ورقة بيانات مصباح LED طراز LTLMR4TBTV3DA - الأبعاد 4.2x4.2x6.9 مم - الجهد 2.5-3.5 فولت - اللون الأزرق 470 نانومتر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED أزرق عالي السطوع للتركيب السطحي. تم تصميم هذا المكون ليكون متوافقًا مع خطوط تجميع تقنية التركيب السطحي القياسية (SMT)، وهو مصمم للتطبيقات التي تتطلب أداءً موثوقًا وتوزيعًا محكمًا للضوء. يتميز المكون بحزمة عدسة متخصصة توفر زاوية رؤية ضيقة، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لإضاءة اللوحات الإعلانية حيث يكون التحكم الدقيق في الحزمة الضوئية أمرًا ضروريًا دون الحاجة إلى بصريات ثانوية إضافية. يستخدم التصنيع مواد إيبوكسي متطورة توفر مقاومة محسنة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، مما يساهم في طول عمر واستقرار الجهاز في بيئات التشغيل المختلفة.

1.1 المزايا الأساسية

• ناتج إضاءة عالي:يوفر سطوعًا شديدًا مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا عاليًا.
• كفاءة في استهلاك الطاقة:يعمل باستهلاك منخفض للطاقة مع الحفاظ على كفاءة إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:يتم تصنيعه خاليًا من الرصاص والهالوجين وهو متوافق بالكامل مع توجيهات RoHS.
• بناء قوي:يتميز بمقاومة فائقة للرطوبة، مما يعزز الموثوقية.
• بصريات مُحسنة:توفر العدسة المدمجة زاوية رؤية نموذجية تبلغ 35 درجة لانبعاث ضوء محكم.

1.2 التطبيقات المستهدفة

يستهدف هذا المصباح الثنائي الباعث للضوء بشكل أساسي تطبيقات اللافتات والعروض حيث يكون الإضاءة المتسقة واللامعة والمركزة أمرًا بالغ الأهمية. تشمل حالات الاستخدام النموذجية لافتات الرسائل المرئية، ولافتات معلومات المرور، وأشكال مختلفة من اللوحات الإعلانية الداخلية والخارجية.

2. تحليل المعلمات التقنية

يقدم القسم التالي تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة للجهاز. يعد فهم هذه القيم أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدائرة الكهربائية المناسبة وإدارة الحرارة.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (P_D):85 ملي واط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن للجهاز تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية.
• التيار الأمامي:يجب عدم تجاوز تيار أمامي مستمر (I_F) قدره 25 مللي أمبير للتشغيل المستمر. يُسمح بتيار أمامي ذروة أعلى يصل إلى 100 مللي أمبير فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• التخفيض الحراري:لدرجات الحرارة المحيطة التي تزيد عن 45 درجة مئوية، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر بشكل خطي بمعدل 0.62 مللي أمبير لكل درجة مئوية. هذا أمر بالغ الأهمية لمنع الانفلات الحراري.
• نطاقات درجة الحرارة:تم تصنيف الجهاز للتشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويمكن تخزينه في بيئات تتراوح من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• لحام إعادة التدفق:يمكن للمكون تحمل أقصى درجة حرارة ذروة لملف إعادة التدفق تبلغ 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ، وهو ما يتماشى مع عمليات اللحام الخالية من الرصاص الشائعة.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند T_A=25 درجة مئوية وتحت ظروف الاختبار المحددة.

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من حد أدنى 3200 ميل كانديلا إلى حد أقصى نموذجي 7200 ميل كانديلا عند تشغيله بتيار I_F= 20 مللي أمبير. يتم تطبيق تسامح اختبار ±15% على القيم المضمونة.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية. القيمة النموذجية هي 35 درجة، مع نطاق من 30 درجة إلى 40 درجة وتسامح قياس ±2 درجة.
• الطول الموجي:الطول الموجي لذروة الانبعاث (λ_P) هو نموذجيًا 464 نانومتر. الطول الموجي السائد (λ_d)، الذي يحدد اللون المُدرك، يتراوح من 460 نانومتر إلى 480 نانومتر. عرض النطاق الطيفي (Δλ) هو نموذجيًا 25 نانومتر.
• الجهد الأمامي (V_F):بين 2.5 فولت و 3.5 فولت عند I_{F= 20 مللي أمبير. يجب على المصممين مراعاة هذا النطاق عند تصميم دائرة القيادة.}
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي.

3. مواصفات نظام التقسيم إلى فئات

لضمان اتساق اللون والسطوع في التطبيقات الإنتاجية، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على معلمات رئيسية.

3.1 تقسيم شدة الإضاءة إلى فئات

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث فئات (U، V، W) بناءً على الحد الأدنى لشدة إضاءتها عند 20 مللي أمبير:

- الفئة U:3200 - 4200 ميل كانديلا

- الفئة V:4200 - 5500 ميل كانديلا

- الفئة W:5500 - 7200 ميل كانديلا

يتم تطبيق تسامح ±15% على كل حد للفئة.

