ورقة بيانات مصباح LED طراز LTLMH4TGVADA - الأبعاد 4.2x4.2x2.0 مم - الجهد 2.5-3.5 فولت - اللون الأخضر 525 نانومتر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة تفاصيل مواصفات مصباح LED عالي السطوع للتركيب السطحي. تم تصميم هذا الجهاز لخطوط التجميع الحديثة SMT، ويوفر أداءً بصريًا متميزًا في غلاف مضغوط وموثوق مناسب للتطبيقات المتطلبة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح LED إنتاجه العالي لشدة الإضاءة، وانخفاض استهلاك الطاقة، والكفاءة العالية. يستخدم تقنية الإيبوكسي المتقدمة التي توفر مقاومة ممتازة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية. الغلاف خالٍ من الرصاص والهالوجين ومتوافق مع RoHS. تجعله زاوية الرؤية الضيقة النموذجية 100/40 درجة مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب توزيعًا محكمًا للضوء دون الحاجة إلى عدسات بصرية ثانوية إضافية. تشمل الأسواق المستهدفة لافتات الرسائل المرئية، ولافتات المرور، وتطبيقات لافتات الرسائل الأخرى حيث تكون الرؤية والموثوقية أمرًا بالغ الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يعد التحليل الشامل للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية للجهاز أمرًا ضروريًا للتكامل السليم في التصميم.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود لمنع التلف الدائم. تشمل التصنيفات الرئيسية أقصى تبديد للطاقة 105 مللي واط، وتيار أمامي مستمر 30 مللي أمبير، وتيار أمامي ذروي 100 مللي أمبير في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤1/10، عرض النبضة ≤10 مللي ثانية). يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. يمكن للجهاز تحمل لحام إعادة التدفق عند درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس المعلمات الرئيسية التي تحدد أداء الجهاز في ظل ظروف الاختبار القياسية TA=25°C و IF=20mA. تتراوح شدة الإضاءة (Iv) ضمن نطاق نموذجي، مع تحديد الحد الأدنى والأقصى للقيم في جدول التصنيف. يتراوح الجهد الأمامي (VF) من 2.5 فولت إلى 3.5 فولت. يصدر الجهاز ضوءًا أخضر بطول موجي ذروي (λP) نموذجي عند 522 نانومتر وطول موجي مهيمن (λd) يتراوح من 519 نانومتر إلى 539 نانومتر، كما هو محدد برموز التصنيف. يبلغ عرض النطاق النصفي الطيفي (Δλ) نموذجيًا 35 نانومتر. الحد الأقصى للتيار العكسي (IR) هو 10 ميكرو أمبير عند VR=5V، مع ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل العكسي.

2.3 الخصائص الحرارية

يعد إدارة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لطول عمر LED واستقرار أدائه. الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 105 مللي واط عند 25 درجة مئوية. يجب تخفيض التيار الأمامي المستمر خطيًا من 30 مللي أمبير عند 45 درجة مئوية إلى 0 مللي أمبير عند 105 درجة مئوية، بمعدل 0.5 مللي أمبير/درجة مئوية. هذا المنحنى للتقليل حيوي لتصميم الأنظمة التي تعمل في درجات حرارة محيطة مرتفعة.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز الأجهزة إلى فئات بناءً على المعايير الرئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الأجهزة إلى ثلاث فئات رئيسية لشدة الإضاءة (Iv) المقاسة عند IF=20mA: الفئة V (4200-5500 mcd)، والفئة W (5500-7200 mcd)، والفئة X (7200-9300 mcd). يتم تطبيق تسامح ±15% على كل حد للفئة. يتم وضع رمز الفئة المحدد على عبوة المنتج.

3.2 تصنيف الطول الموجي المهيمن

للتحكم الدقيق في اللون، يتم تصنيف الطول الموجي المهيمن (λd) إلى خمس فئات: G1 (519-523 نانومتر)، G2 (523-527 نانومتر)، G3 (527-531 نانومتر)، G4 (531-535 نانومتر)، و G5 (535-539 نانومتر). يتم الحفاظ على تسامح ضيق قدره ±1 نانومتر لكل حد للفئة.

4. تحليل منحنيات الأداء

في حين يتم الإشارة إلى منحنيات أداء رسومية محددة في الوثيقة، يمكن وصف الاتجاهات النموذجية للأداء. ستظهر خاصية التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (I-V) العلاقة الأسية الشائعة في الثنائيات. تكون شدة الإضاءة عادةً دالة شبه خطية للتيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل الموصى به. يتمتع الجهد الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض مع زيادة درجة حرارة التقاطع. قد يتحول الطول الموجي المهيمن قليلاً أيضًا مع تغيرات درجة حرارة التقاطع وتيار القيادة.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالغلاف

5.1 الأبعاد الخارجية

يتميز الجهاز بغلاف مضغوط للتركيب السطحي. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم الجسم بحوالي 4.2 مم ±0.2 مم في الطول والعرض، وارتفاع حوالي 2.0 مم ±0.5 مم. يبلغ الارتفاع الإجمالي للغلاف بما في ذلك الأطراف حوالي 6.2 مم ±0.5 مم. يتم توفير رسم تفصيلي للأبعاد في الوثيقة المصدر، بما في ذلك ملاحظات حول التسامحات وتباعد الأطراف.

