ورقة بيانات مصباح LED LTL1NHEG6D ذو التركيب المثقوب - غلاف T-1 بقطر 3 مم - جهد أمامي 2.5 فولت - لون أحمر بطول موجي 625 نانومتر - قدرة 54 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED عالي السطوع ذو التركيب المثقوب. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم)، المشهورة بكفاءتها الإضاءية العالية وأدائها الممتاز في طيف الأطوال الموجية الأحمر والبرتقالي والأصفر. تم تصميم المنتج في الغلاف الشعبي T-1 (قطر 3 مم)، مما يجعله مكونًا قياسيًا ومتوافقًا على نطاق واسع للإشارة الحالة والإضاءة عبر العديد من التطبيقات الإلكترونية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED استهلاكه المنخفض للطاقة مقترنًا بإخراج إضاءة عالي، وامتثاله لتوجيهات البيئة الخالية من الرصاص وRoHS، وتصميمه المُحسَّن لسهولة التكامل في لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) ذات التركيب المثقوب. تشمل أسواقه المستهدفة الرئيسية معدات الاتصالات، وملحقات الكمبيوتر، والإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعي التي تتطلب مؤشرات بصرية موثوقة وطويلة الأمد.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تم تصنيف الجهاز لتيار أمامي مستمر أقصى (I_F) قدره 20 مللي أمبير عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية. أقصى تبديد للطاقة هو 54 ميغاواط. للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة قدره 60 مللي أمبير تحت دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. نطاق درجة حرارة التشغيل محدد من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مع نطاق تخزين أوسع من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. عامل التخفيض للتيار الأمامي هو 0.34 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 40 درجة مئوية، مما يعني أن الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر ينخفض مع زيادة درجة الحرارة لمنع التلف الحراري.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معلمات الأداء الرئيسية عندT_A=25 درجة مئوية وI_F=10 مللي أمبير. شدة الإضاءة (I_V) لها قيمة نموذجية تبلغ 65 ميكروكانديلا (mcd)، مع حد أدنى 23 mcd وحد أقصى 110 mcd. الجهد الأمامي (V_F) هو نموذجيًا 2.5 فولت، بحد أقصى 2.5 فولت. الطول الموجي السائد (λ_d) هو 625 نانومتر، مما يحدد لونه الأحمر، مع طول موجي ذروة انبعاث (λ_p) قدره 630 نانومتر. زاوية المشاهدة (2θ_1/2) هي 90 درجة، مما يشير إلى نمط انبعاث ضوئي واسع ومنتشر. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو 20 نانومتر. الحد الأقصى للتيار العكسي (I_R) هو 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت؛ من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل تحت انحياز عكسي.

3. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

يستخدم المنتج نظام تصنيف لفرز الوحدات بناءً على شدة الإضاءة والطول الموجي السائد، مما يضمن الاتساق في تصميم التطبيق.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز مصابيح LED إلى ثلاث فئات للشدة (ZA, BC, DE) بناءً على القياسات عند تيار 10 مللي أمبير. حدود الفئات هي: ZA (23-38 ميكروكانديلا)، BC (38-65 ميكروكانديلا)، و DE (65-110 ميكروكانديلا). ينطبق تسامح ±15% على كل حد من حدود الفئة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

لضمان اتساق اللون، يتم تصنيف الطول الموجي السائد بخطوات 4 نانومتر. الفئات المحددة هي: H28 (617.0-621.0 نانومتر)، H29 (621.0-625.0 نانومتر)، H30 (625.0-629.0 نانومتر)، و H31 (629.0-633.0 نانومتر). يتم الحفاظ على تسامح ضيق قدره ±1 نانومتر لكل حد من حدود الفئة.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى بيانات رسومية محددة في ورقة البيانات، فإن المنحنيات النموذجية لهذا النوع من الأجهزة ستوضح العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة (تُظهر زيادة شبه خطية)، والجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (توضح الخاصية الأسية للدايود)، وتغير شدة الإضاءة مع درجة الحرارة المحيطة (تُظهر انخفاضًا في الإخراج مع ارتفاع درجة الحرارة). سيظهر منحنى التوزيع الطيفي ذروة واحدة تتمحور حول 630 نانومتر مع عرض نصف محدد 20 نانومتر، مما يؤكد انبعاث اللون الأحمر النقي.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

