ورقة بيانات مصباح LED LTL763ENAK ذو التثبيت المار - أحمر 624 نانومتر - 20 مللي أمبير - 430-1880 مكد - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED عالي الأداء ذو التثبيت المار. مُصمم لتطبيقات مؤشرات الحالة والإشارات، يقدم هذا المكون مزيجًا من إخراج ضوئي عالٍ، وموثوقية، ومرونة في التصميم. يتميز الجهاز بشريحة حمراء مقترنة بعدسة شفافة تمامًا، مما ينتج عنه طاقة ضوئية بطول موجي سائد مميز يبلغ 624 نانومتر. يسمح تصميم التغليف ذو التثبيت المار بالتركيب المتعدد الاستخدامات على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو الألواح، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التجميعات الإلكترونية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED شدة إضاءته العالية، التي يمكن أن تصل إلى 1880 ملي كانديلا (مكد)، واستهلاكه المنخفض للطاقة. إنه منتج خالٍ من الرصاص (Pb-free) ومتوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS). تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية لهذا المكون معدات الاتصالات، وملحقات الكمبيوتر، والإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعية التي تتطلب مؤشرات بصرية واضحة ومشرقة.

2. الغوص العميق في المعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم توصيف الجهاز عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25°م. قد يتسبب تجاوز هذه الحدود في حدوث تلف دائم.

• تبديد الطاقة:50 ملي واط كحد أقصى.
• تيار الأمام الذروي:60 مللي أمبير كحد أقصى، قابل للتطبيق في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية).
• تيار الأمام المستمر:30 مللي أمبير كحد أقصى للتشغيل المستمر.
• تخفيض التيار (Derating):تخفيض خطي بدءًا من 30°م بمعدل 0.27 مللي أمبير/°م.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°م إلى +85°م.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°م إلى +100°م.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°م كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم الـ LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معايير الأداء الرئيسية عند TA=25°م مع تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 430 مكد إلى حد أقصى 1880 مكد. القيمة النموذجية هي 900 مكد. يتبع القياس منحنى استجابة العين CIE، وتشمل القيم المضمونة هامش اختبار ±15%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):110 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المحور)، مما يحدد انتشار الحزمة الضوئية.
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λp):632 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):624 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي المستمد من مخطط لونية CIE الذي يحدد اللون المُدرك للـ LED.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأحمر المنبعث.
• جهد الأمام (VF):2.5 فولت نموذجيًا، بحد أقصى 2.5 فولت عند IF=20 مللي أمبير.
• تيار العكس (IR):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم الجهاز للعمل تحت انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق مستويات السطوع للتطبيقات الإنتاجية، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير. يتم وضع رمز المجموعة على كل كيس تغليف.

• رمز المجموعة M:شدة الإضاءة من 430 مكد إلى 620 مكد.
• رمز المجموعة N:شدة الإضاءة من 620 مكد إلى 900 مكد.
• رمز المجموعة P:شدة الإضاءة من 900 مكد إلى 1300 مكد.
• رمز المجموعة Q:شدة الإضاءة من 1300 مكد إلى 1880 مكد.

ينطبق هامش ±15% على حدود كل مجموعة. يسمح هذا النظام للمصممين باختيار درجة السطوع المناسبة لاحتياجات تطبيقهم المحدد، مما يضمن التوحيد البصري عند استخدام عدة مصابيح LED.

4. تحليل منحنيات الأداء

توضح منحنيات الأداء النموذجية العلاقة بين المعايير الرئيسية. هذه المنحنيات ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة.

• شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام:يُظهر هذا المنحنى كيف يزداد إخراج الضوء مع زيادة تيار الأمام. يكون غير خطي نموذجيًا، مما يؤكد على أهمية تنظيم التيار بدلاً من تنظيم الجهد للتحكم في السطوع.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح هذا الرسم البياني تأثير التبريد الحراري، حيث ينخفض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. يجب على المصممين مراعاة هذا التخفيض في البيئات عالية الحرارة.
• جهد الأمام مقابل تيار الأمام:منحنى الخصائص IV هذا حاسم لتصميم دائرة تحديد التيار. يُظهر العلاقة الأسية، مما يبرز الحاجة إلى مقاومة متسلسلة لتثبيت نقطة التشغيل.
• التوزيع الطيفي:يصور المنحنى القدرة الإشعاعية النسبية مقابل الطول الموجي، متمركزًا حول الذروة 632 نانومتر بنصف عرض 20 نانومتر، مما يؤكد إخراج الضوء الأحمر أحادي اللون.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

يتم إيواء الـ LED في غلاف قياسي ذو تثبيت مار. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات، مع هوامش ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• الحد الأقصى لبروز الراتنج تحت الحافة (Flange) هو 1.0 مم.
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم الغلاف.
• يوفر رسم التغليف قياسات مفصلة لقطر العدسة، وارتفاع الجسم، وطول الأطراف، وقطر الأطراف، مما يضمن التوافق مع تخطيط PCB وفتحات الألواح.

