ورقة بيانات مصباح LED LTLMH4T BR7DA - الأبعاد 4.2x4.2x6.2 مم - الجهد 2.9 فولت - الطاقة 85 ملي واط - اللون الأزرق 470 نانومتر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED LTLMH4T BR7DA هو مصباح LED سطحي عالي السطوع مصمم لتطبيقات الإضاءة المتطلبة. يستخدم هذا الجهاز تقنية أشباه الموصلات المتقدمة من نوع InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) لإنتاج ضوء أزرق بطول موجي سائد يبلغ 470 نانومتر. مغلف بغلاف إيبوكسي أزرق مشتت، وهو مصمم لأداء متميز في تطبيقات لوحات الإعلانات، حيث يوفر نمط إشعاع مضبوطًا دون الحاجة إلى بصريات ثانوية إضافية. يضمن شكله كجهاز سطحي (SMD) التوافق مع خطوط التجميع القياسية عالية الإنتاج لتقنية التركيب السطحي (SMT) وعمليات اللحام بإعادة التدفق الصناعية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا LED ناتج شدة إضاءة عالية يمكن أن يصل إلى 2850 ملي كانديلا (mcd)، مقترنًا باستهلاك منخفض للطاقة لتحقيق كفاءة عالية. تم بناء الغلاف باستخدام مواد إيبوكسي متقدمة توفر مقاومة ممتازة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، مما يعزز موثوقيته للاستخدام الداخلي والخارجي على حد سواء. علاوة على ذلك، يتوافق المنتج مع المعايير البيئية، حيث أنه خالٍ من الرصاص وخالٍ من الهالوجين ومتوافق مع RoHS.

السوق المستهدف لهذا المكون هو في المقام الأول صناعة اللافتات الإعلانية الاحترافية. تشمل تطبيقاته النموذجية لافتات الرسائل المرئية، ولافتات المرور، وأشكال مختلفة من شاشات العرض حيث يكون الإضاءة المتسقة واللامعة والموثوقة أمرًا بالغ الأهمية. تصميم LED مناسب بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب نمط إشعاع سلس وزوايا مشاهدة مضبوطة.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة الحدود التي قد يتجاوزها حدوث تلف دائم لـ LED. يتم تحديد هذه التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 85 ملي واط. يمكن للجهاز تحمل تيار أمامي ذروي يبلغ 100 مللي أمبير، ولكن فقط في ظل ظروف النبض مع دورة عمل 10% أو أقل وعرض نبضة لا يتجاوز 10 مللي ثانية. تصنيف التيار الأمامي المستمر DC هو أكثر تحفظًا عند 25 مللي أمبير. لضمان التشغيل الآمن في درجات الحرارة المرتفعة، يتم تطبيق عامل تخفيض قدره 0.62 مللي أمبير لكل درجة مئوية بشكل خطي بدءًا من 45 درجة مئوية فما فوق. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، بينما يمتد نطاق درجة حرارة التخزين إلى +100 درجة مئوية. بشكل حاسم للتجميع، يمكن لـ LED تحمل ملف تعريف لحام بإعادة التدفق بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

الخصائص الكهربائية والبصرية هي معايير الأداء الرئيسية في ظل ظروف التشغيل العادية، والمحددة أيضًا عند TA=25 درجة مئوية.

• شدة الإضاءة (Iv):يتم قياسها عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، تبلغ شدة الإضاءة قيمة نموذجية تبلغ 1600 ملي كانديلا (mcd)، مع حد أدنى 1000 ملي كانديلا وحد أقصى 2850 ملي كانديلا. يتم تمييز تصنيف Iv على كيس التعبئة، وتتضمن اختبارات الضمان تسامحًا بنسبة ±15%.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):يتميز الجهاز بزاوية مشاهدة نموذجية تبلغ 70/45 درجة. تشير هذه المعلمة، المُعرَّفة على أنها الزاوية المحورية التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية، إلى نمط حزمة ضوئية مركزة بشكل معتدل ومناسب للإضاءة الموجهة.
• الطول الموجي:الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP) هو نموذجيًا 461 نانومتر. يتراوح الطول الموجي السائد (λd)، الذي يحدد اللون المُدرك، من 465 نانومتر إلى 475 نانومتر، بقيمة نموذجية تبلغ 470 نانومتر (أزرق). نصف عرض الخط الطيفي (Δλ) هو نموذجيًا 23 نانومتر.
• الجهد الأمامي (VF):عند IF=20 مللي أمبير، ينخفض الجهد الأمامي نموذجيًا بمقدار 2.9 فولت، مع نطاق من 2.5 فولت إلى 3.5 فولت. هذه المعلمة حاسمة لتصميم دائرة القيادة.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى للتيار العكسي هو 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. من المهم ملاحظة أن هذا الجهاز غير مصمم للعمل في حالة الانحياز العكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتعريف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في التطبيقات الإنتاجية، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعلمات الرئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى أربع مجموعات شدة (BQ, BR, BS, BT) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير. حدود المجموعات هي: BQ (1000-1300 ملي كانديلا)، BR (1300-1700 ملي كانديلا)، BS (1700-2200 ملي كانديلا)، و BT (2200-2850 ملي كانديلا). ينطبق تسامح ±15% على كل حد للمجموعة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

