جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 1.1 الميزات الرئيسية
- 1.2 التطبيقات المستهدفة
- 2. الغوص العميق في المواصفات الفنية
- 2.1 الحدود القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
- 3. شرح نظام التصنيف
- 3.1 تصنيف شدة الإضاءة
- 3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (اللون)
- 4. معلومات الميكانيكا والتغليف
- 4.1 أبعاد المخطط التفصيلي
- 4.2 مواصفات التغليف
- 5. إرشادات اللحام والتجميع
- 5.1 تشكيل الأطراف
- 5.2 عملية اللحام
- 5.3 التخزين والتعامل
- 5.4 التنظيف
- 6. اعتبارات التطبيق والتصميم
- 6.1 تصميم دائرة القيادة
- 6.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)
- 6.3 إدارة الحرارة
- 7. منحنيات الأداء والخصائص النموذجية
1. نظرة عامة على المنتج
مكون LTL-R42NGYADH229Y هو مكون مؤشر لوحة الدوائر (CBI) مُصمم للتكامل المباشر في اللوحات المطبوعة (PCBs). يتكون من حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة (هيكل) يتوافق مع مصباح LED محدد. هذا التصميم هو جزء من عائلة من المؤشرات المتوفرة بتكوينات مختلفة، تشمل التوجه العلوي (مع فاصل) أو بزاوية قائمة، ويمكن ترتيبها في صفوف أفقية أو رأسية. الطبيعة القابلة للتكديس للهيكل تسهل التجميع السهل في التطبيقات التي تتطلب مؤشرات متعددة.
1.1 الميزات الرئيسية
- مُحسّن لسهولة تجميع وتركيب لوحة الدائرة.
- مادة الهيكل السوداء تعزز نسبة التباين البصري، مما يجعل المؤشر المضاء أكثر وضوحًا.
- يتميز بعدسة خضراء مُشتتة فوق مصدر ضوء أخضر مصفر.
- يقدم استهلاكًا منخفضًا للطاقة مقترنًا بكفاءة إضاءة عالية.
- مُصنع كمنتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
- يستخدم شريحة أشباه موصلات من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) كمصدر للضوء، مُحاطة بغلاف قطر T-1 (3 مم).
1.2 التطبيقات المستهدفة
مصباح LED هذا مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك التطبيقات في أجهزة الكمبيوتر، وأجهزة الاتصالات، والإلكترونيات الاستهلاكية، والمعدات الصناعية. وظيفته الأساسية هي كمؤشر حالة أو طاقة.
2. الغوص العميق في المواصفات الفنية
2.1 الحدود القصوى المطلقة
تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود.
- تبديد الطاقة (Pd):52 ميغاواط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن للجهاز تبديدها بأمان كحرارة.
- تيار الأمام الذروي (IFP):60 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 0.1 مللي ثانية).
- تيار الأمام المستمر (IF):20 مللي أمبير تيار مستمر كحد أقصى.
- تخفيض التيار:فوق درجة حرارة محيطة (TA) قدرها 30°م، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به لتيار الأمام خطيًا بمعدل 0.27 مللي أمبير لكل درجة مئوية.
- نطاق درجة حرارة التشغيل:-30°م إلى +85°م.
- نطاق درجة حرارة التخزين:-40°م إلى +100°م.
- درجة حرارة لحام الأطراف:260°م كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم (0.079 بوصة) من جسم LED.
2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
محددة عند درجة حرارة محيطة (TA) قدرها 25°م، ما لم يُذكر خلاف ذلك. هذه هي معايير الأداء النموذجية.
- شدة الإضاءة (IV):8.7 مللي شمعة (الحد الأدنى)، 19 مللي شمعة (النموذجي)، 50 مللي شمعة (الحد الأقصى) عند تيار أمامي (IF) قدره 10 مللي أمبير. لاحظ أن هامش اختبار ±15% يُطبق على هذه القيم.
- زاوية الرؤية (2θ1/2):100 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المركز).
- طول موجة الانبعاث الذروي (λP):572 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي أقوى.
- الطول الموجي السائد (λd):566 نانومتر (الحد الأدنى)، 569 نانومتر (النموذجي)، 574 نانومتر (الحد الأقصى) عند IF=10 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الواحد الذي يمثل بشكل أفضل اللون المُدرك للضوء.
- نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). هذا يشير إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث.
- جهد الأمام (VF):2.0 فولت (الحد الأدنى)، 2.5 فولت (النموذجي) عند IF=10 مللي أمبير.
- تيار العكس (IR):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للتشغيل تحت انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.
3. شرح نظام التصنيف
لضمان الاتساق في التطبيقات، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على معايير بصرية رئيسية. يستخدم LTL-R42NGYADH229Y معيارين أساسيين للتصنيف.
3.1 تصنيف شدة الإضاءة
يتم تصنيف مصابيح LED إلى فئات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند IF=10 مللي أمبير. لكل فئة هامش تسامح ±15% على حدودها.
- L3:8.7 مللي شمعة إلى 12.6 مللي شمعة
- L2:12.6 مللي شمعة إلى 19 مللي شمعة
- L1:19 مللي شمعة إلى 29 مللي شمعة
- M1:29 مللي شمعة إلى 50 مللي شمعة
رمز الفئة المحدد (مثل L2) مُشار إليه على تغليف المنتج.
3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (اللون)
يتم أيضًا فرز مصابيح LED حسب طولها الموجي السائد للتحكم في اتساق اللون. هامش التسامح لكل حد فئة هو ±1 نانومتر.
