ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL1DETBYJR5 - عبوة T-1 - أزرق/أصفر - 20 مللي أمبير - 3.8 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTL1DETBYJR5 هو مصباح LED ذو ثقب مار مصمم لتطبيقات الإشارة والإشارة إلى الحالة. يُقدم في عبوة قياسية من نوع T-1، مما يوفر حلاً موثوقًا وفعالاً من حيث التكلفة لمجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

يتميز منتج LED هذا باستهلاكه المنخفض للطاقة وكفاءته العالية، مما يجعله مناسبًا للتصاميم الحساسة للطاقة. وهو متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، حيث أنه خالٍ من الرصاص. علاوة على ذلك، فهو مصنف كمنتج خالٍ من الهالوجين، حيث يتم التحكم بدقة في محتوى الكلور (Cl) والبروم (Br) بحيث يكون أقل من 900 جزء في المليون لكل منهما، ومجموعهما الإجمالي أقل من 1500 جزء في المليون. يستخدم الجهاز تقنية InGaN للشريحة الزرقاء وتقنية AlInGaP للشريحة الصفراء، وكلاهما مغلف داخل عدسة بيضاء مشتتة توفر مظهرًا ضوئيًا موحدًا.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

تشمل مجالات التطبيق الرئيسية لهذا الـ LED معدات الاتصالات، وملحقات الكمبيوتر، والإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية. تجعل تنوعه وشكله القياسي منه خيارًا شائعًا لمؤشرات الطاقة، وأضواء الحالة، والإضاءة الخلفية في مختلف المنتجات الإلكترونية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يتسبب تجاوز هذه الحدود في حدوث تلف دائم.

• تبديد الطاقة:الأصفر: 78 ميلي واط كحد أقصى؛ الأزرق: 120 ميلي واط كحد أقصى. تحدد هذه المعلمة أقصى طاقة يمكن لـ LED تبديدها كحرارة.
• تيار الأمام الذروي:90 مللي أمبير لكلا اللونين، ولكن فقط في ظل ظروف النبض (دورة العمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• تيار الأمام المستمر:تيار الأمام المستمر الموصى به للتشغيل الموثوق هو 30 مللي أمبير لكل من مصابيح LED الصفراء والزرقاء.
• نطاقات درجة الحرارة:التشغيل: من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية؛ التخزين: من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم الـ LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معلمات الأداء الرئيسية عند TA=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):الأصفر: 140 ملي كانديلا كحد أدنى، 680 ملي كانديلا نموذجيًا؛ الأزرق: 110 ملي كانديلا كحد أدنى، 880 ملي كانديلا نموذجيًا. تحمّل الاختبار لـ Iv هو ±30%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):حوالي 40 درجة لكلا اللونين، تُعرف على أنها الزاوية المحورية التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية.
• الطول الموجي:
  • الأصفر: الطول الموجي القمة (λP) ~595 نانومتر؛ الطول الموجي السائد (λd) 580-604 نانومتر.
  • الأزرق: الطول الموجي القمة (λP) ~468 نانومتر؛ الطول الموجي السائد (λd) 462-478 نانومتر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):الأصفر: ~16 نانومتر؛ الأزرق: ~35 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.
• جهد الأمام (VF):الأصفر: 2.05-2.4 فولت نموذجيًا؛ الأزرق: 3.1-3.8 فولت نموذجيًا. الجهد VF الأعلى للأزرق هو نموذجي لمصابيح LED القائمة على InGaN.
• تيار العكس (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند VR=5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بجهد عكسي.

3. مواصفات نظام التصنيف

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على شدة إضاءتها عند 20 مللي أمبير. وهذا يضمن اتساق السطوع لتطبيقات الإنتاج. حدود المجموعات لها تحمّل ±30%.

• مجموعات LED الزرقاء:FG (110-180 ملي كانديلا)، HJ (180-310 ملي كانديلا)، KL (310-520 ملي كانديلا)، MN (520-880 ملي كانديلا).
• مجموعات LED الصفراء:GH (140-240 ملي كانديلا)، JK (240-400 ملي كانديلا)، LM (400-680 ملي كانديلا).

