ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL-R42FTG2H106PT - حامل بزاوية قائمة - أخضر 525 نانومتر - 2.9 فولت 10 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح مؤشر LED يتم تركيبه عبر الثقب. يتكون الجهاز من صمام ثنائي باعث للضوء (LED) أخضر موضوع داخل حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة، مصمم للتركيب المباشر على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). الوظيفة الأساسية هي العمل كمؤشر حالة أو طاقة في المعدات الإلكترونية.

1.1 المزايا الأساسية

• تباين محسّن:يوفر الهيكل الأسود خلفية عالية التباين، مما يحسن وضوح العدسة الخضراء المبعثرة المضاءة.
• كفاءة الطاقة:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS.
• سهولة التجميع:يُسهل تصميم الهيكل القائم بزاوية والقابل للتكديس عمليات التجميع اليدوية أو الآلية المباشرة.
• التعبئة القياسية:يتم توريده على شكل شريط وبكرة مناسب لمعدات التركيب الآلي.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المكون مناسب لمجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• ملحقات الكمبيوتر واللوحات الأم
• معدات الاتصالات (الموجهات، المحولات، أجهزة المودم)
• الإلكترونيات الاستهلاكية (معدات الصوت/الفيديو، الأجهزة المنزلية)
• أنظمة التحكم الصناعية وأجهزة القياس

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):70 ملي واط كحد أقصى. تجاوز هذا الحد يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وتقليل العمر الافتراضي.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):60 مللي أمبير، مسموح به فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل ≤ 10%، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• تيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير مستمر. هذا هو الحد الأقصى الموصى به للتشغيل الموثوق على المدى الطويل.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -30°C إلى +85°C. يتم توصيف الأداء عند 25°C؛ قد يؤثر التشغيل عند درجات الحرارة القصوى على خرج الضوء وجهد الأمامي.
• درجة حرارة اللحام:يمكن للأسلاك أن تتحمل 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، بشرط أن تكون نقطة اللحام على بعد 2.0 مم على الأقل من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

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

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من حد أدنى 180 مللي كانديلا إلى نموذجي 420 مللي كانديلا، بحد أقصى 880 مللي كانديلا. القيمة الفعلية مجمعة (انظر القسم 3). يتبع القياس منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):100 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها على المحور، وهي خاصية للعدسة المبعثرة التي توفر وضوحًا بزاوية واسعة.
• الطول الموجي الذروي (λ_P):526 نانومتر. هذا هو الطول الموجي عند أعلى نقطة في طيف الانبعاث.
• الطول الموجي السائد (λ_d):525 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية، والمشتق من مخطط لونية CIE، ويحدد اللون الأخضر. وهو مجمع من 516 نانومتر إلى 535 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):35 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف؛ يشير عرض النطاق الأضيق إلى لون أخضر أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (V_F):2.9 فولت نموذجي، يتراوح من 2.4 فولت إلى 3.5 فولت عند 10 مللي أمبير. يجب مراعاة هذه المعلمة عند تصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للتشغيل بالتحيز العكسي؛ حالة الاختبار هذه للتوصيف فقط.

3. شرح نظام التجميع

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات تطبيق معين.

3.1 تجميع شدة الإضاءة

يتم تعريف المجموعات لشدة الإضاءة المقاسة عند I_F=10 مللي أمبير. كل حد للمجموعة له تسامح اختبار ±15%.

• مجموعة HJ:180 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 310 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• مجموعة KL:310 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 520 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• مجموعة MN:520 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 880 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

3.2 تجميع الطول الموجي السائد (اللون)

يتم تعريف المجموعات للطول الموجي السائد، الذي يحدد الدرجة الدقيقة للون الأخضر. كل حد للمجموعة له تسامح ±1 نانومتر.

• مجموعة G09:516.0 نانومتر إلى 520.0 نانومتر (أخضر أكثر، طول موجي أقصر)
• مجموعة G10:520.0 نانومتر إلى 527.0 نانومتر (أخضر مركزي)
• مجموعة G11:527.0 نانومتر إلى 535.0 نانومتر (أخضر مصفر، طول موجي أطول)

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الأداء النموذجية (المشار إليها في ورقة البيانات) نظرة ثاقبة على سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة هنا، يتم تحليل آثارها.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

منحنى I-V غير خطي. يزداد الجهد الأمامي (V_F) مع التيار ولكن له معامل درجة حرارة موجب - فهو ينخفض مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع لتيار معين. يجب أخذ ذلك في الاعتبار في تصميمات محرك التيار الثابت.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

خرج الضوء يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل الموصى به. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند تيارات عالية جدًا بسبب زيادة التأثيرات الحرارية. سيوفر التشغيل بالقرب من الحد الأقصى للتيار المستمر (20 مللي أمبير) أقصى سطوع ولكنه قد يؤثر على الموثوقية طويلة المدى مقارنة بتيار تشغيل أقل.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

عادة ما تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة التقاطع. ستؤثر قدرة الجهاز على تبديد الحرارة من خلال أسلاكه ولوحة الدوائر المطبوعة على سطوعه المستدام في التطبيق. يشير نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-30°C إلى +85°C) إلى أداء قوي عبر البيئات، على الرغم من أن خرج الضوء عند النهايات سيختلف عن المواصفات عند 25°C.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية والتركيب

