ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL-R14FSGAJ3H79G - ثقب عبر اللوحة - أصفر/أصفر-أخضر - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTL-R14FSGAJ3H79G هو مصباح LED مُصمم للتركيب عبر الثقب في اللوحة الإلكترونية (Through-Hole) ليعمل كمؤشر على لوحة الدوائر (CBI). يستخدم حاملًا (هيكلًا) بلاستيكيًا أسود بزاوية قائمة يتوافق مع مكون LED. تشتهر عائلة هذا المنتج بتنوعها، فهي متوفرة بتكوينات تشمل التوجيه العلوي (مع فاصل) أو بزاوية قائمة، ويمكن ترتيبها في صفوف أفقية أو رأسية. يركز التصميم على سهولة التركيب وهو قابل للتكديس للاستخدام الفعال على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs).

1.1 الميزات الرئيسية

• مُصمم لتبسيط عمليات تجميع لوحات الدوائر.
• مادة الهيكل السوداء تعزز نسبة التباين البصري للمؤشر المضيء.
• يُوفر استهلاكًا منخفضًا للطاقة مقترنًا بكفاءة إضاءة عالية.
• مُصنع كمنتج خالٍ من الرصاص ومتوافق بالكامل مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• يستخدم مصابيح LED بحجم T-1. يتم توليد الألوان المنبعثة بواسطة رقائق أشباه الموصلات من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم)، خصيصًا لأطوال الموجات الصفراء والصفراء-الخضراء.

1.2 التطبيقات المستهدفة

مصباح LED هذا مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية وتطبيقات المؤشرات، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• أنظمة الحواسيب والملحقات الطرفية
• معدات الاتصالات
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• لوحات التحكم الصناعية وأجهزة القياس

2. الأبعاد الخارجية

يوضح الرسم الميكانيكي المواصفات الفيزيائية للمكون. تشمل الملاحظات الحرجة المرتبطة بالأبعاد ما يلي:

• جميع الأبعاد الخطية محددة بالمليمترات، مع توفير القيم المكافئة بالبوصة بين قوسين.
• التحمل البعدي الافتراضي هو ±0.25 مم (±0.010 بوصة) ما لم يُشير ملاحظة محددة إلى خلاف ذلك.
• الحامل (الهيكل) مصنوع من مادة بلاستيكية باللون الأسود أو الرمادي الداكن، ومصنف UL 94V-0 لمقاومة الاشتعال.
• يتضمن الجهاز عناصر LED1~LED3، وهي عناصر ثنائية اللون (أصفر/أصفر-أخضر) مقترنة بعدسة بيضاء مُشتتة لتوزيع الضوء.
• جميع المواصفات قابلة للتغيير دون إشعار مسبق.

3. الحدود القصوى المطلقة

تحدد التصنيفات التالية الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. جميع القيم محددة عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية.

4. الخصائص الكهربائية والبصرية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف التشغيل العادية عند TA=25°C.

4.1 ملاحظات على الخصائص

• يستخدم قياس شدة الإضاءة مزيجًا من مستشعر ومرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• تُعرّف زاوية الرؤية (θ1/2) على أنها الزاوية المحورية التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المحور).
• يُشتق طول الموجة السائد (λd) من مخطط لونية CIE، ويمثل الطول الموجي الفردي المُدرك للون. تحمل الاختبار هو ±1 نانومتر.
• ضمان شدة الإضاءة (Iv) يتضمن تحمل اختبار ±30%.
• يتم التحكم في التيار العكسي بشكل أساسي من خلال خصائص مصدر شريحة أشباه الموصلات.
• مهم:يتم تطبيق حالة الجهد العكسي (VR) لاختبار IR فقط. لم يتم تصميم جهاز LED هذا للعمل تحت انحياز عكسي.

5. منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات تمثيلات بيانية للعلاقات الرئيسية، يتم رسمها عادةً مقابل متغيرات مثل التيار الأمامي (IF) ودرجة الحرارة المحيطة (TA). هذه المنحنيات ضرورية لمهندسي التصميم للتنبؤ بالأداء تحت ظروف غير قياسية. تشمل المنحنيات الشائعة:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يتدرج خرج الضوء مع تيار القيادة، ويظهر عادةً علاقة شبه خطية عند التيارات الأعلى بسبب انخفاض الكفاءة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح تأثير الإخماد الحراري، حيث ينخفض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V للدايود، وهي حاسمة لتصميم دوائر تحديد التيار.
• توزيع القدرة الطيفية:رسوم بيانية تُظهر شدة الضوء المنبعث النسبية عبر طيف الأطوال الموجية لكل من الرقائق الصفراء والصفراء-الخضراء، مع إبراز أطوال الموجات الذروية والسائدة.

يتم إنشاء هذه المنحنيات عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25°C ما لم يُذكر خلاف ذلك على محاور الرسم البياني.

6. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على المعلمات المقاسة. يستخدم طراز LTL-R14FSGAJ3H79G رموز مجموعات منفصلة لشدة الإضاءة وطول الموجة السائد لكل لون.

6.1 تصنيف شدة الإضاءة (عند IF=20mA)

تحمل كل حد للمجموعة هو ±30%.

6.2 تصنيف طول الموجة السائد (عند IF=20mA)

تحمل كل حد للمجموعة هو ±1 نانومتر.

يسمح نظام التصنيف هذا للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات اتساق السطوع واللون المحددة لتطبيقهم، وهو أمر مهم بشكل خاص في مصفوفات المؤشرات المتعددة.

7. مواصفات التغليف

تفصّل مواصفات التغليف كيفية توريد المكونات للتجميع الآلي أو اليدوي. تشمل عادةً معلومات حول:

• الشريط الحامل:أبعاد الجيوب التي تحمل مصابيح LED، وعرض الشريط، والمسافة بين الجيوب (Pitch)، وقطر البكرة.
• معلومات البكرة:الكميات القياسية للبكرة (مثل 1000 قطعة لكل بكرة)، ومادة البكرة، وتوجيه المكونات على الشريط.
• كيس الحاجز الرطوبي:إذا كان ذلك مناسبًا، مواصفات الكيس المستخدم لحماية الأجهزة الحساسة للرطوبة أثناء التخزين والشحن.
• وضع العلامات:المعلومات المطبوعة على ملصق البكرة، بما في ذلك رقم القطعة، والكمية، ورمز التاريخ، ورموز المجموعات (Bins).

الالتزام بمواصفات التغليف أمر بالغ الأهمية لضمان التوافق مع آلات الاختيار والوضع (Pick-and-Place) والحفاظ على سلامة المكون.

8. إرشادات التركيب والتعامل

8.1 نطاق التطبيق

مصباح LED هذا مناسب لكل من تطبيقات اللافتات الداخلية والخارجية، وكذلك المعدات الإلكترونية القياسية. يحدد الإغلاق البيئي للعدسة والمواد المستخدمة مدى ملاءمته للبيئات الأقسى.

8.2 ظروف التخزين

لتحقيق موثوقية طويلة الأمد مثالية، يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30 درجة مئوية و70% رطوبة نسبية. يجب استخدام المكونات التي تم إزالتها من عبوة الحاجز الرطوبي الأصلية المغلقة بشكل مثالي في غضون ثلاثة أشهر. بالنسبة للتخزين الممتد خارج العبوة الأصلية، يُوصى بوضع مصابيح LED في وعاء محكم الغلق مع مجفف أو في مجفف مُطهر بالنيتروجين لمنع امتصاص الرطوبة، مما قد يسبب ظاهرة \"الفرقعة\" (Popcorning) أثناء اللحام.

8.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام أو بسبب التلوث، استخدم فقط المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA). تجنب استخدام المذيبات العدوانية، أو التنظيف بالموجات فوق الصوتية (والذي قد يتلف هيكل LED)، أو المنظفات المائية ما لم تكن مصنفة صراحةً للمكون.