يجب على المصممين تحديد رمز المجموعة المطلوب لضمان مستوى السطوع المطلوب في تطبيقهم.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى رسوم بيانية محددة في ورقة البيانات (منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية)، فإن الاتجاهات التالية قياسية لمثل هذه المصابيح ويمكن استنتاجها من البيانات المقدمة:

4.1 خاصية التيار مقابل الجهد (I-V)

يزداد جهد الأمام (VF) مع زيادة تيار الأمام (IF). يُظهر LED الأزرق، مع فجوة النطاق الأعلى لديه، جهد تشغيل وتشغيل أعلى (~3.1-3.8 فولت) مقارنة بـ LED الأصفر (~2.05-2.4 فولت).

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار (L-I)

شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع تيار الأمام حتى الحد الأقصى للتيار المقنن. سيؤدي التشغيل فوق 20 مللي أمبير إلى زيادة السطوع ولكن أيضًا تبديد الطاقة ودرجة حرارة التقاطع، مما قد يؤثر على العمر الطول والطول الموجي.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

أداء LED حساس لدرجة الحرارة. عادةً، تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة التقاطع. كما ينخفض جهد الأمام قليلاً مع ارتفاع درجة الحرارة. يحدد نطاق التشغيل المحدد من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية الظروف المحيطة التي يتم فيها ضمان الخصائص المنشورة.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الشكل الخارجي

يستخدم LED عبوة قياسية ذات أطراف شعاعية من نوع T-1 (3 مم). تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات في نطاق التحمل).
• التحمل العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم.
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم العبوة.

5.2 تحديد القطبية

بالنسبة لمصابيح LED الشعاعية، تشير الطرف الأطول عادةً إلى الأنود (الموجب)، والطرف الأقصر إلى الكاثود (السالب). قد تشير الجانب المسطح على حافة العدسة أيضًا إلى جانب الكاثود. تحقق دائمًا من القطبية قبل اللحام لمنع تلف الجهد العكسي.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ظروف التخزين

لتحقيق أقصى عمر تخزيني، قم بتخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30 درجة مئوية و 70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من كيس الحاجز الرطوبي الأصلي، فاستخدمها في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج التغليف الأصلي، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو جو نيتروجين.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، فاستخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل. تجنب المواد الكيميائية القاسية التي قد تتلف عدسة الإيبوكسي.

6.3 تشكيل الأطراف

اثني الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة الـ LED. لا تستخدم قاعدة العدسة كنقطة ارتكاز. قم بجميع عمليات الثني في درجة حرارة الغرفة وقبل عملية اللحام. طبق الحد الأدنى من القوة أثناء إدخال اللوحة PCB لتجنب الإجهاد الميكانيكي.

6.4 عملية اللحام

حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم من قاعدة العدسة إلى نقطة اللحام. لا تغمر العدسة في اللحام.

• اللحام اليدوي (المكواة):الحد الأقصى لدرجة الحرارة 350 درجة مئوية، الحد الأقصى للوقت 3 ثوانٍ لكل طرف (مرة واحدة فقط).
• لحام الموجة:التسخين المسبق ≤100 درجة مئوية لمدة ≤60 ثانية. موجة اللحام ≤260 درجة مئوية لمدة ≤5 ثوانٍ. تأكد من أن موقع الغمر ليس أقل من 2 مم من قاعدة العدسة.
• مهم:لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) غير مناسب لمنتج LED ذو الثقب المار من هذا النوع. يمكن للحرارة الزائدة أو الوقت أن يشوها العدسة أو يتسبب في فشل كارثي.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة. تكوين التعبئة القياسي هو:

• 500، أو 200، أو 100 قطعة لكل كيس تعبئة.
• 10 أكياس تعبئة لكل صندوق داخلي (إجمالي 5,000 قطعة).
• 8 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي (إجمالي 40,000 قطعة).
• قد لا تكون العبوة الأخيرة في شحنة الشحن عبوة كاملة.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي،يوصى بشدةباستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (الدائرة أ). لا يُنصح بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي بدون مقاومات فردية (الدائرة ب) بسبب الاختلافات في جهد الأمام (VF) لمصابيح LED الفردية، مما سيسبب توزيعًا غير متساوٍ للتيار ومستويات سطوع مختلفة.