- H06:566.0 نانومتر إلى 568.0 نانومتر
- H07:568.0 نانومتر إلى 570.0 نانومتر
- H08:570.0 نانومتر إلى 572.0 نانومتر
- H09:572.0 نانومتر إلى 574.0 نانومتر
4. معلومات الميكانيكا والتغليف
4.1 أبعاد المخطط التفصيلي
يتميز الجهاز بتصميم مار بزاوية قائمة. المادة الأساسية للهيكل هي البلاستيك الأسود. مكون LED نفسه له قطر T-1 (3 مم). في رقم الجزء المحدد هذا (LTL-R42NGYADH229Y)، موضع LED1 في الحامل فارغ، بينما موضع LED2 يحتوي على شريحة AlInGaP خضراء مصفرة مغطاة بعدسة خضراء مُشتتة. جميع هوامش التسامح للأبعاد هي ±0.25 مم (0.010") ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسم البعدي (راجع ورقة البيانات للرسم التفصيلي).
4.2 مواصفات التغليف
يتم توريد مصابيح LED في تغليف مناسب لعمليات التجميع الآلي. طريقة التغليف الدقيقة (مثل الشريط والبكرة، أو السائب) والكميات محددة في قسم مواصفات التغليف في ورقة البيانات. رموز تصنيف الفئة مُشار إليها بوضوح على أكياس التغليف لإمكانية التتبع.
5. إرشادات اللحام والتجميع
5.1 تشكيل الأطراف
إذا كانت هناك حاجة لثني الأطراف، يجب أن يتم ذلكقبلاللحام وفي درجة حرارة الغرفة. يجب أن يتم الانحناء عند نقطة على الأقل 3 مم بعيدًا عن قاعدة عدسة/حامل LED. لا يجب استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز أثناء الانحناء لتجنب الإجهاد على التثبيت الداخلي للشريحة.
5.2 عملية اللحام
يجب الحفاظ على مسافة صافية لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة/الحامل ومفصل اللحام. يجب ألا تُغمر العدسة أبدًا في اللحام.
- مكواة اللحام:الحد الأقصى لدرجة الحرارة 350°م. الحد الأقصى لوقت اللحام 3 ثوانٍ لكل طرف (مرة واحدة فقط).
- لحام الموجة:الحد الأقصى لدرجة حرارة التسخين المسبق 120°م لمدة تصل إلى 100 ثانية. الحد الأقصى لدرجة حرارة موجة اللحام 260°م لمدة أقصاها 5 ثوانٍ. يجب ألا يكون موضع الغمس أقل من 2 مم من قاعدة عدسة الإيبوكسي.
تحذير:تجاوز درجة الحرارة أو الوقت الموصى به يمكن أن يسبب تشوه العدسة أو فشل كارثي لـ LED.
5.3 التخزين والتعامل
للتخزين طويل الأمد خارج التغليف الأصلي، يُوصى بتخزين مصابيح LED في وعاء محكم مع مجفف أو في جو نيتروجين. مصابيح LED التي تم إزالتها من التغليف يُفضل استخدامها في غضون ثلاثة أشهر. بيئة التخزين الموصى بها لا تتجاوز 30°م و 70% رطوبة نسبية.
5.4 التنظيف
إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم فقط المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.
6. اعتبارات التطبيق والتصميم
6.1 تصميم دائرة القيادة
مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، منالمُوصى به بشدةاستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (نموذج الدائرة أ). تشغيل مصابيح LED على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة ب) غير موصى به، حيث أن الاختلافات الصغيرة في خاصية جهد الأمام (VF) بين مصابيح LED ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، في السطوع.
6.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)
مصباح LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب تنفيذ ضوابط ESD مناسبة أثناء التعامل والتجميع:
- يجب على المشغلين ارتداء أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
- يجب تأريض جميع المعدات، وطاولات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
- استخدم مؤينات لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية.
- حافظ على محطة عمل آمنة من الكهرباء الساكنة مع لافتات مناسبة.
6.3 إدارة الحرارة
بينما تبديد الطاقة منخفض (52 ميغاواط كحد أقصى)، فإن الالتزام بمنحنى تخفيض التيار فوق 30°م أمر بالغ الأهمية للموثوقية طويلة الأمد. تأكد من تدفق هواء كافٍ في التطبيق النهائي إذا كان التشغيل قريبًا من حدود درجة الحرارة القصوى.
7. منحنيات الأداء والخصائص النموذجية
تتضمن ورقة البيانات منحنيات أداء نموذجية توفر رؤى تصميمية قيمة. تمثل هذه الرسوم البيانية بصريًا العلاقة بين المعايير الرئيسية في ظل ظروف مختلفة. بينما نقاط بيانات المنحنى المحددة غير مدرجة هنا، يجب على المصممين الرجوع إلى هذه المنحنيات من أجل:
- شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام:يوضح كيف يزداد ناتج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية عند التيارات الأعلى.
- جهد الأمام مقابل تيار الأمام:يوضح خاصية I-V للدايود.
- شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض ناتج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع.
- التوزيع الطيفي:رسم بياني يوضح القدرة الإشعاعية النسبية عبر الأطوال الموجية، متمركز حول الطول الموجي الذروي 572 نانومتر مع نصف عرض نموذجي 15 نانومتر.
هذه المنحنيات ضرورية للتنبؤ بالأداء في ظل ظروف غير قياسية (مثل تيارات قيادة مختلفة أو درجات حرارة محيطة) ولتحسين التصميم للكفاءة وطول العمر.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |