ورقة بيانات مصباح LED للتركيب السطحي LTWMR4DZ3KA - عبوة 4.2x4.2x6.9 مم - جهد 2.6-3.3 فولت - لون أبيض - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة تفاصيل مواصفات مصباح LED عالي السطوع للتركيب السطحي. مُصمم لعمليات التجميع الآلي، يقدم هذا المكون أداءً بصريًا متميزًا في عبوة مدمجة مناسبة لتطبيقات اللافتات المتطلبة.

1.1 المزايا الأساسية وتحديد موقع المنتج

الميزة الأساسية لهذا الـ LED هي تصميمه البصري المتكامل. تتميز العبوة بعدسة توفر نمط إشعاع مضبوط وضيق، مما يلغي الحاجة إلى بصريات ثانوية في العديد من التطبيقات. يؤدي هذا إلى تصميم أكثر انسيابية وتكلفة نظام أقل محتملة. تم تصنيع الجهاز باستخدام مواد إيبوكسي متقدمة توفر مقاومة ممتازة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، مما يعزز موثوقيته للاستخدام الداخلي والخارجي على حد سواء. وهو متوافق بالكامل مع توجيهات RoHS وخالي من الرصاص والهالوجين.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

تم هندسة هذا الـ LED خصيصًا للوحات الإعلان عالية الوضوح. تشمل مجالات تطبيقه الرئيسية لافتات الرسائل المرئية، ومختلف لافتات المرور، ولوحات عرض الرسائل العامة. يجمع بين شدة إضاءة عالية وزاوية مشاهدة مضبوطة، مما يجعله مثاليًا لإنشاء شاشات مضيئة وواضحة مع استخدام فعال للضوء.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

تحليل شامل لحدود تشغيل الجهاز وأدائه تحت الظروف القياسية.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (Pd):100 ملي واط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن للعبوة تبديدها كحرارة.
• التيار الأمامي:تيار أمامي مستمر (IF) بقيمة 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى للتصنيف المستمر. يُسمح بتيار أمامي ذروة بقيمة 100 مللي أمبير فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية).
• التخفيض الحراري:يجب تقليل الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر خطيًا من تصنيفه البالغ 30 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية بمعدل 0.54 مللي أمبير لكل درجة مئوية لدرجات حرارة البيئة (TA) فوق 55 درجة مئوية.
• نطاقات درجة الحرارة:تم تصنيف الجهاز للتشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويمكن تخزينه من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• لحام إعادة التدفق:يمكن للعبوة تحمل درجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ أثناء عملية لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة بيئة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية وتيار أمامي (IF) بقيمة 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من 8500 ملي شمعة كحد أدنى إلى 21000 ملي شمعة كحد أقصى، بقيمة نموذجية تبلغ 15000 ملي شمعة. يتم تصنيف قيمة Iv، ويتم وضع رمز التصنيف على العبوة.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):تُعرف على أنها الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة المحورية (على المحور). القيمة النموذجية هي 35 درجة، مع حد أدنى محدد يبلغ 30 درجة.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 2.6 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.3 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت. من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان الاتساق في التطبيق، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير الأداء الرئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث مجموعات رئيسية بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير:
- المجموعة Y:8500 - 11500 ملي شمعة
- المجموعة Z:11500 - 16000 ملي شمعة
- المجموعة 1:16000 - 21000 ملي شمعة
ينطبق هامش ±15% على حدود كل مجموعة.

3.2 تصنيف اللونية (درجة اللون)

يتم التحكم في نقطة اللون الأبيض من خلال مجموعات إحداثيات اللونية المحددة على مخطط CIE 1931 (x, y). تحدد ورقة البيانات عدة درجات لونية (مثل 6U, 6L, 7U, 7L, 8U, 8L)، كل منها يحدد منطقة رباعية على مخطط اللونية. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات اتساق لوني مضبوط بدقة. بدل القياس لإحداثيات اللون هو ±0.01.

4. معلومات الميكانيكا والعبوة

4.1 أبعاد الشكل الخارجي

يتميز الـ LED بعلبة مستطيلة مع عدسة قبة. تشمل الأبعاد الرئيسية:
- جسم العبوة: 4.2 مم ±0.2 مم × 4.2 مم ±0.2 مم.
- الارتفاع الكلي: 6.9 مم ±0.5 مم.
- يتم توفير تفاصيل تباعد الأطراف والبروز في الرسم التفصيلي. جميع الأبعاد تتضمن المقابلات الإمبراطورية بين قوسين.