يتميز المكون بتصميم بزاوية قائمة، مما يسمح بتركيبه على حافة لوحة الدوائر المطبوعة مع توجيه العدسة بشكل عمودي على سطح اللوحة. تشمل الملاحظات الأبعادية الحرجة:

• جميع الأبعاد بالمليمترات.
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك على الرسم.
• مادة الهيكل هي بلاستيك أسود/رمادي داكن.
• يجب تشكيل الأسلاك، إذا لزم الأمر، عند نقطة لا تقل عن 2 مم من قاعدة العدسة/الحامل لتجنب تلف الإجهاد.

5.2 تحديد القطبية

يشار إلى القطبية من خلال الهيكل المادي للحامل أو طول السلك (عادةً، السلك الأطول هو الأنود). يجب الرجوع إلى رسم ورقة البيانات لطريقة التعريف الدقيقة لرقم الجزء المحدد هذا لضمان الاتجاه الصحيح أثناء التجميع.

5.3 التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد المكون على شريط ناقل بارز ملفوف على بكرة قطر 13 بوصة.

• الشريط الناقل:مصنوع من سبيكة البوليستيرين الموصلة السوداء، بسمك 0.50 مم (±0.06 مم).
• سعة البكرة:350 قطعة لكل بكرة.
• تسامح المسافة:التسامح التراكمي لـ 10 فتحات مسننة هو ±0.20 مم، مما يضمن التوافق مع آلات الالتقاط والوضع الآلية.

5.4 التعبئة بالكرتون

للشحن السائب والحماية من الرطوبة:

• يتم تعبئة بكرتين (700 قطعة إجمالاً) مع بطاقة مؤشر الرطوبة ومجففات في كيس حاجز الرطوبة (MBB) واحد.
• يتم تعبئة كيس MBB واحد في صندوق داخلي.
• يتم تعبئة 10 صناديق داخلية (7000 قطعة إجمالاً) في صندوق خارجي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ظروف التخزين

• العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ ختم العبوة.
• العبوة المفتوحة:إذا تم فتح كيس MBB، فيجب تخزين المكونات عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يوصى بشدة بإكمال لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام) من الفتح.
• التخزين الممتد (المفتوح):للتخزين لأكثر من 168 ساعة، قم بالخبز عند 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل تجميع SMT لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع تلف "الانفجار" أثناء إعادة التدفق.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، استخدم فقط المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل. تجنب المنظفات الكيميائية القاسية أو العدوانية.

6.3 تشكيل الأسلاك وتركيب PCB

• قم بأي ثني للأسلاكقبلاللحام، في درجة حرارة الغرفة.
• اثني الأسلاك عند نقطة ≥2 مم من قاعدة العدسة/الحامل. لا تستخدم جسم الحامل كنقطة ارتكاز.
• أثناء إدخال PCB، قم بتطبيق الحد الأدنى من قوة التثبيت اللازمة لتجنب فرض إجهاد ميكانيكي مفرط على حزمة LED.

6.4 معلمات عملية اللحام

حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة/الحامل.

• اللحام اليدوي (المكواة):
  • درجة الحرارة: ≤ 350°C
  • الوقت: ≤ 3 ثوانٍ لكل وصلة
• اللحام بالموجة:
  • درجة حرارة التسخين المسبق: ≤ 120°C
  • وقت التسخين المسبق: ≤ 100 ثانية
  • درجة حرارة موجة اللحام: ≤ 260°C
  • وقت التلامس: ≤ 5 ثوانٍ
  • موضع الغمس: ≥2 مم من قاعدة العدسة
• لحام إعادة التدفق (عملية SMT للحامل نفسه إذا كان ذلك مناسبًا):
  • التسخين المسبق/النقع: من 150°C إلى 200°C على مدى ≤100 ثانية
  • الوقت فوق السائل (T_L=217°C): 60-150 ثانية
  • درجة الحرارة القصوى (T_P): 250°C كحد أقصى
  • درجة حرارة التصنيف المحددة (T_C): 245°C

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتم تشغيل هذا LED عادةً بواسطة مصدر تيار ثابت، أو بشكل أكثر شيوعًا، مصدر جهد مع مقاومة محددة للتيار على التوالي. يمكن حساب قيمة المقاومة (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. استخدم الحد الأقصى لـ V_Fمن ورقة البيانات (3.5 فولت) لضمان تلبية الحد الأدنى المطلوب من التيار تحت جميع الظروف. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت وهدف I_Fبقدر 10 مللي أمبير: R_s= (5V - 3.5V) / 0.01A = 150 Ω. ستكون مقاومة قياسية 150Ω أو 160Ω مناسبة.

7.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (70 ملي واط كحد أقصى)، فإن التصميم الحراري المناسب يطيل العمر الافتراضي ويحافظ على السطوع. تأكد من أن لوحة الدوائر المطبوعة لديها مساحة نحاسية كافية متصلة بأسلاك LED لتعمل كمشتت حراري، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من الحد الأقصى للتيار أو في درجات حرارة محيطة عالية.

