ورقة بيانات مصباح LED طراز LTLMR4TG12DA - الأبعاد 4.2x4.2x6.9 مم - الجهد 2.5-3.5 فولت - اللون الأخضر 530 نانومتر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTLMR4TG12DA هو مصباح LED سطحي عالي السطوع مصمم للتجميع الإلكتروني الحديث. يستخدم علبة خضراء مبعثرة بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 530 نانومتر. تم تصميم الجهاز لتكون له توافقية مع خطوط تجميع تقنية التركيب السطحي القياسية وعمليات لحام إعادة التدفق الصناعية، مما يجعله مناسبًا للإنتاج بكميات كبيرة.

تتمحور فلسفة التصميم الأساسية حول توفير نمط إشعاع ضيق ومتحكم به مباشرة من العلبة، مما يلغي الحاجة إلى عدسات بصرية ثانوية في العديد من التطبيقات. يتم تحقيق ذلك من خلال هندسة عدسة محددة تشكل خرج الضوء. تم بناء العلبة باستخدام مواد إيبوكسي متقدمة توفر مقاومة محسنة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، مما يساهم في موثوقية الجهاز في البيئات المتطلبة.

1.1 الميزات الرئيسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الصمام الثنائي الباعث للضوء ناتج شدة إضاءة عالية، يمكن أن يصل إلى 45,000 ميللي كانديلا تحت ظروف الاختبار القياسية. هذا مقترن باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة تحويل كهربائية إلى بصرية عالية. الجهاز متوافق بالكامل مع اللوائح البيئية، حيث أنه خالٍ من الرصاص وخالٍ من الهالوجين ومتوافق مع معايير RoHS.

تجعله زاوية الرؤية النموذجية البالغة 25 درجة مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موجهة أو وضوحًا للقراءة من زوايا محددة. الأسواق المستهدفة الأساسية لهذا المكون هي أنظمة اللافتات والعروض الاحترافية. وهذا يشمل لافتات الرسائل المرئية، ولافتات المرور كبيرة الحجم، وأشكال مختلفة من لوحات الرسائل المعلوماتية حيث يكون السطوع العالي والرؤية الجيدة أمرًا بالغ الأهمية.

2. تحليل المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفصيلًا موضوعيًا مفصلاً للمعايير الرئيسية لأداء الجهاز كما هو محدد في ورقة المواصفات الخاصة به.

2.1 القيم القصوى المطلقة

يحتوي الجهاز على حدود محددة لا يجب تجاوزها لضمان التشغيل الموثوق ومنع التلف الدائم. يتم تصنيف أقصى تبديد للطاقة عند 105 ملي واط عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (IF) هو 30 ملي أمبير. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 100 ملي أمبير تحت ظروف محددة: دورة عمل ≤1/10 وعرض نبضة ≤10 ميكروثانية. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويمكن تخزينه بين -40 درجة مئوية و +100 درجة مئوية. معلمة حرجة للتجميع هي حالة لحام إعادة التدفق، والتي تحدد بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تحت ظروف الاختبار القياسية (TA=25°C، IF=20mA)، يُظهر الجهاز الأداء النموذجي التالي. تتراوح شدة الإضاءة (Iv) على نطاق واسع من حد أدنى 21,000 ميللي كانديلا إلى حد أقصى 45,000 ميللي كانديلا، حيث يتم تحديد القيمة المحددة بواسطة رمز التصنيف للمنتج (انظر القسم 4). يتراوح جهد التشغيل الأمامي (VF) عادةً بين 2.5 فولت و 3.5 فولت. التيار العكسي (IR) منخفض جدًا، بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت. من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي؛ هذا الاختبار هو للتوصيف فقط.

تحدد المعلمات البصرية الرئيسية لونه ونمط الحزمة. يتم تحديد الطول الموجي السائد (λd) بين 527 نانومتر و 535 نانومتر، مما يضعه بقوة في المنطقة الخضراء من الطيف. يبلغ الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP) عادةً حوالي 520 نانومتر. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو حوالي 30 نانومتر تقريبًا، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث. زاوية الرؤية (2θ1/2)، والمعرفة على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها على المحور، هي عادةً 25 درجة، بحد أدنى 20 درجة.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على معايير الأداء الرئيسية. وهذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات محددة للسطوع واللون.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى ثلاث فئات رئيسية عند القياس عند IF=20mA:

• رمز الفئة 2:الحد الأدنى 21,000 ميللي كانديلا، الحد الأقصى 27,000 ميللي كانديلا.
• رمز الفئة 3:الحد الأدنى 27,000 ميللي كانديلا، الحد الأقصى 35,000 ميللي كانديلا.
• رمز الفئة 4:الحد الأدنى 35,000 ميللي كانديلا، الحد الأقصى 45,000 ميللي كانديلا.