يتم إيواء الـ LED في غلاف إيبوكسي أسطواني قياسي T-1 (قطر 3 مم) مع عدسة حمراء منتشرة. يحدد الرسم التفصيلي الأبعاد الحرجة بما في ذلك قطر الأطراف، وقطر وارتفاع العدسة، والمسافة بين الأطراف. يتم قياس المسافة بين الأطراف حيث تخرج الأطراف من جسم الغلاف. التسامحات للأبعاد الميكانيكية هي نموذجيًا ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم. يتميز الجهاز بنقطة مسطحة على العدسة أو طرف أطول للإشارة إلى قطبية الكاثود (السالبة)، وهو أمر ضروري للتوجيه الصحيح على لوحة الدائرة المطبوعة.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 التخزين والتعامل

يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30 درجة مئوية و70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية الخاصة بها، فيجب استخدامها خلال ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الغلق مع مجفف. لمنع تلف التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، يجب على الموظفين استخدام أساور معصم مؤرضة، ويجب تأريض محطات العمل بشكل صحيح، ويوصى باستخدام مؤينات لتحييد الشحنة الساكنة على العدسة البلاستيكية.

6.2 تشكيل الأطراف (Lead Forming)

يجب إجراء أي ثني للأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة الـ LED، في درجة حرارة الغرفة، وقبل عملية اللحام. لا يجب استخدام قاعدة الـ LED كنقطة ارتكاز أثناء الثني.

6.3 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة خالية لا تقل عن 2 مم بين نقطة اللحام وقاعدة عدسة الإيبوكسي. يجب تجنب غمر العدسة في اللحام. الظروف الموصى بها هي:
مكواة اللحام:بحد أقصى 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط).
اللحام بالموجة:تسخين مسبق إلى حد أقصى 100 درجة مئوية لمدة 60 ثانية، يليه موجة لحام بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ.
اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) غير مناسب لهذا النوع من الغلاف ذي التركيب المثقوب. يمكن أن تسبب درجة الحرارة الزائدة أو الوقت تشوه العدسة أو فشل كارثي.

7. معلومات التغليف والطلب

يتم تغليف مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة. كميات التعبئة القياسية لكل كيس هي 1000، 500، 200، أو 100 قطعة. يتم تعبئة عشرة أكياس في صندوق داخلي (بإجمالي يصل إلى 10,000 قطعة). يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي رئيسي (بإجمالي يصل إلى 80,000 قطعة). قد تكون هناك عبوات غير كاملة فقط في العبوة النهائية من دفعة الشحن. يستخدم رقم الجزء LTL1NHEG6D للطلب، مع رمز التصنيف (على سبيل المثال، للشدة والطول الموجي) يُشار إليه عادةً على ملصق كيس التعبئة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الـ LED مناسب لمؤشرات الحالة والطاقة في مجموعة واسعة من الأجهزة: أجهزة توجيه/مودمات الشبكة، أجهزة الكمبيوتر المكتبية والخوادم، معدات الصوت/الفيديو، الأجهزة المنزلية، الأدوات الكهربائية، ولوحات التحكم الصناعية. سطوعه العالي يجعله مناسبًا أيضًا للإضاءة الخلفية للرموز الصغيرة أو للاستخدام في اللافتات الإعلامية الداخلية/الخارجية حيث تكون الرؤية أمرًا أساسيًا.

