ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL-R42FKFD - قطر T-1 - لون كهرماني منتشر - جهد 2.05 فولت - تيار 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTL-R42FKFD مصباح LED مُثبت عبر الثقب، مُصمم لتطبيقات الإشارة والإشارة الحالة عبر مختلف الأجهزة الإلكترونية. ينتمي إلى عائلة عبوات T-1، التي تتميز بشكلها الأسطواني، مما يجعله مناسبًا للتركيب القياسي على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يستخدم الجهاز مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لرقاقة الإضاءة البرتقالية، والتي يتم تغليفها داخل عدسة إيبوكسي منتشرة باللون الكهرماني. يوفر هذا الانتشار زاوية مشاهدة واسعة وموحدة، مما يجعل LED مرئيًا بسهولة من اتجاهات متعددة، وهو متطلب أساسي لتطبيقات المؤشرات.

تشمل المزايا الأساسية لهذا LED تصميمه لتجميع لوحة الدوائر بسهولة، وانخفاض استهلاك الطاقة مقترنًا بكفاءة إضاءة عالية، والامتثال للمعايير البيئية مثل خلوها من الرصاص وموافقتها لتوجيه RoHS. تشمل أسواقها المستهدفة الرئيسية معدات الاتصالات، وملحقات الكمبيوتر، والإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية حيث تكون هناك حاجة إلى ردود فعل بصرية موثوقة وطويلة الأمد.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تُحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم لـ LED. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى لتبديد الطاقة المستمر هو 75 ملي واط. لا يجب أن يتجاوز تيار التوصيل الأمامي المستمر 30 مللي أمبير أثناء التشغيل العادي. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 60 مللي أمبير تحت ظروف صارمة: دورة عمل 10% أو أقل وعرض نبضة لا يتجاوز 10 مللي ثانية. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية والتخزين بين -40 درجة مئوية و+100 درجة مئوية. معيار حاسم للتجميع هو درجة حرارة لحام الأطراف، المصنفة عند 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ عند القياس على بعد 2.0 مم من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند TA=25 درجة مئوية وتيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، وهي حالة الاختبار القياسية. تبلغ شدة الإضاءة (Iv) قيمة نموذجية قدرها 400 ملي كانديلا (mcd)، مع حد أدنى 140 mcd وحد أقصى 680 mcd. من المهم ملاحظة أن الضمان لـ Iv يتضمن تسامح اختبار ±30%. زاوية المشاهدة (2θ1/2)، المُعرَّفة على أنها الزاوية الكاملة حيث تنخفض الشدة إلى نصف قيمتها المحورية، هي 65 درجة، مما يشير إلى حزمة معتدلة الاتساع.

يتراوح الطول الموجي السائد (λd)، الذي يحدد اللون المُدرك، من 597 نانومتر إلى 612 نانومتر، مما يضعه بقوة في المنطقة الكهرمانية/البرتقالية من الطيف. يبلغ الطول الموجي لذروة الانبعاث (λp) نموذجيًا 611 نانومتر. يقيس جهد التوصيل الأمامي (VF) نموذجيًا 2.05 فولت، مع نطاق من 1.6 فولت إلى 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير. تيار الانعكاس (IR) منخفض جدًا، بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد انعكاس (VR) قدره 5 فولت. يُذكر صراحةً أن الجهاز غير مصمم للعمل العكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. مواصفات جدول التصنيف

يتم فرز المنتج إلى مجموعات بناءً على معيارين رئيسيين لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات خصائص أداء محددة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث مجموعات شدة عند IF=20 مللي أمبير: مجموعة GH (140-240 mcd)، ومجموعة JK (240-400 mcd)، ومجموعة LM (400-680 mcd). التسامح لكل حد مجموعة هو ±30%.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب طولها الموجي السائد إلى خمس فئات: H22 (597.0-600.0 نانومتر)، H23 (600.0-603.0 نانومتر)، H24 (603.0-606.5 نانومتر)، H25 (606.5-610.0 نانومتر)، و H26 (610.0-612.0 نانومتر). التسامح لكل حد مجموعة طول موجي هو ±1 نانومتر. يتم وضع رموز التصنيف لكل من الشدة والطول الموجي على تغليف المنتج، مما يتيح الاختيار الدقيق للتطبيقات الحساسة للون والسطوع.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات نموذجية توضح العلاقة بين المعايير الرئيسية. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن آثارها قياسية. تشمل هذه عادةً منحنى شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار التوصيل الأمامي، الذي يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية حتى تنخفض الكفاءة عند التيارات الأعلى. يُظهر منحنى جهد التوصيل الأمامي مقابل تيار التوصيل الأمامي الخاصية الأسية I-V للدايود. منحنى شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة حاسم، حيث يُظهر انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. بالنسبة لمصابيح LED من نوع AlInGaP، يكون هذا التخفيض كبيرًا. سيظهر رسم توزيع الطيف تركيز الضوء المنبعث حول ذروة 611 نانومتر بعرض نصف طيفي قدره 17 نانومتر.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد المخطط التفصيلي

يتميز LED بعبوة قياسية قطرها T-1 (3 مم). تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمترات (مع معادلاتها بالبوصة)، التسامح القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك، أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم، ويتم قياس تباعد الأطراف حيث تخرج الأطراف من جسم العبوة. سيظهر الرسم الفيزيائي العدسة الأسطوانية، والحافة للجلوس مقابل PCB، والطرفين المحوريين.