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذه المصابيح حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. نفذ ضوابط ESD التالية أثناء التعامل والتركيب:

• استخدم أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• تأكد من أن جميع المعدات، ومحطات العمل، وأرفف التخزين مؤرضة بشكل صحيح.
• استخدم مؤينات لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية.
• حافظ على التدريب والشهادات للعاملين في المناطق المحمية من ESD.

8.3 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض، يمكن أن يساعد تخطيط اللوحة PCB المناسب في تبديد الحرارة. تجنب وضع الـ LED بالقرب من المكونات الأخرى المولدة للحرارة. سيؤدي تشغيل الـ LED بتيارات أقل من الحد الأقصى المقنن البالغ 30 مللي أمبير إلى تحسين الموثوقية طويلة المدى عن طريق تقليل درجة حرارة التقاطع.

9. المقارنة والتمييز التقني

يقدم LTL1DETBYJR5 مجموعة من الميزات التي تجعله مناسبًا للاستخدام كمؤشر للأغراض العامة:

• الامتثال الخالي من الهالوجين:يلبي متطلبات بيئية صارمة لمحتوى الكلور والبروم، وهو أمر مفيد للتصاميم الصديقة للبيئة وبعض اللوائح السوقية.
• زاوية رؤية واسعة:توفر زاوية الرؤية البالغة 40 درجة والعدسة البيضاء المشتتة نمط إضاءة واسعًا وموحدًا مناسبًا لمؤشرات الحالة التي يجب أن تكون مرئية من زوايا مختلفة.
• خيار اللون المزدوج في نفس العبوة:توفر كل من الأزرق (InGaN) والأصفر (AlInGaP) في نفس عبوة T-1 يبسط المخزون والتصميم لأنظمة الإشارة متعددة الألوان.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED مباشرة من مصدر طاقة 5 فولت؟

لا. يجب عليك استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي. على سبيل المثال، لـ LED الأزرق عند 20 مللي أمبير مع VF نموذجي 3.8 فولت من مصدر 5 فولت: R = (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 أوم. سيكون المقاوم القياسي 62 أوم مناسبًا. احسب دائمًا بناءً على أقصى VF لضمان عدم تجاوز التيار للحدود.

10.2 لماذا يتم تحديد شدة الإضاءة بتحمّل ±30%؟

يأخذ هذا التحمّل في الاعتبار الاختلافات الطبيعية في الإنتاج في الشريحة شبه الموصلة وعملية التغليف. يتم استخدام نظام التصنيف لفرز مصابيح LED إلى مجموعات سطوع أكثر ضيقًا لتوفير الاتساق للمستخدم النهائي الذي يحدد رمز مجموعة معين.

10.3 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λP) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة. الطول الموجي السائد (λd) مشتق من مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي للون الطيفي النقي الذي يتطابق مع اللون الملحوظ لـ LED. λd أكثر صلة بتحديد اللون في الرؤية البشرية.

10.4 هل يمكنني استخدام هذا الـ LED في التطبيقات الخارجية؟

تنص ورقة البيانات على أنها مناسبة للعلامات الداخلية والخارجية. ومع ذلك، بالنسبة للبيئات الخارجية القاسية مع التعرض المطول للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة ودرجات الحرارة القصوى، يجب تقييم الموثوقية طويلة المدى لمادة عدسة الإيبوكسي. قد يكون طلاء التوافق على اللوحة PCB ضروريًا للحماية الإضافية.

11. مثال تطبيقي عملي

السيناريو:تصميم لوحة مؤشر متعددة الحالات لموجه شبكة مع مصابيح LED للطاقة (أخضر)، والنشاط (أصفر)، والاتصال (أزرق)، جميعها تعمل من خط طاقة 3.3 فولت.