يتم تطبيق تسامح ±15٪ على حدود كل فئة أثناء الاختبار والتحقق.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

الطول الموجي السائد، الذي يحدد لون LED بشكل إدراكي، يتم تصنيفه أيضًا:

• رمز الفئة G3:الحد الأدنى 527 نانومتر، الحد الأقصى 531 نانومتر.
• رمز الفئة G4:الحد الأدنى 531 نانومتر، الحد الأقصى 535 نانومتر.

التسامح لكل حد لفئة الطول الموجي هو ±1 نانومتر، مما يضمن تحكمًا دقيقًا في اللون.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى البيانات الرسومية المحددة في ورقة البيانات، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذا الجهاز ستوضح العلاقات المهمة.منحنى التيار مقابل الجهد (I-V)سيظهر العلاقة الأسية المميزة للصمام الثنائي، مع زيادة جهد التشغيل الأمامي مع التيار.منحنى شدة الإضاءة مقابل تيار التشغيل الأمامي (I-L)يكون عادةً خطيًا أو شبه خطي قليلاً في نطاق التشغيل، ويوضح كيف يتدرج خرج الضوء مع تيار القيادة.منحنى شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطةأمر بالغ الأهمية لإدارة الحرارة، حيث ينخفض ناتج LED بشكل عام مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. فهم هذه العلاقات أمر ضروري لتصميم دوائر قيادة مستقرة وفعالة.

5. المعلومات الميكانيكية وعلبة التغليف

5.1 الأبعاد الخارجية والقطبية

يتمتع الجهاز ببصمة تركيب سطحي مدمجة. الأبعاد الرئيسية للعلبة هي حوالي 4.2 مم في الطول والعرض، بارتفاع إجمالي يبلغ 6.9 مم. المسافة بين الأطراف حيث تخرج من جسم العلبة هي 3.65 مم. يتم الإشارة إلى القطبية بوضوح: P1 و P3 هما اتصالات الأنود، بينما P2 هو الكاثود. ملاحظة ميكانيكية حرجة تحدد أن أي راتنج بارز تحت الحافة يجب ألا يتجاوز 1.0 مم في الارتفاع، وهو أمر مهم لضمان الجلوس المناسب على لوحة الدوائر المطبوعة أثناء التجميع.

5.2 اعتبارات تصميم علبة التغليف

تصميم العدسة البيضاوي جزء لا يتجزأ من تحقيق زاوية الرؤية المحددة البالغة 25 درجة دون بصريات خارجية. تساعد مادة العلبة المبعثرة في تجانس خرج الضوء، مما يقلل من النقاط الساخنة ويوفر مظهرًا أكثر تجانسًا، وهو مرغوب فيه في تطبيقات اللافتات. توفر المواد المستخدمة توازنًا جيدًا بين الأداء البصري، والقوة الميكانيكية، والحماية البيئية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة والتجميع المناسبان أمران بالغان الأهمية لتحقيق الأداء والموثوقية المحددين.

6.1 الحساسية للرطوبة والتخزين

يتم تصنيف هذا المكون على أنه مستوى حساسية الرطوبة 3 (MSL3) وفقًا للمعيار JEDEC J-STD-020. يمكن تخزين مصابيح LED في كيس حاجز الرطوبة (MBB) مغلق من المصنع لمدة تصل إلى 12 شهرًا في ظروف لا تتجاوز 30 درجة مئوية و 90٪ رطوبة نسبية (RH). بعد فتح كيس حاجز الرطوبة، يجب الاحتفاظ بالمكونات في بيئة<30 درجة مئوية و<60٪ رطوبة نسبية. يجب ألا تتجاوز "مدة الصلاحية الأرضية" الإجمالية - الوقت من فتح الكيس إلى اكتمال عملية اللحام عالي الحرارة - 168 ساعة (7 أيام). إذا تم تجاوز هذه الشروط، أو إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة المرفقة >10٪ رطوبة نسبية، فإن الخبز مطلوب. حالة الخبز الموصى بها هي 60 درجة مئوية ±5 درجة مئوية لمدة 20 ساعة، ويجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.