5.2 تحديد القطبية

بالنسبة لمصابيح LED من نوع الثقب المار، عادةً ما يتم الإشارة إلى القطبية بطول الطرف (الطرف الأطول هو الأنود، أو الجانب الموجب) وأحيانًا بنقطة مسطحة على حافة العدسة بالقرب من الكاثود (الجانب السالب). الاتجاه الصحيح ضروري لأن جهد الانعكاس فوق 5 فولت يمكن أن يتلف الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تشكيل الأطراف

إذا كانت هناك حاجة لثني الأطراف لتركيب PCB، فيجب إجراء الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة عدسة LED. لا يجب استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز. يجب إجراء التشكيل في درجة حرارة الغرفة وقبل عملية اللحام لتجنب إجهاد العبوة المسخنة.

6.2 معايير اللحام

يتم تناول طريقتين للحام. للحام اليدوي بمكواة: يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة 350 درجة مئوية، وقت اللحام لكل طرف يجب أن يكون 3 ثوانٍ كحد أقصى (مرة واحدة فقط)، ويجب ألا تكون نقطة اللحام أقرب من 2 مم من قاعدة عدسة الإيبوكسي. للحام الموجي: يجب أن تكون درجة حرارة التسخين المسبق بحد أقصى 120 درجة مئوية لمدة تصل إلى 100 ثانية، يجب أن تكون درجة حرارة موجة اللحام بحد أقصى 260 درجة مئوية، يجب أن يكون وقت التلامس بحد أقصى 5 ثوانٍ، ويجب ألا يكون موقع الغمس أقل من 2 مم من قاعدة العدسة. من المهم، يُذكر أن لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء غير مناسب لهذا المنتج من نوع الثقب المار. يمكن أن تؤدي درجة الحرارة أو الوقت المفرط إلى تشوه العدسة أو فشل كارثي.

6.3 التخزين والتعامل

للتخزين، يجب ألا تتجاوز البيئة المحيطة 30 درجة مئوية أو 70% رطوبة نسبية. يُوصى باستخدام مصابيح LED التي تمت إزالتها من تغليفها الأصلي الحاجز للرطوبة في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو في بيئة نيتروجين. يُوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل للتنظيف إذا لزم الأمر.

7. معلومات التغليف والطلب

مواصفات التعبئة القياسية متدرجة: 1000، 500، 200، أو 100 قطعة لكل كيس حاجز للرطوبة مضاد للكهرباء الساكنة. يتم تعبئة عشرة من هذه الأكياس في صندوق داخلي، بإجمالي 10,000 قطعة. ثم يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي رئيسي، مما ينتج عنه إجمالي 80,000 قطعة لكل صندوق خارجي. تلاحظ ورقة البيانات أنه في كل دفعة شحن، قد تكون العبوة النهائية فقط هي غير الممتلئة. رقم الجزء هو LTL-R42FKFD.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تصميم دائرة القيادة

يتم التأكيد على مبدأ أساسي: مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (الدائرة أ). يُنصح بعدم توصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (الدائرة ب) لأن الاختلافات الصغيرة في خاصية جهد التوصيل الأمامي (VF) لكل LED ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، السطوع. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_الإمداد - VF_LED) / I_المطلوب، حيث VF_LED هو جهد التوصيل الأمامي النموذجي أو الأقصى من ورقة البيانات، و I_المطلوب هو تيار التوصيل الأمامي المستهدف (مثل 20 مللي أمبير).

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

يكون LED عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي أو طفرات الطاقة. تشمل التدابير الوقائية: ارتداء المشغلين لسوار معصم موصل أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة، وضمان تأريض جميع المعدات وأسطح العمل بشكل صحيح، واستخدام مؤين لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية أثناء التعامل.

