مواصفات مصباح LED ذو ثقب عابر LTLR42FGAJH79Y - أصفر-أخضر 570 نانومتر - 20 مللي أمبير - 52 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED ذو تركيب ثقب عابر، مُصمم كمؤشر للوحة الدوائر (CBI). يستخدم الجهاز حاملًا (هيكلًا) بلاستيكيًا أسود بزاوية قائمة يتوافق مع مكون LED. يسهل هذا التصميم التجميع على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). المصدر الضوئي الأساسي هو LED ذو حالة صلبة، مما يوفر مزايا في الكفاءة والعمر الطويل.

1.1 المزايا الأساسية

• سهولة التركيب:التصميم مُحسّن للتركيب المباشر والفعّال على لوحات الدوائر.
• تحسين التباين:مادة الهيكل الأسود تحسن نسبة التباين البصري للمؤشر المضيء.
• موثوقية الحالة الصلبة:يستخدم تقنية LED لتوفير مصدر ضوئي قوي وطويل الأمد بدون فتائل قابلة للكسر.
• كفاءة الطاقة:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة وفعالية إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• انبعاث محدد:تصدر الثنائيات الضوئية 1 و 4 ضوءًا في الطيف الأصفر-الأخضر بطول موجي ذروة حوالي 570 نانومتر، باستخدام تقنية AllnGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم).
• حساسية الرطوبة:مصنف بمستوى MSL3 (مستوى الحساسية للرطوبة 3).

1.2 التطبيقات المستهدفة

مصباح LED هذا مناسب لمجموعة متنوعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب إضاءة للحالة أو كمؤشر. تشمل القطاعات التطبيقية النموذجية:

• معدات الاتصالات
• أنظمة الحاسوب والملحقات الطرفية
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• الأجهزة المنزلية

2. تعمق في المعلمات التقنية

2.1 حدود التشغيل القصوى المطلقة

يجب عدم تجاوز التقييمات التالية تحت أي ظرف، حيث قد يؤدي ذلك إلى تلف دائم للجهاز. جميع القيم محددة عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25°C.

• تبديد الطاقة (PD):52 ميغاواط - أقصى طاقة إجمالية يمكن للجهاز تبديدها بأمان.
• تيار الأمامي الذروي (IFP):60 مللي أمبير - هذا هو أقصى تيار أمامي لحظي، مسموح به فقط في ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 0.1 مللي ثانية).
• تيار الأمامي المستمر (IF):20 مللي أمبير - أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل العادي.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°C إلى +85°C - نطاق درجة الحرارة المحيطة الذي صُمم الجهاز للعمل ضمنه.
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40°C إلى +100°C - نطاق درجة الحرارة للتخزين غير التشغيلي.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم (0.079 بوصة) من جسم المكون.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند TA=25°C. يتم توفير قيم الثنائيات الضوئية 1 و 4 (الأصفر-الأخضر).

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 23 ميكروكانديلا إلى حد أقصى 140 ميكروكانديلا، بقيمة نموذجية 80 ميكروكانديلا، مقاسة عند IF=20mA. هذه المعلمة مصنفة (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):حوالي 100 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المركز).
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):نموذجيًا 571 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 565 نانومتر إلى 571 نانومتر، بقيمة نموذجية 569 نانومتر عند IF=20mA. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، مستمد من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):نموذجيًا 15 نانومتر. هذا يشير إلى نقاء الطيف؛ القيمة الأصغر تعني ضوءًا أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.6 فولت إلى 2.6 فولت، بقيمة نموذجية 2.1 فولت عند IF=20mA.
• التيار العكسي (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت.ملاحظة مهمة:لم يُصمم الجهاز للعمل في انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز الثنائيات الضوئية إلى مجموعات بناءً على المعلمات البصرية الرئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار مكونات تلبي متطلبات سطوع ولون محددة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الثنائيات الضوئية إلى ثلاث مجموعات شدة، مقاسة بالميكروكانديلا (mcd) عند تيار أمامي 20 مللي أمبير. التسامح لكل حد مجموعة هو ±15%.

• المجموعة AB:الحد الأدنى 23 ميكروكانديلا، الحد الأقصى 50 ميكروكانديلا.
• المجموعة CD:الحد الأدنى 50 ميكروكانديلا، الحد الأقصى 85 ميكروكانديلا.
• المجموعة EF:الحد الأدنى 85 ميكروكانديلا، الحد الأقصى 140 ميكروكانديلا.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم أيضًا تصنيف الثنائيات الضوئية حسب طولها الموجي السائد للتحكم في اتساق اللون. التسامح لكل حد مجموعة هو ±1 نانومتر.

• المجموعة 1:الحد الأدنى 565.0 نانومتر، الحد الأقصى 568.0 نانومتر.
• المجموعة 2:الحد الأدنى 568.0 نانومتر، الحد الأقصى 571.0 نانومتر.