7.3 التصميم البصري

توفر العدسة المبعثرة المدمجة زاوية رؤية واسعة ومتساوية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب أنابيب ضوئية أو تشتيتًا إضافيًا، تجعل الزاوية الواسعة الأولية هذا LED مرشحًا جيدًا. يقلل الهيكل الأسود من الانعكاسات الداخلية وتسرب الضوء، مما يحسن التباين.

8. الأسئلة الشائعة (FAQs)

8.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λ_P)هو الطول الموجي الفعلي الذي يصدر فيه LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية.الطول الموجي السائد (λ_d)هي قيمة محسوبة تعتمد على إدراك اللون البشري (مخطط CIE) وتمثل بشكل أفضل اللون الذي نراه. بالنسبة لـ LED أخضر أحادي اللون، غالبًا ما يكونان قريبين، لكن λ_dهي المعلمة الحرجة لمطابقة الألوان في التطبيق.

8.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 3.3 فولت بدون مقاومة؟

غير موصى به.يتراوح جهد الأمامي من 2.4 فولت إلى 3.5 فولت. عند 3.3 فولت، سيتعرض LED ذو V_Fمنخفض (مثلاً 2.5 فولت) لتيار كبير وغير مسيطر عليه، مما قد يتجاوز تصنيفه الأقصى ويسبب فشلاً فوريًا أو تدريجيًا. استخدم دائمًا آلية تحديد التيار.

8.3 لماذا تعتبر مدة الصلاحية البالغة 168 ساعة بعد فتح كيس MBB مهمة؟

يمكن لحزم LED البلاستيكية امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن لهذه الرطوبة المحبوسة أن تتبخر بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يؤدي إلى تقشير الحزمة أو تشقق عدسة الإيبوكسي ("الانفجار"). يعد حد 168 ساعة وإجراء الخبز أمرًا بالغ الأهمية لمنع عيب التصنيع هذا.

9. مثال عملي لحالة الاستخدام

السيناريو:تصميم مؤشر طاقة لمحول شبكة.

• المتطلبات:ضوء أخضر واضح بزاوية واسعة مرئي من اللوحة الأمامية.
• اختيار المكون:تم اختيار LTL-R42FTG2H106PT لتركيبه بزاوية قائمة (مناسب للوحات الدوائر المطبوعة العمودية خلف اللوحة)، وزاوية رؤية واسعة 100°، وسطوع مناسب.
• تصميم الدائرة:مصدر الطاقة المنطقي الداخلي للمحول هو 3.3 فولت. باستخدام الصيغة مع أقصى V_F=3.5 فولت وهدف I_F=8 مللي أمبير (لحياة طويلة وسطوع كافٍ): R_s= (3.3V - 3.5V) / 0.008A. هذا يعطي قيمة سالبة، مما يشير إلى أن 3.3 فولت قد لا تكون كافية لتشغيل جميع الوحدات بشكل موثوق. لذلك، يتم استخدام خط إمداد الطاقة 5 فولت بدلاً من ذلك: R_s= (5V - 3.5V) / 0.008A = 187.5 Ω. تم اختيار مقاومة 180Ω أو 200Ω.
• التخطيط:يتم وضع LED على حافة PCB. يتم توصيل السلكين بمساحات نحاسية صغيرة للمساعدة في تبديد الحرارة. يتم اتباع تعليمات التجميع لثني الأسلاك ومسافة اللحام بدقة.
• النتيجة:مؤشر طاقة موثوق وذو سطوع ثابت يلبي جميع متطلبات التصميم والتصنيع.

10. مبدأ التشغيل

هذا الجهاز هو صمام ثنائي باعث للضوء (LED). يعمل على مبدأ الإضاءة الكهربائية في مادة شبه موصلة (InGaN للضوء الأخضر). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لأشباه الموصلات من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN) الطول الموجي للضوء المنبعث، في هذه الحالة، يتركز في الطيف الأخضر (~525 نانومتر). تقوم العدسة المبعثرة المدمجة بتشتيت الضوء، مما يخلق نمط حزمة موحدًا وعريضًا.

11. اتجاهات التكنولوجيا

تبقى مصابيح LED ذات الثقب المار مع حوامل منفصلة ذات صلة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية، وسهولة التجميع اليدوي، والإصلاح، أو حيث يكون اللحام بالموجة هو العملية الأساسية. ومع ذلك، يستمر الاتجاه الصناعي لمؤشرات الحالة نحو مصابيح LED ذات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) بسبب بصمتها الأصغر، وملاءمتها للتجميع الآلي بالكامل، ومظهرها المنخفض. يوفر تصميم الثقب المار بزاوية قائمة ميزة ميكانيكية محددة للتركيب على اللوحات التي تحاكيها بعض حلول SMD بحزم ذات رؤية جانبية. تركز التطورات في تكنولوجيا LED على زيادة الكفاءة (المزيد من الضوء لكل واط)، وتحسين اتساق اللون، وتعزيز الموثوقية تحت ظروف درجة الحرارة والرطوبة الأعلى.