لضمان اتساق اللون، يتم تصنيف الطول الموجي السائد إلى رمزين: B1 (465-470 نانومتر) و B2 (470-475 نانومتر). التسامح لكل حد للمجموعة هو ±1 نانومتر. يشير رقم الجزء LTLMH4T BR7DA إلى مزيج محدد من هذه المجموعات (على سبيل المثال، 'BR' للشدة و '7D' المرجح ارتباطه بمجموعة الطول الموجي، على الرغم من أن تعيين الرمز الدقيق في رقم الجزء غير مفصل بالكامل في المقتطف المقدم).

4. تحليل منحنيات الأداء

على الرغم من أن المنحنيات الرسومية المحددة غير مفصلة في نص المقتطف، فإن منحنيات الأداء النموذجية لمثل هذه المصابيح LED ستشمل:

• منحنى IV (التيار مقابل الجهد):يظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي. وهو ضروري لتحديد نقطة التشغيل والتأثيرات الحرارية على انخفاض الجهد.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يظهر هذا الرسم البياني عادةً علاقة شبه خطية بين تيار القيادة وناتج الضوء ضمن نطاق التشغيل الموصى به، مما يسلط الضوء على كفاءة الجهاز.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح هذا المنحنى تأثير الإخماد الحراري، حيث ينخفض ناتج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. فهم هذا الأمر حيوي للإدارة الحرارية في التطبيق النهائي.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند حوالي 461 نانومتر وعرض الطيف، مما يؤثر على نقاء اللون.

يجب على المصممين الرجوع إلى هذه المنحنيات لتحسين ظروف القيادة وتبديد الحرارة لأداء متسق طوال عمر المنتج.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يحتوي LED على غلاف سطحي مضغوط مستطيل الشكل. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم جسم يبلغ حوالي 4.2 مم (±0.2 مم) في الطول والعرض. الارتفاع الكلي، بما في ذلك العدسة، هو 6.2 مم (±0.5 مم). يتميز الغلاف بحافة بارزة للاستقرار الميكانيكي أثناء التركيب. التسامح لمعظم الأبعاد هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تصميم الوسادة وتحديد القطبية

يحتوي الجهاز على ثلاثة أطراف كهربائية (P1, P2, P3). P1 و P3 هما توصيلات الأنود (+)، بينما P2 هو توصيل الكاثود (-). قد يُستخدم هذا التكوين لتحسين توزيع التيار أو الإدارة الحرارية. يتضمن نمط وسادة اللحام الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وسادة أكبر (غالبًا ما تكون متصلة بـ P3) مصممة خصيصًا للتوصيل بجهاز تبديد حراري أو آلية تبريد لتوزيع الحرارة المتولدة أثناء التشغيل بشكل فعال. يُقترح نصف قطر حشوة (R0.5) في تصميم الوسادة لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

تم تصنيف LED بمستوى الحساسية للرطوبة 3 (MSL3) وفقًا لـ JEDEC J-STD-020. معلمات ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص الموصى بها هي: التسخين المسبق/النقع من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية. يجب أن يكون الوقت فوق درجة حرارة السيولة (217 درجة مئوية) بين 60 و 150 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم الغلاف الذروية (Tp) 260 درجة مئوية، ويجب أن يكون الوقت ضمن 5 درجات مئوية من درجة حرارة التصنيف المحددة (255 درجة مئوية) بحد أقصى 30 ثانية. يجب ألا يتجاوز إجمالي الوقت من 25 درجة مئوية إلى درجة الحرارة الذروية 5 دقائق. يجب ألا يتم إجراء اللحام بإعادة التدفق أكثر من مرتين.