يتم وضع رمز المجموعة لكل من الشدة والطول الموجي على تغليف المنتج، مما يتيح الاختيار الدقيق وفقًا لاحتياجات التطبيق.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات، فإن التحليل التالي يعتمد على البيانات الجدولية المقدمة وسلوك LED القياسي.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

الجهد الأمامي النموذجي (VF) البالغ 2.1 فولت عند 20 مللي أمبير يشير إلى أن هذا LED منخفض الجهد، نموذجي لتقنية AllnGaP. سيكون لـ VF معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع زيادة درجة حرارة التقاطع. النطاق المحدد (1.6 فولت إلى 2.6 فولت) يأخذ في الاعتبار التباين الطبيعي في الإنتاج.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل الموصى به (حتى 20 مللي أمبير). تجاوز تصنيف التيار المستمر سيزيد من خرج الضوء بشكل غير خطي ويولد حرارة مفرطة، مما قد يقلل من عمر LED ويغير لونه.

4.3 خصائص درجة الحرارة

شدة إضاءة الثنائيات الضوئية بشكل عام تنخفض مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. على الرغم من عدم رسمها هنا، فإن نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-40°C إلى +85°C) يعني أن الجهاز مصمم للحفاظ على الوظيفة عبر البيئات القاسية، وإن كان مع انخفاض محتمل في الخرج عند الحد الأعلى. التبريد المناسب عبر لوحة الدوائر المطبوعة أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء والعمر الطويل.

5. معلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 المخطط والأبعاد

يستخدم الجهاز حزمة ذات ثقب عابر بتوجيه بزاوية قائمة. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية:

• جميع الأبعاد مقدمة بالمليمترات، بتسامح ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• الحامل (الهيكل) مصنوع من بلاستيك أسود مصنف UL94V-0، مما يشير إلى أنه مقاوم للهب.
• تتميز الثنائيات الضوئية 1 و 4 بعدسة بيضاء مشتتة، مما يساعد على توسيع زاوية الرؤية وتلطيف مظهر الضوء.

5.2 تحديد القطبية

بالنسبة للثنائيات الضوئية ذات الثقب العابر، عادةً ما يتم الإشارة إلى القطبية بطول الطرف (الطرف الأطول هو الأنود، أو الجانب الموجب) و/أو نقطة مسطحة أو شق على العدسة أو الهيكل. يجب الرجوع إلى ورقة البيانات للعلامة المحددة على هذا المكون. تطبيق جهد عكسي يمكن أن يتلف LED.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ظروف التخزين

نظرًا لتصنيفه MSL3، فإن التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لمنع التلف الناجم عن الرطوبة أثناء إعادة التدفق.

• الحزمة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ التعبئة.
• الحزمة المفتوحة:للمكونات المزالة من كيس الحاجز الرطوبي (MBB)، يجب أن تكون البيئة المحيطة ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية.
• عمر الأرضية:يجب إعادة تدفق المكونات المعرضة للهواء المحيط بالأشعة تحت الحمراء (IR-reflow) خلال 168 ساعة (7 أيام).
• التخزين الممتد/التجفيف:إذا كان كيس الحاجز الرطوبي مفتوحًا لأكثر من 168 ساعة، فمن المستحسن بشدة تجفيفه عند 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل عملية تجميع SMT لطرد الرطوبة الممتصة.

6.2 تشكيل الأطراف

• يجب إجراء الانحناءقبلاللحام وعند درجة حرارة الغرفة.
• يجب أن تكون نقطة الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED.
• لا تستخدم قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز لتجنب إجهاد التثبيت الداخلي للرقاقة.
• أثناء إدخال لوحة الدوائر المطبوعة، استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت اللازمة.

6.3 عملية اللحام

• حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم من قاعدة العدسة/الحامل إلى نقطة اللحام.
• تجنب غمر العدسة أو الحامل في اللحام.
• لا تطبق إجهادًا خارجيًا على الأطراف بينما LED ساخن من اللحام.
• اللحام اليدوي الموصى به:درجة حرارة المكواة ≤ 350°C، وقت اللحام ≤ 3 ثوانٍ لكل طرف، مطبق على بعد لا يقل عن 2 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي. يجب إجراء هذا مرة واحدة فقط.
• تحذير:درجة الحرارة المفرطة أو الوقت يمكن أن يشوه العدسة أو يسبب فشلاً كارثيًا. درجة حرارة اللحام بالموجة القصوى لا تعادل درجة حرارة انحراف الحامل بالحرارة (HDT).

6.4 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، استخدم مذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA). تجنب المواد الكيميائية القاسية أو العدوانية التي قد تتلف الهيكل البلاستيكي أو العدسة.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتم تشغيل هذا LED عادةً بواسطة مصدر تيار ثابت، أو بشكل أكثر شيوعًا، مقاومة محددة للتيار على التوالي مع مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - VF) / IF. باستخدام VF النموذجي 2.1 فولت و IF 20 مللي أمبير مع مصدر 5 فولت: R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 أوم. مقاومة قياسية 150 أوم ستكون مناسبة، تبدد P = I^2 * R = (0.02)^2 * 150 = 0.06 واط.

7.2 اعتبارات التصميم

• التحكم في التيار:استخدم دائمًا جهازًا محددًا للتيار. الاتصال المباشر بمصدر جهد سيسبب تدفق تيار مفرط وفشل فوري.
• الإدارة الحرارية:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (52 ميغاواط كحد أقصى)، فإن ضمان مساحة نحاسية كافية في لوحة الدوائر المطبوعة حول الأطراف يساعد على تبديد الحرارة، خاصة في تطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بالقرب من التيار الأقصى.
• التصميم البصري:الهيكل الأسود والعدسة المشتتة مصممان لتباين جيد وزاوية رؤية واسعة. ضع في اعتبارك زاوية الرؤية المقصودة عند وضع LED على لوحة الدوائر المطبوعة.
• اختيار المجموعة:للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا أو لونًا دقيقًا، حدد مجموعات الشدة المطلوبة (مثل المجموعة EF) والطول الموجي (مثل المجموعة 2) أثناء الشراء.

8. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعلمات التقنية)

8.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λP)هو أعلى نقطة حرفية على منحنى خرج الطيف.الطول الموجي السائد (λd)هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية للون، محسوبًا من إحداثيات لون CIE. لمصدر أحادي اللون مثل هذا LED، غالبًا ما يكونان قريبين جدًا (571 نانومتر مقابل 569 نانومتر نموذجيًا). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

8.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر 3.3 فولت؟

نعم. باستخدام VF النموذجي 2.1 فولت عند 20 مللي أمبير، ستكون المقاومة التسلسلية: R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 أوم. تأكد من أن تصنيف قدرة المقاومة كافٍ (0.02^2 * 60 = 0.024 واط).

8.3 لماذا يوجد تصنيف تيار أمامي ذروي أعلى بكثير من تصنيف التيار المستمر؟

يسمح تصنيف الذروة 60 مللي أمبير (تحت نبضات قصيرة) بفترات قصيرة من التشغيل الزائد لتحقيق سطوع عالٍ جدًا لتطبيقات الوميض أو التعددية. تضمن دورة العمل المنخفضة (≤10%) ألا تتجاوز الطاقة المتوسطة ودرجة حرارة التقاطع الحدود الآمنة. للإضاءة الثابتة، لا تتجاوز أبدًا تصنيف التيار المستمر 20 مللي أمبير.

8.4 ماذا يعني MSL3 لعملية التجميع الخاصة بي؟

يشير MSL3 إلى أن المكون يمكنه امتصاص مستويات ضارة من الرطوبة من الهواء بعد فتح كيسه المغلق. لمنع "انفشار الفشار" (التقشير الداخلي) أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يجب إما لحامه خلال 168 ساعة من فتح الكيس أو تجفيفه مسبقًا كما هو موضح في القسم 6.1.

9. الخلفية التقنية والاتجاهات

9.1 تقنية AllnGaP

يستخدم هذا LED مادة أشباه الموصلات فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AllnGaP). هذه التقنية فعالة للغاية في إنتاج الضوء في الطيف الكهرماني والأصفر والأصفر-الأخضر (حوالي 570 نانومتر إلى 620 نانومتر). توفر فعالية إضاءة واستقرار جيد مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaP المرشح.

9.2 اتجاهات الثقب العابر مقابل التركيب السطحي

بينما تهيمن ثنائيات LED ذات التركيب السطحي (SMD) على الإلكترونيات الحديثة عالية الحجم بسبب حجمها وسرعة تجميعها، تظل ثنائيات LED ذات الثقب العابر مثل هذا ذات صلة. تشمل مزاياها الرئيسية القوة الميكانيكية الفائقة (مقاومة لثني اللوحة)، وتسهيل النمذجة الأولية والإصلاح اليدوي، وغالبًا تبديد طاقة أعلى مسموح به لكل حزمة بسبب الأطراف الأطول التي تعمل كمشتتات حرارية. توجد عادةً في عناصر التحكم الصناعية، ومصادر الطاقة، ومنتجات السيارات التكميلية، والأجهزة حيث تكون الموثوقية تحت الاهتزاز أمرًا بالغ الأهمية.

9.3 تطور مؤشر LED

يستمر اتجاه مؤشرات LED نحو كفاءة أعلى (مزيد من الضوء لكل مللي أمبير)، مما يسمح بتيارات تشغيل أقل وتقليل طاقة النظام. هناك أيضًا تركيز على تحسين اتساق اللون عبر دفعات الإنتاج من خلال التصنيف المتقدم وضوابط عملية أكثر تشددًا، كما يتضح من جداول التصنيف التفصيلية في ورقة البيانات هذه. استخدام العدسات المشتتة وهياكل تحسين التباين، كما هو موضح هنا، يحسن قابلية القراءة - وهو هدف تصميمي ثابت.