ورقة بيانات LED LTL-M11TB1H310U من نوع SMT CBI - LED أزرق مع عدسة بيضاء منتشرة - 10 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTL-M11TB1H310U مؤشرًا للوحة الدائرة (CBI) بتقنية التركيب السطحي (SMT). يتكون من حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة مُصمم ليتوافق مع مصباح LED محدد. الوظيفة الأساسية هي العمل كضوء حالة أو مؤشر على لوحات الدوائر الإلكترونية. تقدم عائلة المنتج مرونة مع خيارات للتوجيه العلوي أو بزاوية قائمة وتكوينات في صفوف أفقية أو رأسية، وهي قابلة للتكديس لتسهيل عملية التجميع.

1.1 المزايا الأساسية

• تصميم التركيب السطحي:يُمكّن من التجميع الآلي (الالتقاط والوضع)، مما يحسن كفاءة التصنيع واتساقه.
• تباين مُحسّن:توفر مادة الحامل السوداء نسبة تباين عالية ضد ضوء LED المضاء، مما يحسن الرؤية.
• كفاءة الطاقة:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• التصميم البصري:يستخدم شريحة أشباه موصلات زرقاء من إنيديوم جاليوم نيتريد (InGaN) مقترنة بعدسة بيضاء منتشرة لتلطيف وتوزيع خرج الضوء.
• فحص الموثوقية:تخضع الأجهزة لتكييف مُسرّع لمستوى الحساسية للرطوبة JEDEC 3، مما يشير إلى عبوة قوية لعمليات SMT النموذجية.

1.2 التطبيقات المستهدفة

مصباح LED المؤشر هذا مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية العادية، بما في ذلك:

• ملحقات الكمبيوتر والمكونات الداخلية.
• أجهزة الاتصالات ومعدات الشبكات.
• الإلكترونيات الاستهلاكية.
• أنظمة التحكم الصناعية وأجهزة القياس.

2. تحليل المعلمات التقنية

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 (Pd):80 ملي واط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكهربائية الكلية التي يمكن للجهاز تبديدها بأمان كحرارة.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):100 مللي أمبير كحد أقصى، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 0.1 مللي ثانية).
• تيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير كحد أقصى للتشغيل المستمر. هذه هي المعلمة الرئيسية لتصميم الدائرة.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40°C إلى +85°C. تم تصنيف الجهاز للتشغيل عبر نطاق درجة الحرارة الصناعي هذا.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، وهو متوافق مع ملفات اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند درجة حرارة محيطة (T_A) قدرها 25°C وتيار أمامي (I_F) قدره 10 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):8.7 ملي كانديلا (الحد الأدنى)، 15 ملي كانديلا (النموذجي)، 38 ملي كانديلا (الحد الأقصى). هذه هي السطوع المُدرك في الاتجاه المحوري. رمز التصنيف المطبوع على كيس التعبئة يتوافق مع شدة الإضاءة الفعلية.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):40 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية، مما يحدد انتشار الحزمة الضوئية.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):468 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده خرج الطاقة الطيفية في أعلى مستوياته.
• الطول الموجي السائد (λ_d):464 نانومتر (الحد الأدنى)، 470 نانومتر (النموذجي)، 476 نانومتر (الحد الأقصى). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد لون الضوء، والمُستمد من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). هذا يشير إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء الأزرق المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):2.7 فولت (الحد الأدنى)، 3.1 فولت (النموذجي)، 3.8 فولت (الحد الأقصى) عند I_F= 10 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند التوصيل.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم الجهاز للتشغيل تحت انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية لمهندسي التصميم. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإنها تشمل عادةً:

• منحنى I-V (التيار-الجهد):يوضح العلاقة بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي، وهو أمر بالغ الأهمية لاختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع تيار القيادة، مما يساعد في تحسين السطوع والكفاءة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح الانخفاض الحراري لخرج الضوء، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يظهر خرج الطاقة النسبي عبر الأطوال الموجية، ومركزه حول الطول الموجي الذروي 468 نانومتر.

تسمح هذه المنحنيات للمصممين بالتنبؤ بسلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية (تيارات أو درجات حرارة مختلفة) وهي أساسية لتصميم دائرة قوي.

4. معلومات الميكانيكا والتعبئة

4.1 الأبعاد الخارجية

يتميز الجهاز بعبوة SMT بزاوية قائمة. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد مُقدمة بالمليمترات، مع البوصات بين قوسين.
• ينطبق تسامح عام قدره ±0.25 مم (±0.010") ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• مادة الحامل هي بلاستيك أسود.
• ينبعث LED المدمج ضوءًا أزرقًا من خلال عدسة بيضاء منتشرة.

4.2 مواصفات التعبئة

يتم توريد المكونات بتنسيق الشريط والبكرة المناسب للتجميع الآلي.

• الشريط الحامل:مصنوع من سبيكة البوليستيرين الموصلة السوداء، بسمك 0.40 مم ±0.06 مم. تباعد 10 فتحات للتروس له تسامح تراكمي قدره ±0.20 مم.
• سعة البكرة:تحتوي كل بكرة مقاس 13 بوصة على 1400 قطعة.
• تعبئة الكرتون:
  • يتم تعبئة بكرة واحدة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة داخل كيس حاجز للرطوبة (MBB).
  • يتم تعبئة 3 أكياس MBB في كرتونة داخلية واحدة (إجمالي 4200 قطعة).
  • يتم تعبئة 10 كراتين داخلية في كرتونة خارجية واحدة (إجمالي 42000 قطعة).