8.4 تشكيل الأطراف وتجميع اللوحة الإلكترونية

• نقطة الانحناء:يجب ثني الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED. يجب تجنب استخدام إطار الطرف نفسه كنقطة ارتكاز أثناء الثني لمنع حدوث شقوق إجهاد في الإيبوكسي أو وصلات الأسلاك الداخلية.
• التسلسل:يجب إجراء تشكيل الأطرافقبلعملية اللحام وفي درجة حرارة الغرفة.
• التثبيت (Clinching):أثناء الإدخال في اللوحة الإلكترونية، قم بتطبيق الحد الأدنى من قوة التثبيت المطلوبة لتثبيت المكون في مكانه. يمكن للقوة المفرطة أن تُحدث إجهادًا ميكانيكيًا على الأطراف وحزمة LED.

8.5 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة وموقع اللحام. يجب تجنب غمر العدسة في اللحام المنصهر بشكل صارم. لا تُطبق إجهادًا خارجيًا على الأطراف بينما LED لا تزال في درجة حرارة مرتفعة بعد اللحام.

8.5.1 ظروف اللحام الموصى بها

8.5.2 منحنى إعادة التدفق (Reflow)

للأنواع ذات التركيب السطحي أو عند استخدام عمليات متوافقة، يتم تحديد منحنى إعادة التدفق التالي:

• التسخين المسبق/النقع:نطاق درجة الحرارة من 150°C (T_smin) إلى 200°C (T_smax). الزمن (t_s) من T_sminإلى T_smax: 100 ثانية كحد أقصى.
• زمن السيولة:الزمن (t_L) فوق 217°C (T_L): من 60 إلى 90 ثانية.
• درجة الحرارة الذروية:(T_P): 250°C كحد أقصى.
• الزمن عند درجة حرارة التصنيف:الزمن (t_P) ضمن ±5°C من درجة حرارة التصنيف المحددة (T_C=245°C): 30 ثانية كحد أقصى.
• إجمالي زمن المنحدر:الزمن من 25°C إلى درجة الحرارة الذروية: 5 دقائق كحد أقصى.

تحذير حرج:يمكن أن يؤدي تجاوز درجة حرارة و/أو زمن اللحام الموصى بهما إلى تشوه دائم لعدسة LED، وتدهور مادة الإيبوكسي، أو انفصال الطبقات، أو فشل كارثي لشريحة أشباه الموصلات.

8.6 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار، وليس بالجهد. جهدها الأمامي (VF) له تحمل ومعامل حراري سالب (ينخفض مع زيادة درجة الحرارة). لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، منالضروريدمج مقاومة تحديد تيار على التوالي مع كل LED أو مع كل سلسلة متوازية. سيؤدي تشغيل مصابيح LED مباشرة من مصدر جهد دون تنظيم التيار إلى سطوع غير متكافئ وهروب حراري محتمل، حيث سيسحب LED ذو أقل VF تيارًا أكثر، ويسخن، ويخفض VF الخاص به أكثر، ويسحب تيارًا أكبر، مما قد يؤدي إلى الفشل.

9. اعتبارات التصميم وملاحظات التطبيق

9.1 الإدارة الحرارية

بينما يوفر تصميم الثقب عبر اللوحة بعض تبديد الحرارة عبر الأطراف إلى اللوحة الإلكترونية، فإن أقصى تبديد للطاقة هو 52 مللي واط. في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بالقرب من أقصى تيار مستمر (20 مللي أمبير)، تأكد من أن تخطيط اللوحة الإلكترونية لا يحبس الحرارة حول المكون. يمكن أن يساعد استخدام لوحة إلكترونية بأنماط تخفيف حراري أو صب نحاسي إضافي متصل بوسادات الكاثود/الأنود الخاصة بـ LED في تبديد الحرارة.

9.2 التصميم البصري

يتميز الجهاز بعدسة بيضاء مُشتتة توفر زاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة. هذا يجعله مثاليًا للتطبيقات التي يحتاج فيها المؤشر إلى أن يكون مرئيًا من مجموعة واسعة من مواقع الرؤية. يحسن الهيكل الأسود التباين بشكل كبير عن طريق امتصاص الضوء المحيط، مما يجعل LED المضيء يظهر أكثر سطوعًا وتشبعًا مقابل الخلفية.