6.2 معلمات اللحام

يتم تناول طريقتين للحام:لحام إعادة التدفق:يوصى بملف لحام إعادة التدفق خالٍ من الرصاص. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى (Tp) 260 درجة مئوية، ويجب أن يكون الوقت فوق درجة حرارة السيولة (TL=217°C) بين 60 و 150 ثانية. يجب أن يكون الوقت ضمن 5 درجات مئوية من درجة الحرارة القصوى بحد أقصى 30 ثانية. يمكن للجهاز تحمل حد أقصى دورتين لإعادة التدفق تحت هذه الظروف.اللحام اليدوي (المكواة):إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 315 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر وقت التلامس لكل طرف على حد أقصى 3 ثوانٍ. يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA). يجب تجنب المنظفات الكيميائية القاسية أو العدوانية لأنها قد تتلف عدسة الإيبوكسي أو علامات العلبة.

7. معلومات التعبئة والتغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط الحامل والبكرة

يتم توريد المكونات على شريط حامل بارز للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع. عرض الشريط هو 16.0 مم. تحتوي كل بكرة على 1000 قطعة من LED. يتم توفير أبعاد مفصلة للجيب وشريط الغطاء لضمان التوافق مع أنظمة التغذية.

7.2 تغليف الكرتون

التغليف هرمي للحماية والخدمات اللوجستية. يتم تغليف بكرة واحدة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة داخل كيس حاجز رطوبة واحد (MBB). ثم يتم تعبئة ثلاثة من هذه الأكياس في صندوق داخلي واحد، بإجمالي 3000 قطعة. أخيرًا، يتم تعبئة عشر صناديق داخلية في صندوق خارجي رئيسي واحد، مما ينتج عنه إجمالي 30,000 قطعة لكل صندوق خارجي.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

التطبيق الأساسي لهذا LED هو في أشكال مختلفة من اللافتات. سطوعه العالي وزاوية الرؤية الضيقة يجعله مثاليًا لـ:

- لافتات الرسائل المرئية:العروض الخارجية أو الداخلية الكبيرة حيث تتطلب البكسل الفردية توجيهًا متحكمًا به.

- لافتات المرور:لافتات الرسائل المتغيرة على الطرق السريعة حيث تكون الرؤية العالية والموثوقية أمرًا بالغ الأهمية.

- لافتات الرسائل المعلوماتية:عروض المطارات، محطات القطار، أو أماكن الفعاليات العامة.

8.2 اعتبارات التصميم

إدارة الحرارة:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (105 ملي واط كحد أقصى)، فإن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة المناسب أمر ضروري. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية حول وسادات اللحام لتعمل كمشتت حراري، خاصة إذا كان التشغيل عند التيار الأقصى أو بالقرب منه. يحدد منحنى تخفيض التصنيف انخفاضًا بمقدار 0.5 ملي أمبير لكل درجة مئوية فوق 45 درجة مئوية محيطة.

قيادة التيار:قم دائمًا بتشغيل LED بمصدر تيار ثابت، وليس بجهد ثابت. تيار التشغيل الموصى به هو 20 ملي أمبير. يمكن أن يؤدي تجاوز القيم القصوى المطلقة، حتى لفترة وجيزة، إلى تقليل العمر الافتراضي بشكل كبير أو التسبب في فشل فوري.

التكامل البصري:زاوية الرؤية 25 درجة هي سمة متأصلة في العلبة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب نمط حزمة مختلف، ستكون البصريات الثانوية (العدسات أو العواكس) ضرورية. تساعد العدسة المبعثرة في تحقيق مزج الألوان عند استخدام عدة مصابيح LED متقاربة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED السطحية القياسية (مثل علب 3528 أو 5050) أو مصابيح LED ذات حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي (PLCC)، يقدم هذا الجهاز ميزة رئيسية: زاوية رؤية ضيقة مدمجة ومتحكم بها. غالبًا ما يكون لمصابيح LED السطحية القياسية زوايا رؤية واسعة (120 درجة أو أكثر)، مما يتطلب عدسات خارجية إضافية لتجميع الضوء للافتات، مما يزيد التكلفة والتعقيد. يدمج هذا المصباح هذه الوظيفة، مما قد يبسط تصميم المنتج النهائي. كما أن شدته الضوئية العالية في علبة مدمجة توفر أيضًا كثافة أفضل للومن لكل مساحة مقارنة بالعديد من البدائل ذات الزوايا الأوسع عندما يكون الضوء الموجه مطلوبًا.