خطوات التصميم:

1. اختيار المكونات:اختر LTL1DETBYJR5 في النوعين الأصفر والأزرق (ستكون هناك حاجة لنموذج LED أخضر منفصل). حدد رموز المجموعات المناسبة لاتساق السطوع المطلوب (مثل JK للأصفر، HJ للأزرق).
2. ضبط التيار:قرر تيار القيادة، على سبيل المثال، 15 مللي أمبير لسطوع كافي واستهلاك طاقة أقل.
3. حساب المقاوم لـ LED الأزرق:باستخدام أقصى VF=3.8 فولت، المصدر=3.3 فولت. R = (3.3V - 3.8V) / 0.015A = قيمة سالبة. يشير هذا إلى أن 3.3 فولت غير كافية لتحيز LED الأزرق الأمامي عند جهدها النموذجي. يجب أن يستخدم التصميم جهد مصدر أعلى (مثل 5 فولت) لـ LED الأزرق أو اختيار LED أزرق بـ VF أقل.
4. حساب المقاوم لـ LED الأصفر (إذا كان باستخدام 3.3 فولت):باستخدام أقصى VF=2.4 فولت. R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 أوم.
5. تخطيط اللوحة PCB:ضع مصابيح LED على اللوحة الأمامية. تأكد من أن فتحات الأطراف بحجم صحيح. حافظ على مسافة 2 مم بين وسادة اللحام وجسم الـ LED. وجه المسارات إلى مصدر الطاقة والأرضي.
6. التركيب:أدخل مصابيح LED، اثني الأطراف على جانب اللحام، واقطعها. استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة محكومة (بحد أقصى 350 درجة مئوية) للحام كل طرف بسرعة (<3 ثوانٍ).

يسلط هذا المثال الضوء على أهمية التحقق من جهد المصدر مقابل جهد الأمام لـ LED خلال مرحلة التصميم.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة شبه موصلة تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تسمى هذه الظاهرة بالكهرباء الضوئية.

• LED الأزرق (InGaN):المنطقة النشطة مصنوعة من إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN). عندما تتحد الإلكترونات والثقوب في هذه المنطقة، يتم إطلاق الطاقة كفوتونات. تحدد طاقة فجوة النطاق المحددة لسبيكة InGaN اللون الأزرق (طاقة أعلى، طول موجي أقصر ~468 نانومتر).
• LED الأصفر (AlInGaP):تستخدم المنطقة النشطة ألومنيوم إنديوم جاليوم فوسفيد (AlInGaP). نظام المواد هذا لديه طاقة فجوة نطاق أقل مقارنة بـ InGaN، مما يؤدي إلى انبعاث الضوء الأصفر (طاقة أقل، طول موجي أطول ~595 نانومتر).
• العدسة البيضاء المشتتة:تخدم عدسة الإيبوكسي غرضين: 1) تغلف وتحمي الشريحة شبه الموصلة وروابط الأسلاك. 2) تبعثر المادة البيضاء المشتتة الضوء من الشريحة الصغيرة، مما يخلق نمط انبعاث واسع الزاوية وموحد ويعطي الـ LED غير المشحون مظهرًا أبيض.

13. الاتجاهات والتطورات التكنولوجية

بينما تظل مصابيح LED ذات الثقب المار مثل عبوة T-1 حيوية للنماذج الأولية، والتركيب اليدوي، وبعض التطبيقات، فقد تحول الاتجاه الأوسع في الصناعة بشكل كبير نحو مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD). تقدم عبوات SMD (مثل 0603، 0805، 2835، 3535) مزايا في التركيب الآلي، ومساحة أصغر، وارتفاع أقل، وغالبًا إدارة حرارية أفضل. بالنسبة لتطبيقات السطوع العالي والطاقة العالية، تهيمن عبوات SMD وعبوات LED عالية الطاقة المخصصة (مع لوحات PCB ذات قلب معدني).

ومع ذلك، تظل مصابيح LED ذات الثقب المار ذات صلة بسبب متانتها الميكانيكية، وسهولة لحامها يدويًا، وملاءمتها للأدوات التعليمية، ومشاريع الهواة، والتطبيقات التي توفر فيها الأطراف تخفيفًا للإجهاد الميكانيكي. كما أدت التطورات في المواد إلى تحسين كفاءة وعمر عبوات الثقب المار التقليدية. غالبًا ما يركز التركيز على هذه المكونات على تحقيق موثوقية أعلى، وامتثال بيئي أكثر صرامة (مثل الخالي من الهالوجين)، والحفاظ على فعالية التكلفة لتطبيقات المؤشرات عالية الحجم والحساسة للسعر.