6.2 التخزين والتعامل

يمكن تخزين مصابيح LED في أكياس حاجزة للرطوبة محكمة الغلق لمدة تصل إلى 12 شهرًا عند <30 درجة مئوية و 90% رطوبة نسبية. بعد فتح الكيس، يجب الاحتفاظ بالمكونات تحت <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 المكونات لـ >30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية. يجب إجراء التحميص مرة واحدة فقط.

6.3 التنظيف واللحام اليدوي

إذا كان التنظيف ضروريًا، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل فقط. إذا كان اللحام اليدوي مطلوبًا، فيجب أن يقتصر على مرة واحدة فقط بدرجة حرارة مكواة لا تتجاوز 315 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل وصلة. يجب عدم تطبيق إجهاد خارجي على LED أثناء اللحام وهو في درجة حرارة عالية، ويجب تجنب التبريد السريع من درجة الحرارة الذروية.

7. التغليف ومعلومات الطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز وبكرة. يتم تحديد أبعاد الشريط، مع تباعد جيب يبلغ 8.0 مم (±0.1 مم) وعرض شريط يبلغ 16.0 مم (±0.3 مم). تحتوي كل بكرة على 1000 قطعة، معبأة داخل كيس حاجز للرطوبة مع علامة تحذير من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يتم تعبئة ثلاث بكرات في كل صندوق داخلي (إجمالي 3000 قطعة)، ويتم تعبئة تسعة صناديق داخلية في كل صندوق خارجي (إجمالي 27000 قطعة). في كل شحنة شحن، قد يكون العبوة الأخيرة فقط غير مكتملة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب جيدًا للافتات الداخلية والخارجية، بما في ذلك لافتات الرسائل المرئية، ولافتات المرور، وشاشات العرض العامة للرسائل. تجعل سطوعه العالي وزاوية المشاهدة المضبوطة منه مثاليًا للتطبيقات التي تحتاج فيها الإضاءة إلى أن تكون موجهة نحو المشاهد لأقصى قدر من الوضوح، حتى في ظروف الإضاءة المحيطة.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم سائق تيار ثابت مضبوط على 20 مللي أمبير للتشغيل النموذجي، مع التأكد من بقائه ضمن الحد الأقصى المطلق 25 مللي أمبير تيار مستمر. ضع في اعتبارك التخفيض عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.
• الإدارة الحرارية:قم بتوصيل الوسادة الحرارية المخصصة (P3) بمنطقة نحاسية أو مبدد حراري مخصص على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لنقل الحرارة بعيدًا عن تقاطع LED بشكل فعال، والحفاظ على ناتج الضوء وطول العمر.
• التصميم البصري:توفر العدسة المشتتة المدمجة نمط إشعاع سلس. للأشكال المحددة للحزمة الضوئية، يمكن إضافة بصريات ثانوية، على الرغم من أن الزاوية الأصلية 70/45 درجة غالبًا ما تكون كافية لتطبيقات اللافتات.
• حماية ESD:نفذ احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع، كما هو موضح على العبوة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED السطحية القياسية (مثل عبوات 3528 أو 5050) أو مصابيح LED من نوع PLCC (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي)، يقدم هذا المصباح السطحي مزايا مميزة للافتات. المميز الأساسي له هو تصميم العدسة المتكامل الذي يوفر نمط إشعاع سلس وزوايا مشاهدة مضبوطة وضيقة دون الحاجة إلى عدسة بصرية خارجية إضافية. هذا يبسط التصميم الميكانيكي للافتة، ويقلل عدد المكونات، ويمكن أن يخفض تكلفة التجميع الإجمالية. تتيح شدة الإضاءة العالية في عبوة مضغوطة أيضًا شاشات أكثر سطوعًا أو استخدام عدد أقل من مصابيح LED لكل مساحة لافتة. يوفر الغلاف الإيبوكسي القوي مع مقاومة محسنة للرطوبة والأشعة فوق البنفسجية موثوقية أفضل للتطبيقات الخارجية مقارنة ببعض العبوات السطحية القياسية.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما معنى رقم الجزء LTLMH4T BR7DA؟

ج1: يشفر رقم الجزء خصائص منتج محددة. 'LTLMH4T' يشير على الأرجح إلى عائلة المنتج ونوع العبوة. 'BR' يشير إلى مجموعة شدة الإضاءة (1300-1700 ملي كانديلا). يُفترض أن '7D' يرتبط بمجموعة الطول الموجي السائد (على الأرجح 470-475 نانومتر، B2). تأكد دائمًا من التصنيف الدقيق من ورقة البيانات الكاملة للمورد أو ملصق التعبئة.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر جهد ثابت؟

ج2: غير موصى به. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. جهدها الأمامي له تسامح (2.5 فولت - 3.5 فولت). يمكن أن يؤدي مصدر الجهد الثابت إلى تباين مفرط في التيار بين الوحدات، مما يتسبب في اختلافات في السطوع ويقصر العمر الافتراضي بشكل محتمل. استخدم دائمًا سائق تيار ثابت أو دائرة تحد التيار بنشاط.

