ورقة بيانات مصباح LED LTL-R42FEWADHBPT ذو الثقب المار - اللون الأحمر 625 نانومتر - 2.5 فولت - 52 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مكون LTL-R42FEWADHBPT هو مؤشر للوحة الدوائر (CBI)، ويتكون من حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة (هيكل) مُقترن بمصباح LED محدد. تم تصميم هذا المنتج لتسهيل التركيب المباشر على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). وهو جزء من عائلة متوفية بتكوينات متنوعة، تشمل اتجاهات الرؤية العلوية والزاوية القائمة، بالإضافة إلى مصفوفات أفقية أو رأسية قابلة للتكديس لمرونة التصميم.

1.1 المزايا الأساسية

• سهولة التركيب:يُسهل التصميم ذو الثقب المار والحامل عملية التركيب الموثوقة على لوحة الدوائر.
• كفاءة الطاقة:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS.
• التغليف القياسي:يتم توريده على شكل شريط وبكرة متوافق مع عمليات التجميع الآلي.

1.2 التطبيقات المستهدفة

مصباح المؤشر هذا مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك:

• ملحقات الكمبيوتر ومؤشرات الحالة الداخلية.
• معدات الاتصالات.
• الإلكترونيات الاستهلاكية.
• لوحات التحكم الصناعية والآلات.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):52 ميغاواط كحد أقصى.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):60 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظروف النبض (دورة العمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• تيار الأمام المستمر (I_F):20 مللي أمبير تيار مستمر كحد أقصى.
• تخفيض التيار (Current Derating):مطلوب فوق درجة حرارة محيطة 30°C بمعدل 0.27 مللي أمبير/°C.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-30°C إلى +85°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم القياس عند درجة حرارة محيطة (T_A) قدرها 25°C وتيار أمامي (I_F) قدره 10 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من 3.8 مللي كانديلا كحد أدنى إلى 50 مللي كانديلا كحد أقصى، بقيمة نموذجية 18 مللي كانديلا. يتم تطبيق تسامح اختبار ±15% على حدود التصنيف (Bin).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):حوالي 100 درجة، تُعرف بأنها الزاوية المحورية التي تنخفض فيها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية.
• الطول الموجي القمة (λ_P):630 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 613.5 نانومتر إلى 633 نانومتر، ويحدد اللون المُدرك (الأحمر).
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر، نموذجي.
• جهد الأمام (V_F):2.5 فولت نموذجي، بحد أقصى 2.5 فولت عند 10 مللي أمبير.
• تيار العكس (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي.

3. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات (Bins) بناءً على المعايير البصرية الرئيسية لضمان اتساق اللون والسطوع داخل التطبيق.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم التصنيف عند I_F= 10 مللي أمبير. لكل رمز تصنيف (Bin Code) تسامح ±15% على حدوده.

• 3ST:3.8 – 6.5 مللي كانديلا
• 3UV:6.5 – 11 مللي كانديلا
• 3WX:11 – 18 مللي كانديلا
• 3YZ:18 – 30 مللي كانديلا
• AB:30 – 50 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (اللون)

يتم التصنيف عند I_F= 10 مللي أمبير. التسامح لكل حد تصنيف هو ±1 نانومتر.

• H27:613.5 – 617.0 نانومتر
• H28:617.0 – 621.0 نانومتر
• H29:621.0 – 625.0 نانومتر
• H30:625.0 – 629.0 نانومتر
• H31:629.0 – 633.0 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية لتصميم الدوائر وفهم سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

• شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام:يوضح العلاقة غير الخطية بين تيار التشغيل وإخراج الضوء.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو أمر بالغ الأهمية للإدارة الحرارية.
• جهد الأمام مقابل تيار الأمام:يوضح خاصية I-V للدايود، وهي مهمة لاختيار مقاومات تحديد التيار.
• التوزيع الطيفي:يصور القدرة الإشعاعية النسبية عبر الأطوال الموجية، ومركزها حوالي 630 نانومتر لهذا الـ LED الأحمر.
• نمط زاوية الرؤية:مخطط قطبي يوضح التوزيع المكاني لشدة الإضاءة.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يتميز المكون بتصميم ذو ثقب مار بزاوية قائمة. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مع ما يعادلها بالبوصة).
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم (±0.010 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• الحامل (الهيكل) مصنوع من البلاستيك الأسود أو الرمادي الداكن.
• مصباح LED المدمج أحمر مع عدسة منتشرة حمراء.