يتم عادةً تمييز طرف الأنود (الموجب) والكاثود (السالب) إما بالطول أو بعلامة مسطحة على جانب الكاثود من الحافة، وهي ممارسة صناعية شائعة لتحديد القطبية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والتعامل

يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30°م و70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية، فيجب استخدامها خلال ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو مجفف مملوء بالنيتروجين.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل. تجنب المنظفات القاسية أو الكاشطة.

6.3 تشكيل الأطراف (Lead Forming)

اثنِ الأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة الـ LED. لا تستخدم جسم الغلاف كنقطة ارتكاز. يجب إجراء تشكيل الأطراف في درجة حرارة الغرفة وقبلعملية اللحام. أثناء إدخال الـ LED في اللوحة، استخدم قوة تثبيت دنيا لتجنب الإجهاد الميكانيكي على عدسة الإيبوكسي أو الوصلات الداخلية.

6.4 عملية اللحام

حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة وموقع اللحام. تجنب غمر العدسة في اللحام.

• اللحام اليدوي (المكواة):الحد الأقصى لدرجة الحرارة 350°م، الحد الأقصى للوقت 3 ثوانٍ لكل طرف (مرة واحدة فقط).
• اللحام بالموجة (Wave Soldering):التسخين المسبق إلى حد أقصى 100°م لمدة تصل إلى 60 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة موجة اللحام 260°م، مع أقصى وقت غمر 5 ثوانٍ. يجب ألا يتم غمر الـ LED لأقل من 2 مم من قاعدة العدسة.

ملاحظة حرجة:يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة أو الوقت المفرط إلى تشوه العدسة أو فشل كارثي. لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) هوغير مناسبلمنتج الـ LED ذو التثبيت المار هذا.

7. معلومات التغليف والطلب

تكوين التغليف القياسي كما يلي:

• عبوة الوحدة:1000، 500، 200، أو 100 قطعة لكل كيس تغليف مقاوم للرطوبة.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على 8 أكياس تغليف، بإجمالي 8000 قطعة.
• الصندوق الخارجي (صندوق الشحن):يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 64000 قطعة.

في كل دفعة شحن، قد يحتوي فقط العبوة النهائية على كمية غير كاملة. رقم الجزء لهذا الجهاز هو LTL763ENAK.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا الـ LED مناسب تمامًا لمؤشرات الحالة في اللافتات الداخلية والخارجية، وكذلك في المعدات الإلكترونية العامة عبر قطاعات الاتصالات، والحوسبة، والاستهلاكية، والأجهزة المنزلية، والصناعية.

8.2 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصىبشدةباستخدام مقاومة تحديد تيار فردية على التوالي مع كل LED (نموذج الدائرة A). لا يُنصح بقيادة عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة B)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خصائص جهد الأمام (VF) لكل LED ستسبب اختلافات كبيرة في توزيع التيار، وبالتالي، سطوع غير متساوٍ.

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذا الـ LED عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي أو طفرات الطاقة. تدابير الوقاية ضرورية:

• يجب على الأفراد ارتداء أساور معصم موصلة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل مع مصابيح LED.
• يجب تأريض جميع المعدات، ومحطات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• استخدم مؤينات لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية بسبب الاحتكاك أثناء التعامل.
• نفذ وراقب برامج التدريب والشهادات الخاصة بـ ESD لجميع الأفراد في المناطق الآمنة من الكهرباء الساكنة.

9. المقارنة التقنية واعتبارات التصميم

مقارنةً بمصابيح LED المؤشر القياسية، يقدم هذا الجهاز شدة إضاءة أعلى بكثير، مما يجعله مرئيًا في البيئات المضاءة بشكل ساطع. توفر زاوية الرؤية 110 درجة نمط إضاءة واسعًا ومنتشرًا مثاليًا لمؤشرات الألواح. يزيد استخدام شريحة حمراء مع عدسة شفافة تمامًا، على عكس العدسة الملونة أو المنتشرة، من كفاءة إخراج الضوء. يجب على المصممين النظر بعناية في تبديد الحرارة، حيث أن الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 50 ملي واط، ويتدهور الأداء مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، كما هو موضح في منحنى التخفيض. مواصفات جهد الأمام حاسمة لحساب قيمة المقاومة المتسلسلة المناسبة عند التشغيل من خط جهد شائع مثل 5 فولت أو 12 فولت.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني قيادة هذا الـ LED مباشرة من دبوس متحكم دقيق 5 فولت؟