5.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادة

يحتوي الجهاز على ثلاثة أطراف: P1 (الأنود)، P2 (الكاثود)، و P3 (الأنود). يتم توفير نمط وسادة لحام موصى به لضمان لحام موثوق وإدارة حرارية فعالة. تشير الملاحظة 2 لنمط الوسادة على وجه التحديد إلى توصيل الوسادة المركزية (P3) بمشتت حراري أو آلية تبريد لتوزيع الحرارة أثناء التشغيل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والتعامل

تم تصنيف المنتج بمستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3 وفقًا لـ JEDEC J-STD-020. في الكيس الحاجز للرطوبة المغلق، يمكن تخزينه لمدة 12 شهرًا عند<30 درجة مئوية و<90% رطوبة نسبية. بعد الفتح، يجب الاحتفاظ بالأجهزة عند<30 درجة مئوية و<60% رطوبة نسبية ويجب لحامها خلال 168 ساعة (7 أيام). يلزم التحميص عند 60 درجة مئوية ±5 درجة مئوية لمدة 20 ساعة إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة >10% رطوبة نسبية، أو إذا تجاوزت مدة التعرض للبيئة 168 ساعة، أو إذا تعرضت لـ >30 درجة مئوية و >60% رطوبة نسبية. يجب إجراء التحميص مرة واحدة فقط.

6.2 عملية اللحام

لحام إعادة التدفق:يوصى بملف لحام إعادة تدفق خالٍ من الرصاص. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260 درجة مئوية، ويجب ألا تزيد المدة فوق 260 درجة مئوية عن 10 ثوانٍ كحد أقصى. يجب أن تكون مرحلة التسخين المسبق في نطاق 150-200 درجة مئوية لمدة تصل إلى 120 ثانية كحد أقصى. يجب ألا يتم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين.
اللحام اليدوي:إذا لزم الأمر، يمكن استخدام مكواة لحام بحد أقصى لدرجة الحرارة 315 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل وصلة. يجب ألا يتم إجراء اللحام اليدوي أكثر من مرة واحدة.
التنظيف:يوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل أو المذيبات الكحولية المماثلة للتنظيف.
ملاحظات مهمة:تم تصميم الجهاز لللحام بإعادة التدفق، وليس لللحام بالغمس. يجب عدم تطبيق إجهاد خارجي أثناء اللحام بينما يكون LED في درجة حرارة عالية. يجب تجنب التبريد السريع من درجة الحرارة القصوى.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد الأجهزة على شريط ناقل بارز ملفوف على بكرات. أبعاد البكرة موحدة. تحتوي كل بكرة على إجمالي 1000 قطعة. يتم تحديد أبعاد الشريط الناقل بالتفصيل في الوثيقة المصدر، بما في ذلك حجم الجيب، والمسافة بينهما، ومواصفات الشريط الغطائي. يتم وضع علامة واضحة على العبوة بأنها تحتوي على أجهزة حساسة للكهرباء الساكنة (ESD) تتطلب إجراءات تعامل آمنة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا المصباح LED مناسب جيدًا لكل من تطبيقات اللافتات الداخلية والخارجية، وكذلك المعدات الإلكترونية العادية. تجعل سطوعه العالي وزاوية رؤيته المحكمة منه مثاليًا للافتات الرسائل المرئية، ولافتات المرور، والعروض المعلوماتية الأخرى حيث تكون الرؤية لمسافات طويلة أو أنماط حزم محددة مطلوبة.

8.2 اعتبارات تصميم الدائرة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل مصباح LED على حدة. قد يؤدي تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي دون مقاومات فردية (كما في الدائرة B في الوثيقة المصدر) إلى اختلافات ملحوظة في السطوع بسبب الاختلافات في خصائص الجهد الأمامي (Vf) لكل جهاز.