5.2 مواصفات التغليف

• الشريط الحامل (Carrier Tape):سبيكة البوليسترين الموصلة السوداء. التسامح التراكمي لمسافة 10 ثقوب سبروكيت هو ±0.20.
• البكرة (Reel):بكرة قياسية 13 بوصة تحتوي على 400 قطعة.
• الصندوق الكرتوني (Carton):
  • يتم تعبئة بكرة واحدة مع مجفف وبطاقة مؤشر الرطوبة في كيس حاجز للرطوبة (MBB).
  • يتم تعبئة 2 MBB في صندوق كرتوني داخلي واحد (إجمالي 800 قطعة).
  • يتم تعبئة 10 صناديق كرتونية داخلية في صندوق كرتوني خارجي واحد (إجمالي 8,000 قطعة).

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. استخدم خلال عام واحد.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب إعادة تدفق المكونات بالأشعة تحت الحمراء (IR-reflow) خلال 168 ساعة (أسبوع واحد) من الفتح. للتخزين لأكثر من 168 ساعة، يُوصى بالخبز (Bake) لمدة 48 ساعة عند 60°C قبل تجميع SMT.

6.2 تشكيل الأطراف (Lead Forming)

يجب إجراء الانحناء عند نقطة على الأقل 2.0 مم من قاعدة عدسة/حامل LED، في درجة الحرارة العادية، وقبلاللحام. لا ينبغي استخدام قاعدة إطار الأطراف (Lead Frame) كنقطة ارتكاز.

6.3 معاملات اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2.0 مم بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة/الحامل.

• اللحام اليدوي (المكواة):أقصى درجة حرارة 350°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط).
• اللحام بالموجة (Wave Soldering):التسخين المسبق إلى أقصى حد 120°C لمدة تصل إلى 100 ثانية. درجة حرارة موجة اللحام القصوى 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ.

6.4 التنظيف

إذا لزم الأمر، قم بالتنظيف فقط باستخدام المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الـ LED مناسب للإشارة إلى الحالة العامة في كل من اللافتات الداخلية والخارجية، وكذلك المعدات الإلكترونية القياسية عبر قطاعات الحوسبة والاتصالات والاستهلاكية والصناعية.

7.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي لتحديد تيار الأمام إلى 20 مللي أمبير تيار مستمر أو أقل. يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام جهد الأمام النموذجي (V_F= 2.5 فولت).
• الإدارة الحرارية:لاحظ منحنى تخفيض التيار (Derating) فوق درجة حرارة محيطة 30°C. في البيئات عالية الحرارة أو المساحات المغلقة، قلل تيار التشغيل لمنع تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى.
• الإجهاد الميكانيكي:طبق الحد الأدنى من قوة التثبيت (Clinch Force) أثناء تجميع PCB لتجنب إجهاد حزمة الـ LED. تجنب أي إجهاد خارجي على الأطراف أثناء اللحام بينما يكون الجهاز ساخنًا.
• حماية جهد العكس:نظرًا لأن الجهاز لديه جهد انهيار عكسي منخفض، تأكد من أن تصميم الدائرة يمنع تطبيق انحياز عكسي يتجاوز 5 فولت.

