ورقة بيانات مصباح LED أصفر LTLMR4YVX3DA - الحجم 4.2x4.2x6.9 مم - الجهد 1.8-2.4 فولت - الطاقة 120 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LTLMR4YVX3DA هو مصباح LED عالي السطوع مصمم للتركيب السطحي لتطبيقات اللافتات المتطلبة. يستخدم شريحة AllnGaP صفراء مغلفة في عبوة مبعثرة، لتقديم إخراج ضوئي مكثف بزاوية مشاهدة مضبوطة. فلسفة التصميم الأساسية له ترتكز على الموثوقية والتوافق مع عمليات تجميع تقنية التركيب السطحي الصناعية القياسية (SMT)، بما في ذلك لحام الريفو الخالي من الرصاص.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

يقدم هذا الجهاز عدة مزايا رئيسية تميزه عن حزم SMD أو PLCC القياسية. ميزته الأساسية هي نمط إشعاع سلس وزاوية مشاهدة ضيقة ومحددة جيدًا تبلغ عادة 35 درجة. يتم تحقيق هذه الخاصية البصرية من خلال تصميم العدسة المحدد، مما يلغي الحاجة إلى عدسات بصرية خارجية إضافية في العديد من التطبيقات، وبالتالي تبسيط التصميم وتقليل تكلفة النظام. تستخدم العبوة تقنية إيبوكسي متقدمة، توفر مقاومة فائقة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، وهو أمر بالغ الأهمية للموثوقية الخارجية وطويلة الأجل.

الأسواق المستهدفة هي التطبيقات التي تتطلب وضوحًا عاليًا وموثوقية، مثل لافتات الرسائل المرئية، وإشارات المرور، ومختلف شاشات عرض الرسائل الداخلية/الخارجية. هيكلها خالٍ من الرصاص والهالوجين ومتوافق بالكامل مع توجيهات RoHS البيئية.

2. تحليل المعلمات التقنية

تحليل مفصل وموضوعي للخصائص الكهربائية والبصرية أمر ضروري لتصميم الدائرة المناسب وتوقع الأداء.

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. أقصى تبديد للطاقة هو 120 مللي واط عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. لا يجب أن يتجاوز تيار الأمام المستمر 50 مللي أمبير. للتشغيل النبضي، يسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 120 مللي أمبير تحت ظروف محددة (دورة عمل ≤1/10، عرض النبضة ≤10 ميكروثانية). معلمة حرجة هي عامل التخفيض لتيار الأمام: فوق 45 درجة مئوية، ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر خطيًا بمعدل 0.75 مللي أمبير لكل درجة مئوية. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، ويمكن التخزين من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. يمكن للجهاز تحمل درجة حرارة ذروة لحام الريفو تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تم القياس عند TA=25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي (IF) قدره 20 مللي أمبير، المعلمات الرئيسية هي:

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 5500 ميكروكانديلا إلى حد أقصى 12000 ميكروكانديلا. تقع القيمة النموذجية ضمن هذا النطاق. يتم تطبيق تسامح اختبار ±15% على حدود التصنيف.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة نصف القيمة القصوى. القيمة النموذجية هي 35 درجة (30 درجة كحد أدنى)، مع تسامح قياس ±2 درجة.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λP):عادة 594 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 584.5 نانومتر إلى 594.5 نانومتر، مما يحدد اللون الأصفر المُدرك.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عادة 15 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأصفر.
• جهد الأمام (VF):يتراوح من 1.8 فولت إلى 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير.
• تيار العكس (IR):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للتشغيل بالتحيز العكسي؛ هذا الاختبار هو للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات. يستخدم LTLMR4YVX3DA نظام تصنيف ثلاثي الأبعاد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم التصنيف عند IF=20 مللي أمبير. يحدد رمز التصنيف (W، X، Y) نطاقًا من الحد الأدنى إلى الأقصى لشدة الإضاءة بالميكروكانديلا (mcd). كل حد تصنيف له تسامح ±15%.
W: 5500 - 7200 ميكروكانديلا
X: 7200 - 9300 ميكروكانديلا
Y: 9300 - 12000 ميكروكانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التصنيف عند IF=20 مللي أمبير. يحدد رمز التصنيف (Y1، Y2، Y3، Y4) نطاقًا من الحد الأدنى إلى الأقصى للطول الموجي السائد بالنانومتر (nm). كل حد تصنيف له تسامح ±1 نانومتر.
Y1: 584.5 - 587.0 نانومتر
Y2: 587.0 - 589.5 نانومتر
Y3: 589.5 - 592.0 نانومتر
Y4: 592.0 - 594.5 نانومتر

3.3 تصنيف جهد الأمام

يتم التصنيف عند IF=20 مللي أمبير. يحدد رمز التصنيف (1A، 2A، 3A) نطاقًا من الحد الأدنى إلى الأقصى لجهد الأمام بالفولت (V). كل حد تصنيف له تسامح ±0.1 فولت.
1A: 1.8 - 2.0 فولت
2A: 2.0 - 2.2 فولت
3A: 2.2 - 2.4 فولت

4. المعلومات الميكانيكية والعبوة

4.1 الأبعاد الخارجية

للجهاز بصمة 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. تباعد الأطراف (حيث تخرج الأطراف من العبوة) هو 2.0 مم ±0.5 مم. جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح عام ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يُسمح ببروز صغير من الراتنج تحت الحافة، بحد أقصى للارتفاع 1.0 مم.