10. الأسئلة المتكررة (FAQ)

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

ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي الوحيد الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية أعلى. يتم اشتقاق الطول الموجي السائد (λd) من مخطط لونية CIE ويمثل اللون المدرك للضوء؛ إنه الطول الموجي الوحيد الذي يطابق الإحساس باللون. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذا الأخضر، غالبًا ما تكون قريبة ولكنها ليست متطابقة.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 ملي أمبير بشكل مستمر؟

ج: بينما 30 ملي أمبير هو الحد الأقصى المطلق لتصنيف التيار الأمامي المستمر، إلا أنها ليست حالة التشغيل الموصى بها. التشغيل عند الحد الأقصى للتصنيف سيولد المزيد من الحرارة، ويقلل الكفاءة، وقد يقصر عمر LED. حالة الاختبار القياسية وتيار التطبيق النموذجي هو 20 ملي أمبير.

س: لماذا يعتبر تصنيف MSL3 وعملية الخبز مهمين؟

ج: يمكن أن يتبخر الرطوبة الممتصة في العلبة البلاستيكية بسرعة أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، مما يتسبب في انفصال داخلي، أو تشقق، أو "انفجار مثل الفشار". يمكن أن يؤدي ذلك إلى فشل فوري أو مشاكل موثوقية كامنة. يمنع اتباع إجراءات التعامل مع MSL هذا الضرر.

س: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟

ج: يجب عليك تحديد كل من فئة شدة الإضاءة (مثل الفئة 3) وفئة الطول الموجي السائد (مثل الفئة G3) بناءً على متطلبات تطبيقك لاتساق السطوع واللون. وهذا يضمن حصولك على مصابيح LED بأداء ضمن نطاق محدد وضيق.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

فكر في تصميم لافتة رسائل متغيرة خارجية متوسطة الحجم لمرآب سيارات. تحتاج اللافتة إلى أن تكون قابلة للقراءة بوضوح في ضوء النهار من مسافة ومن زاوية اقتراب محددة. سيكون استخدام LTLMR4TG12DA في الفئة 4 لأعلى سطوع والفئة G3 للون أخضر متسق خيارًا مناسبًا. تضمن زاوية الرؤية 25 درجة توجيه الضوء نحو السائقين دون تسرب مفرط، مما يحسن التباين. سيقوم المصمم بإنشاء مصفوفة PCB من هذه المصابيح، مدفوعة بدارات IC قيادة تيار ثابت. ستدير التصميم الحراري الدقيق على لوحة الدوائر المطبوعة ذات القلب المعدني الحرارة، وسيتم اتباع إجراءات التعامل مع MSL3 بدقة أثناء التجميع لضمان موثوقية طويلة الأمد في بيئة خارجية مع تقلبات في درجة الحرارة.

12. مبدأ التشغيل

يعمل الجهاز على مبدأ الإضاءة الكهربائية في مادة شبه موصلة. عند تطبيق جهد أمامي عبر الأنود والكاثود، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من شريحة أشباه الموصلات، والتي تتكون من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) للانبعاث الأخضر. تتحد حاملات الشحنة هذه، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات InGaN الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، يتمحور حول 530 نانومتر (أخضر). تغلف علبة الإيبوكسي الشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتدمج عدسة لتشكيل خرج الضوء إلى نمط الحزمة المطلوب البالغ 25 درجة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا LED للافتات والإضاءة الاحترافية نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين اتساق اللون وتقديمه، وموثوقية أكبر. تتطور تكنولوجيا التغليف أيضًا للسماح بكثافة طاقة أعلى وإدارة حرارية أفضل. بالنسبة للتطبيقات ذات الزوايا الضيقة مثل اللافتات، هناك تركيز على تحقيق تحكم دقيق في الحزمة مباشرة من العلبة بكفاءة بصرية عالية، مما يقلل الحاجة إلى الخسائر المرتبطة بالبصريات الثانوية. كما أن الامتثال البيئي واستخدام المواد المستدامة في التعبئة والتغليف هي أيضًا محركات صناعية مهمة بشكل متزايد.