8. الأسئلة الشائعة (FAQs)

8.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λ_P):الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة في أقصى حد (630 نانومتر لهذا الجهاز).الطول الموجي السائد (λ_d):طول موجي واحد مشتق من مخطط لونية CIE يمثل بشكل أفضل اللون المُدرك للضوء (يتراوح من 613.5 إلى 633 نانومتر). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

8.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بمصدر طاقة 5 فولت؟

نعم، لكن مقاومة تحديد التيار إلزامية. على سبيل المثال، لتحقيق I_Fنموذجي قدره 10 مللي أمبير من مصدر 5 فولت: R = (V_supply- V_F) / I_F= (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 أوم. ستكون مقاومة قياسية 240 أوم أو 270 أوم مناسبة.

8.3 لماذا يُعد التخزين والتعامل بعد فتح العبوة أمرًا بالغ الأهمية؟

يمكن لحزم الـ LED امتصاص الرطوبة من الغلاف الجوي. أثناء عملية اللحام بإعادة التدفق (Reflow) عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا ("انفجار الفشار" أو Popcorning)، مما يؤدي إلى الفشل. عملية الخبز (Bake-out) المحددة تزيل هذه الرطوبة الممتصة.

8.4 كيف يمكنني تفسير رموز التصنيف (Bin Codes) على العبوة؟

يحدد رمز التصنيف (مثل 3WX-H29) نطاق شدة الإضاءة (3WX = 11-18 مللي كانديلا) ونطاق الطول الموجي السائد (H29 = 621.0-625.0 نانومتر). بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا، من الضروري تحديد واستخدام مكونات من نفس التصنيف (Bin).

9. مثال عملي للتصميم

السيناريو:تصميم مؤشر تشغيل لجهاز يعمل بجهد 3.3 فولت، يتطلب إشارة حمراء بسطوع متوسط.

1. اختيار المكون:اختر رمز تصنيف مثل 3WX-H30 لسطوع متسق (11-18 مللي كانديلا) ولون (أحمر 625-629 نانومتر).
2. تصميم الدائرة:استهدف I_F= 10 مللي أمبير لعمر طويل وسطوع كافٍ.
   • احسب المقاومة: R = (3.3V - 2.5V) / 0.01A = 80 أوم.
   • استخدم القيمة القياسية الأقرب، على سبيل المثال، 82 أوم.
   • تحقق من الطاقة في المقاومة: P = I²R = (0.01)²* 82 = 0.0082 واط. مقاومة قياسية 1/8 واط أو 1/10 واط كافية.
3. تخطيط PCB:ضع بصمة الـ LED وفقًا لرسم الأبعاد بزاوية قائمة. تأكد من احترام منطقة الاستبعاد البالغة 2.0 مم من قاعدة العدسة في قناع اللحام (Solder Mask) والطبقة النحاسية (Copper Pour).
4. التجميع:اتبع ملف تعريف اللحام بالموجة (Wave Soldering Profile) المحدد، مع التأكد من تسخين PCB مسبقًا وعدم غمر الـ LED بما يتجاوز العمق المسموح به.

10. مبدأ التشغيل

هذا الجهاز هو ديود باعث للضوء (LED). عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الأمام المميز له (V_F)، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المادة شبه الموصلة (AlInGaP لهذا الـ LED الأحمر)، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد للطبقات شبه الموصلة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. تقوم العدسة المنتشرة المدمجة في الحزمة بتشتيت الضوء، مما يخلق زاوية الرؤية الواسعة البالغة 100 درجة المميزة لمصباح المؤشر هذا.

11. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل مصابيح LED ذات الثقب المار حيوية للموثوقية في بعض التطبيقات، فإن الاتجاه الأوسع في الصناعة يتجه نحو حزم الأجهزة المركبة على السطح (SMD) لكثافة أعلى، وتجميع آلي، وأداء حراري أفضل. ومع ذلك، تستمر تفضيل المكونات ذات الثقب المار مثل هذا في التطبيقات التي تتطلب قوة ميكانيكية عالية، أو سهولة التجميع اليدوي/النماذج الأولية، أو حيث يتم استخدام الأسلاك من نقطة إلى نقطة. تستمر التطورات في المواد في تحسين كفاءة وعمر جميع أنواع الـ LED، بما في ذلك مؤشرات الثقب المار.