س3: لماذا توجد وسادة حرارية (P3)، وهل يجب علي توصيلها؟

ج3: تم تصميم الوسادة الحرارية لنقل الحرارة من شريحة LED إلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يوصى بشدة بتوصيلها بمنطقة نحاسية أو مبدد حراري، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو عند تيار قيادة كامل. تضمن الإدارة الحرارية المناسبة ناتج ضوء مستقر وتعظيم العمر التشغيلي لـ LED.

س4: تقول ورقة البيانات MSL3. ماذا يحدث إذا تجاوزت مدة التعرض للبيئة 168 ساعة؟

ج4: يتعرض LED للرطوبة المحيطة عند تجاوز مدة التعرض للبيئة، والتي يمكن أن تتبخر أثناء اللحام بإعادة التدفق، مما يسبب تلفًا داخليًا للعبوة (\"انفجار\"). إذا تم تجاوز مدة التعرض للبيئة، يجب تحميص المكونات عند 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة قبل اللحام، وفقًا للتعليمات في القسم 8.2.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم لافتة مرور خارجية عالية الوضوح

يقوم مصمم بإنشاء لافتة مرور متغيرة الرسائل تعمل بالطاقة الشمسية. يختار مصباح LED LTLMH4T BR7DA لسطوعه العالي (مجموعة BR، ~1500 ملي كانديلا نموذجيًا) ولونه الأزرق (470 نانومتر). يجب أن تكون اللافتة قابلة للقراءة في ضوء الشمس المباشر. يحسب المصمم أن مجموعة من 100 LED، تعمل عند 18 مللي أمبير (أقل قليلاً من النموذجي لتعزيز طول العمر ومراعاة تباين مدخلات الطاقة الشمسية)، ستوفر شدة إضاءة كافية. يتم اختيار دائرة متكاملة (IC) لسائق تيار ثابت لتشغيل المجموعة بتكوين متسلسل-متوازي. تم تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بمناطق نحاسية كبيرة متصلة بوسائد P3 لكل LED، والتي بدورها متصلة باللوحة الخلفية الألومنيوم لعلبة اللافتة التي تعمل كمبدد حراري. يتم اتباع إجراء التعامل MSL3 بدقة أثناء التجميع لمنع الأعطال المتعلقة بالرطوبة. ينتج عن هذا التصميم لافتة موثوقة ولامعة وفعالة في استهلاك الطاقة ومناسبة للتشغيل الخارجي على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا LED على تقنية أشباه الموصلات InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأزرق عند 470 نانومتر. يخدم المادة المغلقة بالإيبوكسي أغراضًا متعددة: فهي تحمي شريحة أشباه الموصلات الدقيقة، وتعمل كعدسة أولية لتشكيل ناتج الضوء، وتحتوي على جسيمات مشتتة لخلق مظهر موحد. يتضمن الغلاف أيضًا كوبًا عاكسًا لتوجيه الضوء لأعلى وأطرافًا مصممة لكل من التوصيل الكهربائي وتبديد الحرارة.

13. اتجاهات الصناعة والتطور

يستمر سوق LED السطحي في التطور نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وزيادة كثافة الطاقة، وتحسين اتساق اللون وتقديمه. تشمل الاتجاهات ذات الصلة بهذا النوع من المكونات السعي نحو تسامحات تصنيف أضيق لضمان الانتظام في الشاشات الكبيرة، وتطوير مواد الإيبوكسي والسيليكون بمقاومة أكبر للظروف البيئية القاسية (الحرارة، الرطوبة، الأشعة فوق البنفسجية)، ودمج بصريات داخلية أكثر تطورًا للتحكم الدقيق في الحزمة الضوئية. علاوة على ذلك، هناك تركيز متزايد على الاستدامة، مما يدفع التقدم في المواد وعمليات التصنيع لتقليل التأثير البيئي بشكل أكبر. يتم أيضًا تحسين تقنية InGaN الأساسية لدفع حدود الكفاءة وتمكين نطاقات طول موجي جديدة للتطبيقات المتخصصة.