3.2 تقسيم الطول الموجي السائد إلى فئات

يتم أيضًا تقسيم مصابيح LED إلى خمس مجموعات (B1 إلى B5) بناءً على الطول الموجي السائد للتحكم في تباين اللون:

- الفئة B1:460 - 464 نانومتر

- الفئة B2:464 - 468 نانومتر

- الفئة B3:468 - 472 نانومتر

- الفئة B4:472 - 476 نانومتر

- الفئة B5:476 - 480 نانومتر

يتم الحفاظ على تسامح ضيق ±1 نانومتر لكل فئة.

4. معلومات الميكانيكا والتغليف

4.1 الأبعاد الخارجية

يتمتع الجهاز ببصمة تركيب سطحي مدمجة. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم جسم يبلغ حوالي 4.2 مم × 4.2 مم، مع ارتفاع إجمالي 6.9 مم ±0.5 مم. للأطراف تباعد حيث تخرج من الحزمة، ويتم تحديد أقصى بروز للراتنج تحت الحافة بمقدار 1.0 مم. جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح قياسي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

4.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادة

يحتوي المكون على ثلاثة أطراف: P1 (الأنود)، P2 (الكاثود)، و P3 (الأنود). اتجاه القطبية الصحيح أمر ضروري أثناء تخطيط وتجميع لوحة الدوائر المطبوعة. يتم توفير نمط وسادة لحام موصى به لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة واتصال حراري وكهربائي سليم. يتضمن التصميم زوايا وسادة مستديرة (R0.5) للتخفيف من ظاهرة امتصاص اللحام وتركيز الإجهاد. يُذكر صراحةً أن هذا المصباح الثنائي الباعث للضوء مصمم للحام إعادة التدفق على لوحة دوائر مطبوعة ولا يناسب عمليات اللحام بالغمس.

5. إرشادات اللحام والتجميع

يعد التعامل والتجميع السليم أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على موثوقية وأداء الجهاز.

5.1 الحساسية للرطوبة والتخزين

يتم تصنيف هذا المكون على أنه مستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3 وفقًا لـ JEDEC J-STD-020. يمكن تخزين أكياس الحاجز المانع للرطوبة غير المفتوحة لمدة تصل إلى 12 شهرًا عند <30 درجة مئوية و 90% رطوبة نسبية. بعد فتح الكيس، يجب الاحتفاظ بمصابيح LED في بيئة <30 درجة مئوية و <60% رطوبة نسبية، ويجب إكمال جميع عمليات اللحام في غضون 168 ساعة (7 أيام). يلزم التجفيف عند 60 درجة مئوية ±5 درجة مئوية لمدة 20 ساعة إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة >10% رطوبة نسبية، أو تجاوزت مدة التعرض للجو 168 ساعة، أو تعرضت الأجهزة لـ >30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية. يجب إجراء التجفيف مرة واحدة فقط.

5.2 ملف لحام إعادة التدفق

يوصى بملف لحام إعادة تدفق خالٍ من الرصاص:

- التسخين المسبق/النقع:من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية.

- الوقت فوق نقطة الانصهار (T_L=217 درجة مئوية):من 60 إلى 150 ثانية.

- درجة حرارة الذروة (T_P):260 درجة مئوية كحد أقصى.

- الوقت ضمن 5 درجات مئوية من الذروة:30 ثانية كحد أقصى.

- إجمالي وقت المنحدر:يجب ألا يتجاوز الوقت من 25 درجة مئوية إلى درجة حرارة الذروة 5 دقائق.

5.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA).

6. معلومات التغليف والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز للتركيب الآلي. يتم تحديد أبعاد الشريط لضمان التوافق مع معدات الاختيار والوضع القياسية. يحتوي كل بكرة على 1000 قطعة. بالنسبة للشحن بالجملة، يتم تغليف البكرات بشكل إضافي: توضع بكرة واحدة في كيس حاجز للرطوبة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة؛ يتم تعبئة ثلاثة من هذه الأكياس في صندوق داخلي (إجمالي 3000 قطعة)؛ ويتم تعبئة عشرة صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي (إجمالي 30000 قطعة).

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا المصباح الثنائي الباعث للضوء مناسب لكل من تطبيقات اللافتات الداخلية والخارجية، بما في ذلك لافتات الرسائل المرئية، ولافتات المرور، وعروض المعلومات العامة. تجعل زاوية الرؤية الضيقة والسطوع العالي منه فعالاً في الإضاءة المباشرة لوجوه اللافتات حيث يجب توجيه الضوء نحو المشاهد بأقل قدر من التشتت.

