ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء فوق البنفسجي LTPL-C16FUVM385 - 3.2x1.6x1.9 مم - 3.3 فولت - 23 ميغاواط - 385 نانومتر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة LTPL-C16 تقدمًا كبيرًا في تقنية الإضاءة ذات الحالة الصلبة، حيث تم تصميمها خصيصًا للتطبيقات فوق البنفسجية (UV). هذا المنتج هو مصدر ضوء موفر للطاقة وفائق الصغر، يجمع بين العمر التشغيلي الطويل والموثوقية العالية المتأصلة في ثنائيات الإضاءة (LEDs) ومستويات أداء مناسبة لتحل محل أنظمة الإضاءة فوق البنفسجية التقليدية. يوفر للمصممين حرية كبيرة نظرًا لحجمه الصغير وتوافقه مع تقنية التركيب السطحي، مما يتيح دمجه في بيئات الإنتاج الآلية والمحدودة المساحة.

1.1 الميزات الرئيسية

• متوافق بالكامل مع معدات اللصق والتركيب الآلية القياسية للتجميع بكميات كبيرة.
• مصمم لتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري.
• معبأ بتنسيق قياسي متوافق مع معايير EIA لضمان توافق واسع.
• خصائص الإدخال متوافقة مع مستويات تشغيل الدوائر المتكاملة (IC) القياسية.
• يتم تصنيعه كمنتج صديق للبيئة، متوافق مع توجيهات RoHS وخالي من الرصاص.

1.2 التطبيقات المستهدفة

تم تصميم هذا الثنائي الباعث للضوء فوق البنفسجي لمجموعة متنوعة من العمليات الصناعية والتصنيعية التي تتطلب تعرضًا مضبوطًا للأشعة فوق البنفسجية. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية: المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية للغراء والراتنجات، والوسم والترميز بالأشعة فوق البنفسجية، وعمليات اللصق التي تنشط بالأشعة فوق البنفسجية، وتجفيف أو معالجة أحبار الطباعة المتخصصة. يعد طوله الموجي البالغ 385 نانومتر فعالاً بشكل خاص في بدء التفاعلات الكيميائية الضوئية.

2. المعلومات الميكانيكية والتغليف

يتم وضع الجهاز في غلاف صغير للتركيب السطحي. يتم توفير الأبعاد الحرجة للشكل الخارجي في ورقة البيانات بوحدة المليمتر. الأبعاد النموذجية للجسم هي: الطول 3.2 مم تقريبًا، العرض 1.6 مم، والارتفاع 1.9 مم. ينطبق تسامح ±0.1 مم على معظم الأبعاد ما لم يُذكر خلاف ذلك. تتضمن ورقة البيانات رسومات أبعاد مفصلة تُظهر المنظر العلوي والجانبي والسفلي، بما في ذلك تخطيط وسادة التثبيت الموصى بها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لضمان اللحام السليم وإدارة الحرارة. عادةً ما يتم تحديد القطب السالب بواسطة علامة مرئية على الغلاف.

3. الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود ويجب تجنبه لضمان أداء موثوق. يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (Po):160 ميغاواط
• تيار التوصيل الأمامي المستمر (If):40 مللي أمبير
• الجهد العكسي (Vr):5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40°C إلى +100°C
• درجة حرارة التقاطع (Tj):100°C

4. الخصائص الكهروضوئية

تحدد المعاملات التالية الأداء النموذجي للثنائي الباعث للضوء تحت ظروف الاختبار القياسية عند Ta=25°C. تيار الاختبار لمعظم المعاملات هو 20 مللي أمبير.

*ملاحظة: اختبار الجهد العكسي عند Ir=10µA هو للتحقق من وظيفة الزينر الوقائية فقط. لم يتم تصميم الجهاز للتشغيل المستمر تحت انحياز عكسي، مما قد يتسبب في عطله.