5. إرشادات التجميع والتطبيق

5.1 التخزين والتعامل

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ التعبئة.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب لحام المكونات بإعادة التدفق خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض للهواء المحيط.
• التخزين الممتد/التجفيف:إذا تم التعرض لأكثر من 168 ساعة، قم بالتجفيف عند 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

5.2 عملية اللحام

اللحام بإعادة التدفق (مُوصى به):

• التسخين المسبق:150–200°C لمدة تصل إلى 120 ثانية كحد أقصى.
• درجة الحرارة الذروية:260°C كحد أقصى عند نقاط اللحام.
• الوقت فوق السائل:5 ثوانٍ كحد أقصى داخل منطقة درجة الحرارة الذروية.
• عدد الدورات:يجب ألا تتجاوز عملية إعادة التدفق مرتين.

اللحام اليدوي:استخدم مكواة لحام بحد أقصى 300°C لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ، مرة واحدة فقط. تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على الأطراف أثناء اللحام.

التنظيف:استخدم مذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل إذا لزم التنظيف.

5.3 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند استخدام عدة مصابيح LED:

• الدائرة الموصى بها (أ):استخدم مقاومًا محددًا للتيار منفصلاً على التوالي مع كل LED. هذا يعوض عن التباين الطبيعي في الجهد الأمامي (V_F) بين مصابيح LED الفردية، مما يضمن حصول كل منها على نفس التيار وبالتالي انبعاث نفس شدة الإضاءة.
• الدائرة غير الموصى بها (ب):يُمنع توصيل عدة مصابيح LED على التوازي مع مقاوم مشترك واحد. يمكن أن تسبب الاختلافات الصغيرة في خصائص I-V لكل LED اختلالًا كبيرًا في التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متساوٍ.

5.4 التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

الجهاز عرضة للتلف بسبب التفريغ الكهروستاتيكي. يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع والتعامل، بما في ذلك استخدام محطات العمل المؤرضة، وأسوار المعصم، والحاويات الموصلة.

6. اعتبارات التصميم وملاحظات التطبيق

6.1 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (80 ملي واط كحد أقصى)، فإن الحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود أمر بالغ الأهمية للموثوقية طويلة المدى. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على اللوحة PCB أو فتحات حرارية إذا كان الجهاز يعمل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من تصنيف التيار الأقصى.

6.2 التكامل البصري

توفر زاوية الرؤية 40 درجة والعدسة البيضاء المنتشرة إضاءة واسعة وناعمة مناسبة لمؤشرات اللوحات. يقلل الحامل الأسود من تسرب الضوء والانعكاسات الشاردة، مما يعزز تباين التشغيل/الإيقاف. يجب على المصممين مراعاة متطلبات زاوية الرؤية للتجميع النهائي عند اختيار اتجاه التركيب (الزاوية القائمة كما هو مُقدم).

6.3 الموثوقية وعمر الخدمة

التشغيل ضمن القيم القصوى المطلقة، خاصة تيار الأمامي المستمر وحدود درجة الحرارة، هو أمر بالغ الأهمية للموثوقية. يشير التكييف المسبق لمستوى JEDEC 3 إلى أن العبوة يمكنها تحمل أوقات التعرض النموذجية لأرضية المصنع قبل إعادة التدفق، ولكن يجب اتباع إرشادات التخزين والتجفيف بعد الفتح لمنع الأعطال الناجمة عن الرطوبة.

7. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س1: ما قيمة المقاوم التي يجب أن أستخدمها لتشغيل هذا LED عند 10 مللي أمبير من مصدر 5 فولت؟

أ1: باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. مع V_Fنموذجي 3.1 فولت، R = (5V - 3.1V) / 0.01A = 190 أوم. لضمان ألا يتجاوز التيار الحد الأقصى في أسوأ الظروف (الحد الأدنى لـ V_F)، أعد الحساب باستخدام V_F(min)=2.7V: R = (5V - 2.7V) / 0.01A = 230 أوم. المقاوم القياسي 220 أوم هو خيار آلي وعملي، مما ينتج حوالي 10.5 مللي أمبير عند V_F.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED بنبضات عند تيارات أعلى لزيادة السطوع؟

أ2: نعم، ولكن بدقة ضمن القيم القصوى المطلقة. يمكنك تشغيله بنبضات تصل إلى 100 مللي أمبير، بشرط أن تكون دورة العمل ≤10% (على سبيل المثال، نبضة 0.1 مللي ثانية كل 1 مللي ثانية) وأن متوسط التيار مع مرور الوقت لا يتجاوز تصنيف التيار المستمر أو حدود تبديد الطاقة. ستكون شدة الإضاءة اللحظية أعلى مما هي عليه عند 10 مللي أمبير مستمر.

س3: نطاق الطول الموجي السائد هو 464-476 نانومتر. هل سيكون هناك فرق مرئي في اللون بين الوحدات؟

أ3: ضمن نطاق التصنيف هذا البالغ 12 نانومتر، يمكن للعين البشرية إدراك تحول طفيف في درجة اللون الأزرق، خاصة عند مقارنة الأجهزة من الحد الأدنى والحد الأقصى للنطاق جنبًا إلى جنب. بالنسبة لمعظم تطبيقات المؤشرات حيث يتم عرض مصابيح LED الفردية بشكل مستقل، فإن هذا التباين مقبول. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مطابقة ألوان صارمة، يُنصح بتحديد نطاق طول موجي أضيق أو استخدام مصابيح LED من نفس دفعة الإنتاج.