7.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:يوصى باستخدام قائد تيار ثابت للحفاظ على ناتج إضاءة ولون مستقرين، حيث أن سطوع LED هو في الأساس دالة للتيار، وليس الجهد.
• إدارة الحرارة:على الرغم من أن الجهاز يتمتع بمقاومة جيدة للرطوبة، إلا أن تصميم حراري مناسب للوحة الدوائر المطبوعة (مساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة) ضروري لإدارة درجة حرارة التقاطع، خاصة عند التشغيل بالقرب من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية. الالتزام بمنحنى التخفيض الحراري فوق 45 درجة مئوية.
• الحماية من الكهرباء الساكنة:على الرغم من عدم ذكرها صراحةً في المقتطف المقدم، يجب مراعاة احتياطات الكهرباء الساكنة القياسية أثناء التعامل وتجميع جميع الأجهزة شبه الموصلة.
• التكامل البصري:توفر العدسة المدمجة حزمة ضوئية محكمة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب أنماط حزمة ضوئية مختلفة، يمكن النظر في بصريات ثانوية، على الرغم من أن الزاوية الأصلية البالغة 35 درجة مصممة لتكون مناسبة للعديد من تطبيقات اللافتات ذات الرؤية المباشرة.

8. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بحزم LED السطحية SMD القياسية أو حزم PLCC (حامل الرقاقة الرصاصية البلاستيكية)، يقدم هذا الجهاز ميزة رئيسية: توفر حزمة العدسة البيضاوية/المستديرة المدمجة زاوية رؤية محكمة وضيقة (نموذجيًا 35 درجة) دون الحاجة إلى عدسة بصرية خارجية إضافية. هذا يبسط التصميم الميكانيكي للمنتج النهائي، ويقلل عدد الأجزاء، ويمكن أن يخفض التكلفة الإجمالية للنظام. يجمع الجهاز بين شدة إضاءة عالية في بصمة SMD مدمجة، إلى جانب تغليف قوي مقاوم للرطوبة، مما يضعه في وضع مناسب للتطبيقات الخارجية وشبه الخارجية المتطلبة حيث تكون الموثوقية والأداء البصري في غاية الأهمية.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي للذروة والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي للذروة (λ_P) هو الطول الموجي الفردي الذي يكون فيه طيف الانبعاث أكثر كثافة (464 نانومتر نموذجيًا). الطول الموجي السائد (λ_d) هو قيمة محسوبة مشتقة من إحداثيات اللون على مخطط CIE؛ وهو يمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون النقي الذي يتطابق مع اللون المُدرك للمصباح الثنائي الباعث للضوء (نطاق 460-480 نانومتر). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

س: لماذا يوجد عامل تخفيض للتيار الأمامي فوق 45 درجة مئوية؟

ج: عامل التخفيض (0.62 مللي أمبير/درجة مئوية) ضروري للحد من درجة حرارة التقاطع الداخلية للمصباح الثنائي الباعث للضوء. مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، تقل قدرة الجهاز على تبديد الحرارة. يمنع تقليل تيار التشغيل تراكم الحرارة المفرط الذي يمكن أن يؤدي إلى تسريع التدهور، أو تقليل ناتج الضوء، أو التسبب في فشل كارثي.

س: هل يمكنني استخدام هذا المصباح الثنائي الباعث للضوء للإشارة إلى الجهد العكسي أو الحماية منه؟

ج: لا. توضح ورقة البيانات صراحةً أن الجهاز غير مصمم للعمل العكسي. معلمة التيار العكسي (I_R) هي لأغراض الاختبار فقط. تطبيق جهد عكسي مستمر من المحتمل أن يتلف المصباح الثنائي الباعث للضوء.

س: ما مدى أهمية مدة التعرض للجو البالغة 168 ساعة بعد فتح كيس الحاجز المانع للرطوبة؟

ج: إنها مهمة جدًا للموثوقية. تمتص مكونات MSL 3 الرطوبة من الغلاف الجوي. إذا تم تعريضها للحام إعادة التدفق بعد نافذة الـ 168 ساعة دون تجفيف مناسب، يمكن أن يتسبب التسخين السريع في تبخر الرطوبة المحتبسة على الفور، مما قد يؤدي إلى انفصال داخلي أو ظاهرة \"الفشار\"، والتي يمكن أن تشقق الحزمة وتسبب الفشل.

10. مبادئ التشغيل

هذا الجهاز هو ثنائي باعث للضوء (LED) يعتمد على مادة شبه موصلة من إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN) تنمو على ركيزة، وهي المسؤولة عن انبعاثه الأزرق. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الجهاز، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي ترتبط مباشرة بطول الموجة (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، حوالي 470 نانومتر (أزرق). تعمل حزمة عدسة الإيبوكسي على حماية القطعة شبه الموصلة، واستخراج الضوء بكفاءة، وتشكيل الإشعاع المنبعث في نمط زاوية الرؤية المطلوب.