

9.1 ما الفرق بين الطول الموجي القصوى والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القصوى (λ_P) هو نقطة أقصى قدرة ضوئية ناتجة في طيف الانبعاث. الطول الموجي السائد (λ_d) مشتق من إحداثيات اللون ويمثل الطول الموجي الفردي للضوء الطيفي النقي الذي ستدركه العين البشرية بنفس اللون. λ_dأكثر صلة بتطبيقات الإشارة اللونية.

9.2 لماذا يوجد مواصفة تخفيض للتيار فوق 50 درجة مئوية؟

يتدهور عمر مصباح LED والناتج الضوئي مع زيادة درجة حرارة التقاطع. يقلل منحنى التخفيض الحد الأقصى المسموح به لتيار القيادة مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. هذا يحد من تبديد الطاقة الداخلي (الحرارة) للحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن حدود التشغيل الآمنة، مما يضمن الموثوقية طويلة المدى.

9.3 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED بمصدر جهد بدون مقاومة تحديد تيار؟

No.مصباح LED هو جهاز يعمل بالتيار. سيؤدي توصيله مباشرة بمصدر جهد يتجاوز جهد الأمامي إلى تدفق تيار مفرط، مما قد يدمره على الفور. يلزم دائمًا وجود مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت.

9.4 ماذا يعني \"تسامح كل حد تصنيف هو ±15٪\"؟

يعني أن الخط الفاصل الفعلي بين تصنيفات الشدة (على سبيل المثال، بين DE و FG) له تسامح تصنيع يبلغ ±15٪. يمكن تصنيف جهاز تم قياسه عند 140 مللي كانديلا بالضبط، وهو الحد الاسمي، في أي من التصنيفين اعتمادًا على معايرة الاختبار وتباين الدفعة. يجب على المصممين استخدام القيمة الدنيا للتصنيف لحسابات السطوع في أسوأ الحالات.

10. دراسة حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو:تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه صناعي. تتطلب اللوحة مؤشرًا مدمجًا ثنائي اللون (أحمر/أخضر) لـ \"الطاقة/النشاط\" و \"عطل النظام\".

التنفيذ:
1. تم اختيار LTLR1DEKVJNNH155T لحامله المدمج بزاوية قائمة (يبسط التركيب خلف اللوحة)، وقدرته ثنائية اللون (يوفر مساحة)، وهيكله الأسود (يوفر تباينًا جيدًا).
2. يتضمن تخطيط لوحة PCB ثلاثة ثقوب مطلية تمر عبر اللوحة تتطابق مع تباعد أطراف الجهاز. تم تصميم البصمة بحيث يجلس جسم الحامل بشكل مستوٍ ضد حافة لوحة PCB عند الانحناء.
3. يقوم دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة بتشغيل كل لون عبر دائرة مفتاح ترانزستور بسيطة. تم حساب مقاومة تحديد التيار على أنها 150 أوم لنظام تشغيل بجهد 3.3 فولت ( (3.3V - 2.1V) / 0.008A ≈ 150 أوم، باستخدام 8 مللي أمبير لتقليل الطاقة والسطوع الكافي).
4. أثناء التجميع، يتم تشكيل الأطراف باستخدام أداة انحناء دقيقة، مما يضمن بدء الانحناء على بعد >2 مم من الحامل. ثم يتم لحام اللوحة بالموجة، مع الالتزام بأقصى وقت غمس وهو 5 ثوانٍ.
5. يظهر التجميع النهائي مؤشرًا نظيفًا واحترافيًا بحالات حمراء وخضراء ساطعة ومميزة مرئية من زاوية واسعة.

11. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون الضوء المنبعث من خلال طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. يستخدم هذا الجهاز فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP) لكل من الرقائق الحمراء والخضراء، وهو نظام مواد معروف بكفاءته العالية في الطيف من الأحمر إلى الأصفر-الأخضر. يتم إيواء الرقائق معًا تحت عدسة إيبوكسي بيضاء مشتتة واحدة تشتت الضوء، مما يخلق مظهرًا موحدًا ويوسع زاوية المشاهدة.

12. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

لا تزال مؤشرات LED من نوع Through-Hole مثل هذا المؤشر ذات صلة في التطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية، أو سهولة التجميع/الصيانة اليدوية، أو تركيبًا ميكانيكيًا قويًا. يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا LED نحو كفاءة أعلى (لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، والتقليص. بالنسبة لتطبيقات المؤشرات، يعد التكامل اتجاهًا رئيسيًا - يجمع بين ألوان متعددة، ودوائر متكاملة مدمجة للتحكم (مثل وامض أو محركات RGB)، وتغليف أكثر ذكاءً. من الناحية البيئية، أصبح الانتقال نحو التصنيع الخالي من الرصاص والمتوافق مع RoHS، كما هو الحال في هذا المنتج، معيارًا عالميًا الآن. يربط استخدام تغليف الشريط والبكرة للمكونات من نوع Through-Hole بين طرق التجميع التقليدية والعمليات الآلية الحديثة.