4.2 تحديد القطبية وتوصيل الأطراف

يحتوي الجهاز على ثلاثة أطراف (P1, P2, P3). يُحدد P1 و P3 على أنهما الأنود (+)، ويُحدد P2 على أنه الكاثود (-). يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تخطيط وتجميع لوحة الدائرة.

4.3 نمط وسادة اللحام الموصى به

يُقترح تصميم نمط وسادة لتخطيط PCB. يأخذ النمط في الاعتبار الأطراف الثلاثة ويتضمن ملاحظة حول وسادة التبريد. يُوصى بشكل خاص بتوصيل الوسادة المرتبطة بالطرف P3 بمشتت حراري أو آلية تبريد للمساعدة في إدارة الحرارة أثناء التشغيل.

5. إرشادات التجميع والتعامل والموثوقية

5.1 الحساسية للرطوبة والتخزين

يتم تصنيف هذا المكون على أنه مستوى حساسية رطوبة (MSL) 3 وفقًا لـ JEDEC J-STD-020.
- يمكن تخزين مصابيح LED في كيس حاجز للرطوبة غير مفتوح لمدة تصل إلى 12 شهرًا عند <30 درجة مئوية و 90% رطوبة نسبية.
- بمجرد فتح الكيس، يجب الاحتفاظ بالمكونات عند <30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية ويجب لحامها خلال 168 ساعة (7 أيام).
- يلزم الخبز عند 60 درجة مئوية ±5 درجة مئوية لمدة 20 ساعة إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة >10% رطوبة نسبية، أو إذا تجاوزت مدة التعرض في أرضية المصنع 168 ساعة، أو إذا تعرضت المكونات لـ >30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية. يجب إجراء الخبز مرة واحدة فقط.

5.2 عملية اللحام

لحام إعادة التدفق (موصى به):
- التسخين المسبق: 150-200 درجة مئوية.
- الحد الأقصى لوقت التسخين المسبق: 120 ثانية.
- درجة حرارة الذروة: 260 درجة مئوية كحد أقصى.
- الوقت فوق 260 درجة مئوية: 10 ثوانٍ كحد أقصى.
- تم تصميم الجهاز للحام إعادة التدفق ولا يناسب الحام بالغمس. لا ينبغي إجراء إعادة التدفق أكثر من مرتين.
اللحام اليدوي (مكواة):
- الحد الأقصى لدرجة حرارة المكواة: 315 درجة مئوية.
- الحد الأقصى لوقت اللحام لكل طرف: 3 ثوانٍ.
- يجب أن يتم هذا مرة واحدة فقط.

5.3 التنظيف

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

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط حامل بارز على بكرات للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع. يتم تحديد أبعاد الشريط لضمان التوافق مع معدات SMT القياسية. تحتوي كل بكرة كاملة على 1000 قطعة. يتم وضع علامة على البكرة والشريط للإشارة إلى وجود أجهزة حساسة للكهرباء الساكنة (ESD)، مما يتطلب إجراءات تعامل آمنة.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

في تطبيق نموذجي، يتم تشغيل الـ LED بواسطة مصدر تيار ثابت لضمان إخراج إضاءة مستقر وطول عمر. يمكن استخدام مقاوم متسلسل بسيط للتطبيقات الأساسية، ويتم حسابه بناءً على جهد التغذية (Vcc)، والجهد الأمامي للـ LED (VF)، والتيار الأمامي المطلوب (IF): R = (Vcc - VF) / IF. على سبيل المثال، مع مصدر 5 فولت، و VF بقيمة 3.0 فولت، و IF مستهدف بقيمة 20 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاوم (5V - 3.0V) / 0.02A = 100 أوم. يجب أيضًا مراعاة تصنيف قدرة المقاوم (P = (Vcc - VF) * IF). للتطبيقات عالية الموثوقية أو الدقيقة، يُوصى باستخدام دوائر متكاملة مخصصة لقيادة الـ LED.