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي وارتفاعات الجهد، مما قد يسبب تلفًا دائمًا. يجب اتباع بروتوكولات التعامل مع ESD المناسبة خلال جميع مراحل التجميع والاختبار والتعامل. وهذا يشمل استخدام محطات عمل مؤرضة، وأسوار معصم، وحاويات موصلة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بأغلفة SMD أو PLCC (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي) القياسية، يقدم هذا المصباح السطحي ميزة كبيرة في التحكم البصري. يوفر تصميم العدسة المدمج نمط إشعاع سلسًا وزاوية رؤية ضيقة (100/40° نموذجيًا) دون الحاجة إلى عدسة بصرية خارجية إضافية. وهذا يبسط تصميم المنتج النهائي، ويقلل عدد الأجزاء، ويمكن أن يخفض التكلفة الإجمالية للنظام مع الحفاظ على التحكم الدقيق في الحزمة الضوئية. كما تقدم مادة الإيبوكسي المتقدمة متانة بيئية محسنة للتطبيقات الخارجية.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي المهيمن؟
ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي الذي تكون فيه شدة طيف الانبعاث في أقصى حد لها. يتم اشتقاق الطول الموجي المهيمن (λd) من مخطط اللونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي الذي يحدد بشكل أفضل اللون الملحوظ للضوء للعين البشرية. بالنسبة للمواصفات واتساق اللون، يعتبر الطول الموجي المهيمن المعلمة الأكثر أهمية.

س: لماذا تعتبر المقاومة المحددة للتيار ضرورية لكل مصباح LED على التوازي؟
ج: يتمتع الجهد الأمامي (Vf) لمصابيح LED بتسامح تصنيعي. إذا تم توصيل عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة بمصدر جهد، فإن المصباح LED ذو أقل Vf سيسحب تيارًا أكثر بشكل غير متناسب، مما يؤدي إلى سطوع أعلى وربما ارتفاع درجة الحرارة، بينما يظل الآخرون خافتين. تساعد المقاومة المتسلسلة لكل مصباح LED في موازنة التيار وضمان سطوع موحد.

س: ماذا يعني MSL 3 لعملية الإنتاج الخاصة بي؟
ج: يشير MSL 3 إلى أن الجهاز يمكنه امتصاص مستويات ضارة من الرطوبة من الهواء المحيط. بمجرد فتح الكيس المغلق، لديك 168 ساعة (7 أيام) لإكمال عملية اللحام تحت رطوبة محكمة (<60% رطوبة نسبية،<30 درجة مئوية). يتطلب تجاوز "مدة التعرض للبيئة" هذه تحميص الأجهزة قبل اللحام لطرد الرطوبة ومنع ظاهرة "الفرقعة" أو التقشر أثناء عملية إعادة التدفق عالية الحرارة.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لافتة رسائل خارجية عالية الوضوح.
يقوم مصمم بإنشاء لافتة تحويل مرور تعمل بالطاقة الشمسية ومقاومة للعوامل الجوية. المتطلبات الرئيسية هي السطوع العالي للرؤية نهارًا، وعمر طويل، والموثوقية في درجات الحرارة المختلفة. يتم اختيار هذا المصباح LED لشدة إضاءته العالية (حتى 9300 mcd) وغلافه القوي المقاوم للرطوبة. تسمح زاوية الرؤية الضيقة 100/40° بتوجيه ضوء اللافتة بشكل فعال نحو حركة المرور القادمة، مما يزيد من السطوع الملحوظ دون هدر الضوء. يستخدم المصمم جدول التصنيف لتحديد مصابيح LED من الفئة X للحصول على أقصى سطوع وفئة G محددة (مثل G3) للحصول على لون أخضر متسق عبر اللافتة. يتم تشغيل كل مصباح LED عبر دائرة قيادة تيار ثابت مع مقاومات متسلسلة فردية لضمان التجانس. يتم اتباع نمط وسادة اللحام الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة، مع توصيل الوسادة الحرارية (P3) بمساحات نحاسية كبيرة لتبديد الحرارة، مما يضمن بقاء درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود لموثوقية طويلة الأمد.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تسمى هذه الظاهرة بالانبعاث الكهروضوئي. عند تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n لمادة أشباه الموصلات (في هذه الحالة، InGaN للضوء الأخضر)، تتحد الإلكترونات مع الفجوات داخل الجهاز، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) المحدد للضوء المنبعث بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. تم تصميم العدسة المدمجة لهذا الغلاف SMD لتشكيل وتوجيه هذا الضوء المنبعث إلى نمط إشعاع محدد.

13. الاتجاهات التكنولوجية

يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا LED نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وزيادة كثافة الطاقة، وتحسين تجسيد الألوان واتساقها. تتطور تكنولوجيا التغليف لإدارة أفضل للحرارة المتولدة عند تيارات قيادة أعلى، غالبًا من خلال مسارات حرارية محسنة داخل الغلاف نفسه، مثل الوسادة الحرارية المكشوفة المميزة في هذا الجهاز. هناك أيضًا تركيز على التصغير مع الحفاظ على أو زيادة الإخراج البصري، وتعزيز الموثوقية لتطبيقات البيئات القاسية مثل السيارات واللافتات الخارجية. يدفع السعي نحو الاستدامة نحو مزيد من التخلص من المواد الخطرة وتحسينات في كفاءة التصنيع.