8.2 اعتبارات تصميم الدائرة الكهربائية

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED، يُوصىبشدةباستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (الدائرة أ). لا يُنصح بتوصيل عدة مصابيح LED مباشرة على التوازي (الدائرة ب)، لأن الاختلافات الطفيفة في خصائص جهدها الأمامي (V_F) ستسبب توزيعًا غير متساوٍ للتيار وبالتالي سطوعًا غير متساوٍ. يمكن حساب قيمة المقاومة التسلسلية باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED الحمراء القديمة القائمة على GaP (فوسفيد الغاليوم)، يقدم جهاز AlInGaP هذا شدة إضاءة وكفاءة أعلى بكثير لنفس تيار التشغيل. طوله الموجي السائد 625 نانومتر يوفر لونًا أحمر نابضًا بالحياة ومشبعًا. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة 90 درجة مع عدسة منتشرة رؤية جيدة من زوايا مختلفة، على عكس مصابيح LED ذات الحزمة الضيقة. يوفر التصميم ذو التركيب المثقوب قوة ميكانيكية وتوصيل حراري فائقين إلى لوحة الدائرة المطبوعة مقارنة ببعض البدائل ذات التركيب السطحي، مما يمكن أن يكون مفيدًا في بيئات الاهتزاز العالي أو للنماذج الأولية اليدوية.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين الطول الموجي السائد وطول الموجة الذروة؟
ج: الطول الموجي السائد (λ_d) مشتق من مخطط الألوان CIE ويمثل الطول الموجي الفردي الذي يتطابق بشكل أفضل مع اللون المُدرك للضوء بواسطة العين البشرية. طول الموجة الذروة (λ_p) هو الطول الموجي الفعلي الذي يكون عنده إخراج الطاقة الطيفية في أعلى مستوياته. غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين.

س: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بدون مقاومة محددة للتيار؟
ج: لا. توصيل LED مباشرة بمصدر جهد سيسبب تدفق تيار مفرط، مما يدمر الجهاز بسرعة. المقاومة التسلسلية إلزامية للتشغيل الآمن.

س: لماذا يوجد نظام تصنيف (Binning)؟
ج: تسبب الاختلافات التصنيعية اختلافات طفيفة في الأداء. يقوم التصنيف بفرز مصابيح LED إلى مجموعات ذات خصائص مضبوطة بإحكام (الشدة، اللون)، مما يسمح للمصممين باختيار الفئة المناسبة لمتطلبات الاتساق في تطبيقهم.

س: هل هذا الـ LED مناسب للتطبيقات السياراتية؟
ج: ورقة البيانات القياسية هذه لا تحدد مؤهل AEC-Q101 السياراتي. للاستخدام السياراتي، سيكون مطلوبًا نوع منتج مؤهل خصيصًا.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو:تصميم مجموعة من أربعة مؤشرات حالة لوحدة إمداد الطاقة.
التنفيذ:يتم توصيل كل LED (من فئة الشدة DE للرؤية العالية) بسكة 5 فولت عبر مقاومة تسلسلية منفصلة. باستخدام قيمةV_Fالنموذجية البالغة 2.5 فولت وهدفI_Fبقيمة 10 مللي أمبير، تكون قيمة المقاومة R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 أوم. سيتم استخدام مقاومة قياسية 240 أو 270 أوم. يتم تركيب مصابيح LED على لوحة الدائرة المطبوعة مع المسافة الخالية المحددة للأطراف البالغة 2 مم للحام. يضمن هذا التصميم تشغيل كل LED بالتيار الصحيح، مما يوفر سطوعًا موحدًا وموثوقًا عبر المؤشرات الأربعة جميعها.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا الـ LED على مادة أشباه الموصلات AlInGaP المزروعة على ركيزة. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق لأشباه الموصلات، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر عند 625 نانومتر. تعمل عدسة الإيبوكسي على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتشكيل حزمة إخراج الضوء (انتشار 90 درجة)، وتعزيز كفاءة استخراج الضوء.

13. اتجاهات تطور التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا الـ LED نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، وتحسين الموثوقية، وتكلفة أقل. بالنسبة لمصابيح LED من نوع المؤشر، هناك هجرة ثابتة نحو أغلفة أجهزة التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي وتوفير المساحة. ومع ذلك، تظل مصابيح LED ذات التركيب المثقوب حيوية للتطبيقات التي تتطلب متانة ميكانيكية عالية، وتجميع يدوي أسهل للنماذج الأولية أو الإصلاح، وإدارة حرارية فائقة عبر الاتصال المباشر بطبقات النحاس في لوحة الدائرة المطبوعة. تسمح التطورات في تكنولوجيا الفوسفور وتصميم الشرائح أيضًا لمصابيح LED الحديثة بتحقيق نقاء لوني أعلى واتساق عبر دفعات الإنتاج.