7.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (100 ملي واط كحد أقصى)، إلا أن الإدارة الحرارية الفعالة ضرورية للحفاظ على الأداء وعمر التشغيل، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو المصفوفات المتراصة بكثافة. يعمل التوصيل الموصى به لوسادة التبريد (P3) بمنطقة نحاسية على PCB كمشتت حراري. للتصميمات التي تتطلب مصابيح LED متعددة، يجب النظر في ضمان تباعد كافٍ وربما استخدام لوحات دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCBs) لإدارة الحمل الحراري الجماعي.

7.3 التكامل البصري

عدسة زاوية المشاهدة المتكاملة البالغة 35 درجة هي ميزة رئيسية. يجب على المصممين التحقق من أن نمط الحزمة هذا يلبي متطلبات تطبيقهم لتوحيد السطوع ومخروط المشاهدة. لزوايا مشاهدة أوسع، ستكون هناك حاجة إلى نموذج LED مختلف أو موزع ضوئي ثانوي. الحزمة الضيقة مفيدة لتوجيه الضوء بكفاءة إلى منطقة محددة، مثل وجه اللافتة، مع الحد الأدنى من التشتت.

8. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED السطحية القياسية (مثل عبوات PLCC)، يقدم هذا الجهاز شدة إضاءة أعلى بكثير في شكل يشبه مصباح الثقب مع حزمة مسبقة التوازي. هذا يلغي تكلفة وتعقيد محاذاة إضافة عدسة بصرية منفصلة. مقارنة بمصابيح LED عالية الطاقة الأخرى، يعمل عند تيار أقل (20 مللي أمبير مقابل 350 مللي أمبير+)، مما يبسط تصميم السائق ويقلل من تحديات الحرارة في النظام مع الاستمرار في تقديم سطوع عالٍ مناسب للافتات.

9. الأسئلة المتكررة (FAQ)

س: ما الفرق بين مجموعات شدة الإضاءة Y و Z و 1؟
ج: تمثل نطاقات مختلفة من الحد الأدنى لإخراج الضوء. المجموعة 1 لديها أعلى إخراج (16000-21000 ملي شمعة)، تليها المجموعة Z (11500-16000 ملي شمعة)، ثم المجموعة Y (8500-11500 ملي شمعة). يعتمد الاختيار على متطلبات السطوع للتطبيق.

س: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟
ج: نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر المصنف. ومع ذلك، في درجات حرارة البيئة المرتفعة (فوق 55 درجة مئوية)، يجب تخفيض التيار كما هو محدد. للحصول على عمر تشغيل أمثل وأداء مستقر، يُوصى بالتشغيل عند أو أقل من 20 مللي أمبير النموذجية.

س: لماذا هناك مدة تعرض 168 ساعة بعد فتح الكيس؟
ج: يشير تصنيف MSL 3 إلى أن العبوة تمتص الرطوبة من الهواء. بعد 168 ساعة في ظروف أرضية المصنع (<30 درجة مئوية/60% رطوبة نسبية)، قد تصل الرطوبة الممتصة إلى مستوى يمكن أن يسبب تلفًا في العبوة (مثل التشقق أو التقشر) أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة. يتجاوز هذا الوقت يتطلب الخبز لإزالة الرطوبة.

س: هل الاحتياط ضد الكهرباء الساكنة (ESD) ضروري؟
ج: نعم. تم وضع علامة على العبوة على أنها تحتوي على أجهزة حساسة للكهرباء الساكنة. يجب اتباع احتياطات التعامل القياسية للـ ESD، مثل استخدام أسوار معصم مؤرضة ومحطات عمل، أثناء التعامل اليدوي لمنع التلف الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي.

10. مبادئ التشغيل والتكنولوجيا

هذا هو مصباح LED أبيض يعتمد على تكنولوجيا أشباه الموصلات من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN). يولد ضوءًا أزرقًا من شريحة InGaN. ثم يقوم هذا الضوء الأزرق بتحفيز طبقة فسفور داخل العبوة. يقوم الفسفور بتحويل جزء من الضوء الأزرق إلى أطوال موجية أطول (أصفر، أحمر)، ويؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء المنبعث من الفسفور إلى إدراك الضوء الأبيض. يحدد المزيج المحدد من الفسفور درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) وإحداثيات اللونية، والتي يتم التحكم فيها من خلال عملية تصنيف درجة اللون. تعمل عبوة الإيبوكسي الشفافة كغلاف وقائي وعنصر بصري أساسي، مشكلة إخراج الضوء إلى زاوية المشاهدة المحددة.