4.1 ملاحظات قياس مهمة

• حساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). الاحتياطات المناسبة للتعامل مع ESD، بما في ذلك استخدام أساور المعصم المؤرضة والسجاد المضاد للكهرباء الساكنة، إلزامية أثناء التعامل.
• معيار الاختبار:يتم قياس التدفق الإشعاعي والطول الموجي الذروي وفقًا للمعيار CAS140B.
• التسامحات:قياس التدفق الإشعاعي له تسامح ±10%. تسامح قياس الجهد الأمامي هو ±0.1 فولت. تسامح قياس الطول الموجي الذروي هو ±3 نانومتر.

5. نظام رموز التصنيف والفرز

لضمان الاتساق في التطبيق، يتم فرز ثنائيات الإضاءة (تصنيفها) بناءً على معايير الأداء الرئيسية. يتم وضع رمز التصنيف على العبوة.

5.1 تصنيف الجهد الأمامي (Vf)

تسامح القياس: ±0.1 فولت @ If=20mA.

5.2 تصنيف التدفق الإشعاعي (Φe)

تسامح القياس: ±10% @ If=20mA.

5.3 تصنيف الطول الموجي الذروي (λp)

التسامح: ±3 نانومتر @ If=20mA.

6. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية للتصميم وفهم سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

6.1 الطيف الانبعاثي النسبي

يظهر الرسم البياني توزيع القدرة الطيفية المتمركز حول الطول الموجي الذروي 385 نانومتر. يُظهر المنحنى خاصية الانبعاث النطاقي الضيق النموذجية لثنائيات الإضاءة فوق البنفسجية، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب طاقة فوتونية محددة لبدء تفاعلات المعالجة.

6.2 التدفق الإشعاعي النسبي مقابل تيار التوصيل الأمامي

يوضح هذا المنحنى العلاقة بين الناتج الضوئي وتيار التشغيل. يزداد التدفق الإشعاعي بشكل فائق الخطية مع التيار عند المستويات المنخفضة ويميل إلى التشبع عند التيارات الأعلى بسبب تأثيرات الانخفاض الحراري والكفاءة. هذا يرشد إلى اختيار نقطة تشغيل مثالية لتحقيق التوازن بين الناتج والعمر الافتراضي.

6.3 تيار التوصيل الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يظهر منحنى I-V العلاقة الأسية النموذجية للثنائي. جهد الركبة حوالي 3.3 فولت النموذجي. هذا المنحنى حيوي لتصميم دائرة تحديد التيار لضمان التشغيل المستقر ومنع الانفلات الحراري.

6.4 التدفق الإشعاعي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع

يصور هذا الرسم البياني التأثير السلبي لارتفاع درجة حرارة التقاطع (Tj) على الناتج الضوئي. مع زيادة Tj، ينخفض التدفق الإشعاعي. يسلط هذا الضوء على الأهمية القصوى للإدارة الحرارية الفعالة في تصميم لوحة الدوائر المطبوعة للحفاظ على أداء ناتج ثابت وموثوقية الجهاز بمرور الوقت.

7. إرشادات التركيب والمعالجة

7.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

يتم توفير ملف تعريف درجة حرارة-زمن مفصل لعمليات اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص. تشمل المعايير الرئيسية:

• التسخين المسبق:150-200°C لمدة أقصاها 120 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى:بحد أقصى 260°C مقاسة على سطح جسم الغلاف.
• الوقت فوق نقطة الانصهار:يوصى بأن يكون ضمن نطاقات العملية القياسية.
• معدل التبريد:لا يوصى بعملية تبريد سريعة.

قد يحتاج ملف التعريف إلى تعديل بناءً على خصائص معجون اللحام المحدد. يوصى دائمًا بأقل درجة حرارة لحام ممكنة تحقق وصلة موثوقة لتقليل الإجهاد الحراري على الثنائي الباعث للضوء.

7.2 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد التجميع ضروريًا، فيجب استخدام المواد الكيميائية المحددة فقط. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف الإيبوكسي الخاص بالغلاف. تشمل الطرق المقبولة الغمر في الإيثانول أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لأقل من دقيقة واحدة.