4.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادة

المكون له ثلاثة أطراف (P1، P2، P3). P1 و P3 هما توصيلات الأنود، بينما P2 هو الكاثود. يجب مراعاة هذا التكوين بعناية أثناء تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة. يتم توفير نمط وسادة لحام موصى به لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة واستقرار ميكانيكي أثناء الريفو. يتضمن تصميم الوسادة زوايا مستديرة (R0.5) لمنع جسور اللحام وضمان اتصالات موثوقة.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. هذا الجهاز حساس للرطوبة من المستوى 3 (MSL3) وفقًا لـ JEDEC J-STD-020.

5.1 التخزين والتعامل

يمكن تخزين مصابيح LED في كيس حاجز للرطوبة غير مفتوح (مع مجفف) عند <30 درجة مئوية و 90% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى 12 شهرًا. بعد فتح الكيس، يجب الاحتفاظ بالمكونات تحت <30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية ويجب إكمال اللحام خلال 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 للبيئة 168 ساعة، أو تعرضت المكونات لـ >30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية. يجب إجراء التجفيف مرة واحدة فقط.

5.2 ملف لحام الريفو

يوصى بملف ريفو خالٍ من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية: مرحلة التسخين المسبق/النقع من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية؛ وقت فوق السائل (217 درجة مئوية) بين 60 و 150 ثانية؛ درجة حرارة الذروة (Tp) بحد أقصى 260 درجة مئوية؛ ووقت ضمن 5 درجات مئوية من درجة حرارة التصنيف المحددة (255 درجة مئوية) لمدة أقصاها 30 ثانية. لا يجب أن يتجاوز الوقت الإجمالي 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.

6. مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز للتركيب الآلي. يتم تحديد أبعاد الشريط، مع جيوب مصممة لحمل جسم 4.2 مم × 4.2 مم بشكل آمن. التعبئة القياسية تشمل 1000 قطعة لكل بكرة. للشحن بالجملة: توضع بكرة واحدة في كيس حاجز للرطوبة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة؛ يتم تعبئة ثلاثة من هذه الأكياس في صندوق داخلي (3000 قطعة إجمالاً)؛ ويتم تعبئة عشرة صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي (30000 قطعة إجمالاً). قد لا تكون العبوة الأخيرة في دفعة الشحن ممتلئة.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب بشكل مثالي للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا عاليًا ووضوحًا جيدًا في ظروف إضاءة مختلفة. الاستخدامات الأساسية تشمل:
- لافتات الرسائل المرئية:للعروض واسعة النطاق حيث يكون اتساق اللون والسطوع عبر العديد من البكسل أمرًا بالغ الأهمية.
- إشارات المرور:الاستفادة من شدته العالية وموثوقيته للإشارات الحرجة للسلامة.
- لافتات الرسائل العامة:الداخلية والخارجية على حد سواء، مستفيدة من مقاومتها للرطوبة وزاوية المشاهدة المضبوطة.

7.2 اعتبارات التصميم

قيادة التيار:يوصى بشدة باستخدام سائق تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد ثابت لضمان إخراج ضوئي مستقر ومنع الانحراف الحراري. يجب أن يعمل التصميم بأقل بكثير من الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر البالغ 50 مللي أمبير، عادة عند أو بالقرب من تيار الاختبار البالغ 20 مللي أمبير للمواصفات المضمونة.
الإدارة الحرارية:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (120 مللي واط كحد أقصى)، فإن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة المناسب مع تخفيف حراري كافٍ، وإذا لزم الأمر، وسادة نحاسية صغيرة لتبديد الحرارة، سيعزز العمر الافتراضي ويحافظ على الأداء، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بتيارات أعلى.
التكامل البصري:قد تكون زاوية المشاهدة المدمجة البالغة 35 درجة كافية للعديد من التطبيقات. لأنماط حزم مختلفة، يمكن استخدام بصريات ثانوية، لكن تصميم العدسة الأولي يوفر نمط إشعاع سلس كنقطة بداية.
حماية ESD:على الرغم من عدم ذكرها صراحة في ورقة البيانات، يجب مراعاة احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل وتجميع جميع مكونات LED.

8. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED SMD القياسية 3528 أو 5050، تم تصميم عبوة LTLMR4YVX3DA خصيصًا للإضاءة الاتجاهية عالية الكثافة في اللافتات. المميز الرئيسي لها هو العدسة المدمجة التي توفر زاوية مشاهدة مضبوطة وضيقة دون بصريات مضافة، وهي ليست ميزة قياسية في حزم SMD العامة. يوفر استخدام تقنية AllnGaP للضوء الأصفر كفاءة أعلى واستقرارًا حراريًا أفضل مقارنة بالتكنولوجيات القديمة مثل مصابيح LED البيضاء المحولة بالفوسفور المستخدمة للفلاتر الصفراء. متانة العبوة (مقاومة الرطوبة والأشعة فوق البنفسجية) تضعها أيضًا فوق العديد من مصابيح LED SMD الأساسية المخصصة في المقام الأول للاستخدام الداخلي.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟
ج: طول موجة الذروة (λP=594 نانومتر) هو الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة في الحد الأقصى. الطول الموجي السائد (λd=584.5-594.5 نانومتر) مشتق من إحداثيات اللون ويمثل الطول الموجي الوحيد للون الطيفي النقي الذي يتطابق مع اللون المُدرك لـ LED. الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

س: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟
ج: يجب عليك تحديد رموز للشدة (مثل Y)، والطول الموجي (مثل Y3)، والجهد (مثل 2A) للحصول على دفعة متسقة. رقم الجزء LTLMR4YVX3DA يشير إلى اختيارات تصنيف محددة (Y للشدة، VX لمجموعات الطول الموجي/الجهد). استشر المورد للحصول على تعيين التصنيف الدقيق للاحقة رقم الجزء.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 3.3 فولت؟
ج: لا يوصى بالاتصال المباشر بمصدر 3.3 فولت ومن المحتمل أن يدمر LED بسبب التيار المفرط. يجب عليك استخدام مقاومة محددة للتيار أو، يفضل، دائرة سائق تيار ثابت. جهد الأمام هو فقط 1.8-2.4 فولت، لذلك يجب تبديد الجهد الزائد عبر المقاوم المتسلسل أو المنظم.

س: لماذا مستوى الحساسية للرطوبة (MSL3) مهم؟
ج: أثناء لحام الريفو، يمكن للرطوبة المحتبسة داخل العبوة البلاستيكية أن تتبخر بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو \"انفجارًا\"، مما يشقق العبوة ويدمر LED. الالتزام بمدة التعرض للبيئة البالغة 168 ساعة بعد فتح الكيس واتباع إجراءات التجفيف عند الحاجة أمر ضروري لعائد تجميع عالٍ.

10. حالة تصميم واستخدام عملية

السيناريو: تصميم لافتة تحذير مرور مدمجة.
يحتاج المصمم إلى ضوء أصفر وامض عالي الوضوح. يختار LTLMR4YVX3DA لشدته العالية (اختيار تصنيف Y لأقصى سطوع) وزاوية المشاهدة الضيقة لضمان توجيه الضوء نحو السائقين القادمين. يصمم لوحة دوائر مطبوعة بنمط الوسادة الموصى به. تستخدم دائرة بسيطة دبوس PWM لوحدة تحكم دقيقة لقيادة مصرف تيار ثابت MOSFET مضبوط على 20 مللي أمبير. يتم إبلاغ متطلبات MSL3 إلى ورشة التجميع، التي تبرمج خط SMT لتشغيل هذه الأجزاء خلال 48 ساعة من فتح أكياس حاجز الرطوبة. يتم اختبار اللافتة النهائية لشدة الإضاءة واتساق اللون عبر جميع الوحدات، لتلبية المعايير التنظيمية لمعدات المرور.

11. مبدأ التشغيل

يعتمد هذا LED على تقنية أشباه الموصلات فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AllnGaP). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الصمام الثنائي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من المواد من النوع n والنوع p على التوالي. تتحدان إشعاعيًا، وتطلقان الطاقة في شكل فوتونات. التركيب المحدد لطبقات AllnGaP يحدد طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع طول موجة الضوء المنبعث - في هذه الحالة، في المنطقة الصفراء (~590 نانومتر). يقوم مغلف الإيبوكسي المبعثر بحماية القطعة شبه الموصلة ويعمل أيضًا كعدسة أولية، مشكلاً إخراج الضوء إلى نمط الإشعاع المحدد.

12. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

أحدث تطوير مصابيح LED عالية السطوع من AllnGaP ثورة في إضاءة المؤشرات الملونة واللافتات، حيث قدمت كفاءة فائقة وعمرًا أطول وموثوقية تفوق المصابيح المتوهجة ومصادر الضوء المرشحة. تشمل الاتجاهات الحالية في مجال التطبيق هذا السعي لتحقيق فعالية إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي) لتقليل استهلاك الطاقة في التركيبات الكبيرة. هناك أيضًا تركيز على تحسين اتساق اللون واستقراره مع درجة الحرارة والعمر الافتراضي. علاوة على ذلك، تستمر تكنولوجيا التعبئة في التطور لتوفير إدارة حرارية أفضل، مما يسمح بتيارات قيادة أعلى وبالتالي سطوع أعلى من نفس حجم الشريحة، أو تمكين عمر أطول عند التيارات القياسية. يعد تكامل الإلكترونيات القائدة وواجهات التحكم (مثل للافتات RGB القابلة للعنونة) اتجاهًا مهمًا آخر، على الرغم من أن هذا المكون المحدد يبقى مصدر ضوء منفصل عالي الأداء مصمم للتكامل في أنظمة أكبر.