9.3 وظيفة ثنائية اللون

يسمح تضمين كل من الرقائق الصفراء والصفراء-الخضراء في حزمة واحدة (LED1~LED3) بالإشارة ثنائية الحالة (مثلًا، حالة OK مقابل تحذير، تشغيل مقابل الاستعداد) باستخدام بصمة مكون فيزيائي واحدة فقط على اللوحة الإلكترونية. يجب تصميم دائرة القيادة للتحكم في التيار لكل رقاقة لون بشكل مستقل.

9.4 التوافق مع المواد

يعد التوافق مع RoHS وكونه خاليًا من الرصاص أمرًا بالغ الأهمية للمنتجات المباعة في العديد من الأسواق العالمية. يشير تصنيف UL 94V-0 لمادة الهيكل إلى أنها ذاتية الإخماد، وهو متطلب أمان رئيسي للصناديق والمكونات.

10. المقارنة مع التقنيات البديلة

يقدم مصباح LED طراز T-1 ذو التركيب عبر الثقب مزايا ومقايضات مميزة مقارنة بتقنيات المؤشرات الأخرى:

• مقارنة بمصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD):المكونات ذات التركيب عبر الثقب أسهل عمومًا في النماذج الأولية والتركيب اليدوي والإصلاح. غالبًا ما تتمتع بقوة تركيب أعلى وتبديد حرارة أفضل عبر الأطراف. تقدم مصابيح LED ذات التركيب السطحي بصمة أصغر، وارتفاع أقل، وهي أكثر ملاءمة للتجميع الآلي بالكامل ذو الحجم الكبير.
• مقارنة بالمصابيح المتوهجة:تتفوق مصابيح LED بشكل كبير من حيث كفاءة الطاقة، والعمر الافتراضي (عادة عشرات الآلاف من الساعات مقابل مئات/آلاف الساعات)، ومقاومة الصدمات/الاهتزازات، وسرعة التبديل. كما أنها تولد حرارة أقل بكثير.
• مقارنة بحزم LED أخرى ذات تركيب عبر الثقب:يسمح الحامل بزاوية قائمة لهذا المنتج بانبعاث الضوء بشكل موازٍ لسطح اللوحة الإلكترونية، وهو مثالي للوحات أو العروض المضاءة من الحواف، مقارنة بمصابيح LED الشعاعية القياسية التي تنبعث بشكل عمودي.

11. الأسئلة الشائعة (FAQs)

11.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أعلى؟

No.الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 20 مللي أمبير. سيؤدي تجاوز هذا التصنيف، حتى بشكل متقطع، إلى تقليل عمر LED بشكل كبير وقد يتسبب في فشل فوري بسبب ارتفاع درجة حرارة الوصلة أشباه الموصلات.

11.2 لماذا مقاومة تحديد التيار ضرورية إذا كان مصدر الطاقة الخاص بي 2.0 فولت والـ VF النموذجي لـ LED هو 2.0 فولت؟

الـ VF النموذجي هو مجرد متوسط. يمكن أن يتراوح الـ VF الفعلي لأي LED معين من 1.7 فولت إلى 2.5 فولت عند 20 مللي أمبير. سيحاول مصدر طاقة 2.0 فولت متصل مباشرة بـ LED ذو VF 1.7 فولت تشغيله بتيار مفرط، مما قد يتلفه. تضمن المقاومة تيارًا مضبوطًا بغض النظر عن اختلافات VF.

11.3 ما الفرق بين طول الموجة الذروي (λP) وطول الموجة السائد (λd)؟

طول الموجة الذروي (λP)هو الطول الموجي الفردي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة.طول الموجة السائد (λd)هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس اللون (الصبغة) مثل ضوء LED للعين البشرية، ويتم حسابه من إحداثيات لونية CIE. غالبًا ما يكون λd أكثر صلة بتحديد اللون في تطبيقات المؤشرات.

11.4 كيف أفسر رموز المجموعات (Bins) عند الطلب؟

يمكنك تحديد رموز المجموعات المطلوبة لشدة الإضاءة (A, B, C) وطول الموجة السائد (1, 2) لكل لون بناءً على متطلبات الاتساق لتطبيقك. على سبيل المثال، طلب جميع القطع في المجموعة C/1 للون الأصفر سيمنحك ألمع مصابيح LED صفراء ضمن أضيق نطاق لوني أصفر. تحقق من المورد لتوافر مجموعات المجموعات المحددة.