ورقة بيانات مصباح LED أصفر-أخضر منتشر من نوع T-1 - حامل بزاوية قائمة - أبعاد 3.0 مم قطر - جهد 2.5 فولت - قدرة 52 ملي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED مؤشر يتم تركيبه عبر الثقب. يتكون الجهاز من شريحة LED من مادة AlInGaP ذات اللون الأصفر-الأخضر، مُحاطة بحامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة، ويتميز بعدسة خضراء مُنتشرة. تم تصميم هذا التكوين ليكون مؤشرًا للوحة الدوائر الكهربائية (CBI)، مما يوفر سهولة في التجميع وتوافق بصري مُحسّن مع اللوحة.

1.1 الميزات الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون تصميمه المُبسط لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، واستهلاكه المنخفض للطاقة، وكفاءته العالية، وامتثاله لمعايير الخلو من الرصاص ومعايير RoHS. يُحسّن الهيكل الأسود نسبة التباين بشكل كبير، مما يجعل المؤشر أكثر وضوحًا. وهو مُعد لمجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر الطرفية، وأجهزة الاتصالات، والإلكترونيات الاستهلاكية، والمعدات الصناعية.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يتسبب في تلف دائم للجهاز. تشمل المعلمات الرئيسية أقصى تبديد للطاقة يبلغ 52 ملي واط، وتيار أمامي مستمر (IF) يبلغ 20 ملي أمبير، وتيار أمامي ذروي يبلغ 60 ملي أمبير في ظل ظروف النبض. يتم تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. عامل التخفيض للتيار الأمامي هو 0.27 ملي أمبير/درجة مئوية فوق درجة حرارة المحيط 30 درجة مئوية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة لحام الأطراف 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مع مسافة لا تقل عن 2.0 مم من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يُظهر الجهاز أداءً نموذجيًا عند قياسه عند تيار اختبار قياسي IF=10mA ودرجة حرارة محيط TA=25°C. تبلغ شدة الإضاءة (Iv) قيمة نموذجية تبلغ 19 ملي شمعة، مع حد أدنى 8.7 ملي شمعة وحد أقصى 50 ملي شمعة، مصنفة في مجموعات محددة. الجهد الأمامي (VF) نموذجيًا 2.5 فولت، بحد أقصى 2.5 فولت. الطول الموجي السائد (λd) نموذجيًا 569 نانومتر، مما يحدد اللون الأصفر-الأخضر، بعرض نصف طيفي يبلغ 15 نانومتر. زاوية الرؤية (2θ1/2) واسعة تبلغ 100 درجة، وهي سمة مميزة للعدسة المنتشرة.

3. مواصفات جدول التصنيف

يتم فرز المنتج إلى مجموعات بناءً على المعلمات البصرية الرئيسية لضمان الاتساق في التطبيق.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى أربع رموز مجموعات (L3، L2، L1، M1) مع قيم دنيا وقصوى محددة تتراوح من 8.7 ملي شمعة إلى 50 ملي شمعة عند IF=10mA. يتم تطبيق تسامح ±15% على كل حد للمجموعة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التحكم في اللون أو الصبغة من خلال مجموعات الطول الموجي السائد. تغطي الرموز من H06 إلى H09 نطاقًا من 566.0 نانومتر إلى 574.0 نانومتر، مع تسامح ضيق يبلغ ±1 نانومتر لكل حد للمجموعة، مما يضمن مطابقة الألوان بدقة.

4. تحليل منحنيات الأداء

في حين يتم الإشارة إلى بيانات رسومية محددة في الوثيقة، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذه الأجهزة ستوضح العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة، والجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة، وتوزيع القدرة الطيفية الذي يبلغ ذروته حول 572 نانومتر. هذه المنحنيات ضرورية للمصممين لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة وتحسين دوائر القيادة للحصول على أداء ثابت عبر اختلافات درجة الحرارة.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد المخطط التفصيلي

يستخدم الجهاز عبوة LED قياسية من نوع T-1 (قطر 3.0 مم) مثبتة في حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة. تشمل الأبعاد الحرجة تباعد الأطراف والمسافة من اللوحة إلى العدسة. جميع تسامحات الأبعاد هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. مادة الحامل مذكورة على أنها بلاستيك أسود.

5.2 مواصفات التغليف

يتم توريد المكونات على بكرات مقاس 13 بوصة للتجميع الآلي. تحتوي كل بكرة على 350 قطعة. شريط الناقل مصنوع من سبيكة البوليستيرين الموصلة السوداء بسمك 0.50 مم ±0.06 مم. يتم توفير أبعاد مفصلة للبكرة وشريط الناقل لتوافقها مع معدات التقاط والوضع القياسية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والتعامل

يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30 درجة مئوية و70% رطوبة نسبية. إذا تم إزالتها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية، فيجب استخدامها خلال ثلاثة أشهر أو تخزينها في بيئة جافة مُتحكم فيها (مثلًا، مع مجفف أو نيتروجين).

6.2 تشكيل الأطراف

إذا لزم الأمر، يجب ثني الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED. يجب ألا يستخدم جسم LED كمرتكز. يجب تنفيذ هذه العملية في درجة حرارة الغرفة وقبل عملية اللحام.

6.3 عملية اللحام

يتم توفير إرشادات واضحة لكل من اللحام اليدوي واللحام بالموجة. يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة/الحامل. يجب ألا تُغمر العدسة في اللحام مطلقًا.

• اللحام اليدوي:درجة حرارة المكواة بحد أقصى 350 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل طرف.
• اللحام بالموجة:تسخين مسبق بحد أقصى 120 درجة مئوية لمدة تصل إلى 100 ثانية، يليها موجة لحام بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 5 ثوانٍ.