ج: لا. جهد الأمام النموذجي هو 2.5 فولت. توصيله مباشرة بـ 5 فولت سيسبب تدفق تيار مفرط، مما يدمر الـ LED. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار على التوالي. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت وتيار مستهدف 20 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاومة تقريبًا (5 فولت - 2.5 فولت) / 0.02 أمبير = 125 أوم. ستكون مقاومة قياسية 120 أو 150 أوم مناسبة.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λp=632 نانومتر) هو الطول الموجي الذي يكون فيه الإخراج الطيفي أقوى فعليًا. الطول الموجي السائد (λd=624 نانومتر) هو قيمة محسوبة بناءً على إدراك اللون البشري (مخطط CIE) التي تمثل بشكل أفضل اللون الذي نراه بالفعل. الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون في تطبيقات المؤشرات.

س: لماذا يتم استخدام نظام تصنيف (Binning)؟

ج: بسبب الاختلافات التصنيعية، يمكن أن يكون لمصابيح LED من نفس الدفعة الإنتاجية مستويات سطوع مختلفة. يقوم التصنيف بفرزها إلى مجموعات (M، N، P، Q) بنطاقات شدة محددة. يسمح ذلك للمصنعين بتقديم منتجات متسقة ويمكن المصممين من اختيار درجة السطوع المناسبة لتحسين التكلفة والأداء، مما يضمن اتساقًا بصريًا في منتجاتهم النهائية.

س: هل يمكنني استخدام لحام إعادة التدفق (Reflow) لهذا الـ LED؟

ج: لا. تنص ورقة البيانات صراحةً على أن إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء ليست عملية مناسبة لمصباح LED ذو التثبيت المار من هذا النوع. الطرق الموصى بها هي اللحام اليدوي أو اللحام بالموجة مع قيود درجة الحرارة والزمن المحددة لمنع التلف الحراري لعدسة الإيبوكسي.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

فكر في تصميم لوحة تحكم بها عشرة مؤشرات حالة. لضمان سطوع موحد، حدد مصابيح LED من نفس مجموعة الشدة (مثلًا، المجموعة N: 620-900 مكد). احسب المقاومة المتسلسلة لمصدر طاقة 12 فولت: R = (12 فولت - 2.5 فولت) / 0.02 أمبير = 475 أوم. ستكون مقاومة قياسية 470 أوم، 1/4 واط مناسبة، حيث أن تبديد الطاقة في المقاومة هو (12 فولت-2.5 فولت)*0.02 أمبير = 0.19 واط. في تخطيط اللوحة، تأكد من أن الثقوب الخاصة بأطراف الـ LED متباعدة وفقًا لأبعاد ورقة البيانات. ضع مخططًا خارجيًا على الطبقة الحريرية لتوجيه التجميع. أثناء اللحام بالموجة، استخدم جهاز تثبيت أو شريط لضمان عدم إدخال مصابيح LED لأكثر من 2 مم من قاعدة العدسة في اللوحة، لحمايتها من الحرارة المفرطة.

12. مبدأ التشغيل

هذا الجهاز هو ديود باعث للضوء (LED). يعمل على مبدأ الإضاءة الكهربائية (Electroluminescence) في مادة شبه موصلة. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تحدد المواد شبه الموصلة المستخدمة (مثل ألومنيوم جاليوم زرنيخيد - AlGaAs للون الأحمر) الطول الموجي، وبالتالي لون الضوء المنبعث. تعمل عدسة الإيبوكسي الشفافة تمامًا على حماية الشريحة شبه الموصلة، وتشكيل نمط الحزمة إلى زاوية رؤية 110 درجة، وتعزيز استخراج الضوء من الشريحة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تهيمن مصابيح LED ذات الأجهزة السطحية (SMD) على الإلكترونيات عالية الكثافة الحديثة، تظل مصابيح LED ذات التثبيت المار ذات صلة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية، وسهولة في التجميع اليدوي والإصلاح، والرؤية من زوايا متعددة. تركز الاتجاهات في هذا القطاع على زيادة الفعالية الضوئية (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة طاقة كهربائية)، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف أكثر دقة، وتعزيز الموثوقية طويلة المدى تحت ضغوط بيئية مختلفة. يتوافق التوجه نحو كفاءة أعلى مع مبادرات توفير الطاقة الأوسع عبر صناعة الإلكترونيات.