8.3 ملاءمة التطبيق

هذا LED مناسب لكل من اللافتات الداخلية والخارجية، وكذلك المعدات الإلكترونية العادية. لونه الكهرماني مرئي للغاية وغالبًا ما يستخدم لأغراض التحذير، أو الحالة، أو الإشارة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم LTL-R42FKFD، القائم على تقنية AlInGaP، مزايا على التقنيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم). توفر مصابيح LED من نوع AlInGaP عمومًا كفاءة إضاءة أعلى، واستقرارًا أفضل لدرجة الحرارة، ونقاء لون أكثر تشبعًا، خاصة في المناطق الحمراء والبرتقالية والكهرمانية. مقارنة ببعض مصابيح LED عالية الطاقة الحديثة، هذا الجهاز هو نوع مؤشر منخفض الطاقة، يعطي الأولوية للاعتمادية وسهولة الاستخدام وفعالية التكلفة للإشارة الحالة بدلاً من الإضاءة عالية التدفق الضوئي. يوفر تصميمه من نوع الثقب المار متانة ميكانيكية وبساطة للنماذج الأولية والإنتاج مقارنة بأجهزة التركيب السطحي (SMD) في بعض التطبيقات.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: بينما الحد الأقصى المطلق لتيار التوصيل الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير، فإن حالة الاختبار القياسية ونقطة التشغيل النموذجية هي 20 مللي أمبير. التشغيل عند 30 مللي أمبير قد يقلل العمر الافتراضي ويزيد درجة حرارة التقاطع. دائمًا راجع منحنى التخفيض وتأكد من أن تبديد الطاقة (Vf * If) لا يتجاوز 75 ملي واط، مع الأخذ في الاعتبار Vf الفعلي عند تيار تشغيلك.

س: لماذا يوجد تسامح ±30% على حدود مجموعات شدة الإضاءة؟

ج: هذا يأخذ في الاعتبار التباين في القياس في اختبار الإنتاج. يعني ذلك أن LED المسمى في مجموعة 240-400 mcd (JK) يمكن أن يقيس فعليًا بين 168 mcd و 520 mcd عند الاختبار. يجب على المصممين مراعاة هذا الانتشار في تصميمهم البصري.

س: الأطراف طويلة جدًا بالنسبة لـ PCB الخاص بي. هل يمكنني قصها قبل اللحام؟

ج: نعم، يمكن قص الأطراف. ومع ذلك، إذا كنت بحاجة إلى ثنيها بعد ذلك، تأكد من بقاء نقطة الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة العدسة وفقًا لإرشادات تشكيل الأطراف.

س: هل مطلوب مشتت حراري؟

ج: للتشغيل العادي عند 20 مللي أمبير في الهواء الطلق، لا تكون هناك حاجة عادةً لمشتت حراري لمصباح LED مؤشر فردي. ومع ذلك، إذا كانت مصابيح LED متعددة معبأة بكثافة أو تعمل في بيئة درجة حرارة محيطة عالية، فيجب النظر في إدارة الحرارة.

11. أمثلة تطبيقية عملية

المثال 1: مؤشر الطاقة على جهاز استهلاكي:يتم توصيل LTL-R42FKFD واحد على التوالي مع مقاوم مناسب إلى خط 5 فولت. يتم حساب المقاومة كـ (5V - 2.05V) / 0.020A = 147.5 أوم. مقاومة قياسية 150 أوم ستؤدي إلى تيار قدره ~19.7 مللي أمبير، ضمن المواصفات جيدًا. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة أن حالة الطاقة مرئية من زوايا مختلفة في الغرفة.

المثال 2: شريط حالة متعدد LED على معدات صناعية:يتم استخدام خمسة مصابيح LED للإشارة إلى مستويات حالة النظام (مثل: إيقاف، استعداد، نشط، تحذير، عطل). لضمان سطوع موحد، يحتوي كل LED على مقاومة محددة للتيار الخاصة به متصلة بمشغل مشترك أو دبوس متحكم دقيق. باستخدام معلومات التصنيف، يمكن للمصمم تحديد مجموعة طول موجي ضيقة (مثل H24) لاتساق اللون عبر الشريط.

12. مبدأ التشغيل

يعمل LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في تقاطع أشباه الموصلات p-n. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تشغيل الدايود (حوالي 1.6 فولت لهذا الجهاز AlInGaP)، يتم حقق الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p عبر التقاطع. تتحد حاملات الشحنة هذه في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لبلورة أشباه الموصلات AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الكهرماني/البرتقالي. تعمل عدسة الإيبوكسي المنتشرة على حماية الرقاقة شبه الموصلة وتشتيت الضوء لخلق زاوية مشاهدة واسعة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل مصابيح LED من نوع الثقب المار مثل LTL-R42FKFD حيوية للعديد من التطبيقات بسبب متانتها وسهولة التجميع اليدوي، فإن الاتجاه الأوسع في الصناعة هو نحو عبوات أجهزة التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي، وكثافة أعلى، وغالبًا أداء حراري أفضل. ومع ذلك، تحافظ المكونات من نوع الثقب المار على موقع قوي في النماذج الأولية، والمجموعات التعليمية، وبيئات الاهتزاز العالي، والتطبيقات التي تتطلب روابط ميكانيكية قوية. من حيث المواد، تقنية AlInGaP ناضجة ومحسنة للغاية لطيف الأحمر-الكهرماني. يركز التطوير المستمر على تحسين الكفاءة (لومن لكل واط)، وطول العمر، واتساق اللون، وكذلك التوسع في أشكال عبوات جديدة تربط الفجوة بين تصميمات الثقب المار التقليدية وتصميمات SMD المتقدمة.