6.4 التنظيف

يوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل أو المذيبات الكحولية المماثلة للتنظيف إذا لزم الأمر.

7. التطبيق والتوصيات التصميمية

7.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند استخدام مصابيح LED متعددة، يُوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (نموذج الدائرة أ). لا يُنصح بتوصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة ب)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خاصية الجهد الأمامي (Vf) لكل LED ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، في السطوع.

7.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصباح LED عرضة للتلف بسبب التفريغ الكهروستاتيكي. يجب تنفيذ ضوابط ESD المناسبة أثناء التعامل والتجميع. وهذا يشمل استخدام أساور المعصم المؤرضة، والحصائر المضادة للكهرباء الساكنة، ومحطات العمل المؤرضة، والمؤينات لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية.

7.3 سيناريوهات التطبيق النموذجية

مصباح المؤشر هذا مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك مؤشرات الحالة على لوحات أم الكمبيوتر أو الأجهزة الطرفية، وأضواء الإشارة في معدات الشبكات، ومؤشرات الطاقة/الوظيفة في الأجهزة الاستهلاكية، وأضواء اللوحة في أنظمة التحكم الصناعية. عامل الشكل بزاوية قائمة مفيد بشكل خاص عندما يحتاج المؤشر إلى أن يكون مرئيًا من الأمام أو الجانب لعلبة بينما يكون مثبتًا عموديًا على PCB.

8. المقارنة التقنية والاعتبارات التصميمية

مقارنةً بمصابيح LED غير المنتشرة أو ذات زوايا الرؤية الضيقة، يقدم هذا الجهاز انبعاث ضوء أوسع وأكثر نعومة، مثالي للإشارة إلى الحالة. يوفر الحامل الأسود تباينًا فائقًا في ظروف الإضاءة المحيطة الساطعة والخافتة على حد سواء. يجب على المصممين النظر بعناية في قيمة مقاومة تحديد التيار بناءً على جهد الإمداد والتيار الأمامي المطلوب (عادةً 10-20 ملي أمبير)، مع مراعاة تبديد الطاقة في المقاوم أيضًا. لا تشكل إدارة الحرارة على PCB عادةً مصدر قلق لمؤشر واحد عند مستويات الطاقة هذه، ولكن يجب أن يتجنب التخطيط وضع المكونات المولدة للحرارة مباشرة بجوار LED.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

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

ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي في أقصى حد (572 نانومتر نموذجيًا). الطول الموجي السائد (λd) مشتق من إدراك اللون بواسطة العين البشرية (مخطط CIE) وهو الطول الموجي الفردي الذي يمثل اللون المُدرك بشكل أفضل (569 نانومتر نموذجيًا). لتحديد اللون، يكون λd أكثر صلة.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20 ملي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 20 ملي أمبير هو الحد الأقصى لتصنيف التيار الأمامي المستمر DC. ومع ذلك، لأطول عمر وموثوقية، يُنصح بالتشغيل عند أو أقل من تيار الاختبار النموذجي البالغ 10 ملي أمبير إذا سمحت متطلبات سطوع التطبيق بذلك.

س: كيف أفسر رمز مجموعة شدة الإضاءة؟

ج: يشير رمز المجموعة (مثل L2) المطبوع على العبوة إلى النطاق المضمون لإخراج الضوء لتلك الدفعة من مصابيح LED. على سبيل المثال، تضمن المجموعة L2 قيمة Iv بين 12.6 و 19 ملي شمعة عند 10 ملي أمبير. يضمن اختيار مجموعة محددة الاتساق في السطوع عبر وحدات متعددة في منتجك.

10. دراسة حالة تصميمية عملية

فكر في تصميم مؤشر حالة للوحة الأمامية لجهاز توجيه (راوتر). يتم تركيب PCB عموديًا داخل الهيكل. يتيح استخدام LED بزاوية قائمة هذا لحامه مباشرة على PCB العمودي، مع توجيه عدسته جانبًا عبر نافذة في العلبة. يختار المصمم مقاومة تحديد تيار لإمداد 5 فولت لتحقيق تيار أمامي يبلغ حوالي 15 ملي أمبير، مما ينتج عنه مؤشر ساطع وواضح. تضمن زاوية الرؤية الواسعة البالغة 100 درجة رؤية الضوء من نطاق واسع أمام الجهاز. توفر العدسة الخضراء المنتشرة ضوءًا لطيفًا وغير ساطع مناسب للبيئات الداخلية.

11. مبدأ التشغيل

يعمل الجهاز على مبدأ الإضاءة الكهربائية في أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد انحياز أمامي عبر شريحة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لمواد أشباه الموصلات طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد لون الضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر-الأخضر. تبعثر العدسة الإيبوكسية المنتشرة الضوء، مما يخلق زاوية رؤية أوسع وأكثر اتساقًا.

12. اتجاهات التكنولوجيا

يمثل استخدام مواد AlInGaP لمصابيح LED الكهرمانية والصفراء والخضراء تقنية ناضجة وعالية الكفاءة. تركز التطورات المستمرة في صناعة LED الأوسع على زيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وتمكين كثافات طاقة أعلى. بالنسبة لمصابيح LED من نوع المؤشر، تشمل الاتجاهات التصغير الإضافي، ودمج المقاومات المدمجة أو الدوائر المتكاملة (ICs) لتبسيط القيادة، وتطوير زوايا رؤية أوسع على الإطلاق وتناسق ألوان أكثر دقة من خلال عمليات التصنيف والتصنيع المتقدمة. تظل العبوة ذات الثقب بزاوية قائمة شائعة نظرًا لمتانتها الميكانيكية وسهولة تجميعها يدويًا أو آليًا في مجموعة واسعة من المنتجات الإلكترونية.