7.3 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي لا مفر منه، فيجب توخي الحذر الشديد:

• درجة حرارة المكواة:بحد أقصى 300°C.
• وقت اللحام:بحد أقصى 3 ثوانٍ لكل طرف.
• التكرار:يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط لمنع التلف الحراري.

8. مواصفات التغليف

يتم توريد المكونات في تغليف شريط وبكرة مناسب لمعدات التجميع الآلية.

• أبعاد الشريط:تحدد الرسومات التفصيلية تباعد الجيوب، والعرض، وموضع الشريط الغطائي.
• مواصفات البكرة:بكرة قياسية 7 بوصات (178 مم).
• الكمية لكل بكرة:عادة 1500 قطعة.
• المكونات المفقودة:يُسمح بحد أقصى جيبين فارغين متتاليين.
• المعايير:يتوافق التغليف مع مواصفات EIA-481-1-B.

9. الموثوقية وتحذيرات التعامل

9.1 نطاق التطبيق

هذا المنتج مخصص للاستخدام في المعدات الإلكترونية التجارية والصناعية القياسية. لم يتم تصميمه أو تأهيله للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، والتحكم في النقل). لمثل هذه التطبيقات، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة.

9.2 حساسية الرطوبة والتخزين

تم تصنيف الغلاف بمستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3 وفقًا لـ JEDEC J-STD-020.

• الكيس المغلق:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ ختم الكيس.
• الكيس المفتوح:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. إكمال اللحام خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض لظروف البيئة في المصنع.
• التجفيف الحراري (البيكينج):إذا تحولت بطاقة مؤشر الرطوبة إلى اللون الوردي (≥10% رطوبة نسبية) أو تم تجاوز مدة الصلاحية البالغة 168 ساعة، قم بتجفيف الثنائيات الباعثة للضوء حراريًا عند 60°C لمدة 48 ساعة على الأقل قبل الاستخدام. أعد إغلاق أي أجزاء غير مستخدمة مع مجفف.

9.3 طريقة التشغيل

ثنائيات الإضاءة هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد ومنع استحواذ التيار عند تشغيل عدة ثنائيات إضاءة على التوازي، يجب إقران كل ثنائي باعث للضوء أو سلسلة متوازية بمقاومة تحديد تيار خاصة به. يُعد مشغل التيار الثابت الطريقة الموصى بها للحصول على أفضل أداء واستقرار، حيث يعوض عن الاختلافات في الجهد الأمامي ويوفر ناتجًا ضوئيًا ثابتًا بغض النظر عن تحولات Vf الناتجة عن درجة الحرارة.

10. اعتبارات التصميم وملاحظات التطبيق

10.1 الإدارة الحرارية

نظرًا للعلاقة العكسية بين درجة حرارة التقاطع والتدفق الإشعاعي، فإن تبديد الحرارة الفعال له أهمية قصوى. تم تصميم تخطيط وسادة لوحة الدوائر المطبوعة الموصى به للمساعدة في تبديد الحرارة. يمكن أن يؤدي استخدام لوحة دوائر مطبوعة بها ثقوب حرارية تربط الوسادة بمستويات التأريض الداخلية أو مشتت حراري خارجي إلى تحسين الأداء والعمر الافتراضي بشكل كبير من خلال الحفاظ على درجة حرارة التقاطع منخفضة.

10.2 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 135 درجة نمط انبعاث واسع. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب ضوءًا فوق بنفسجيًا مركزًا أو متوازيًا، ستكون البصريات الثانوية مثل العدسات أو العواكس ضرورية. يجب أن تكون مادة هذه البصريات شفافة للإشعاع فوق البنفسجي 385 نانومتر (مثل الزجاج المتخصص أو البلاستيك المستقر للأشعة فوق البنفسجية مثل PMMA).

10.3 التصميم الكهربائي

يجب أن يأخذ تصميم الدائرة في الاعتبار تصنيف الجهد الأمامي. يجب أن يكون مصدر الطاقة قادرًا على توفير الجهد المطلوب للثنائي الباعث للضوء بالإضافة إلى انخفاض الجهد عبر مقاومة تحديد التيار أو دائرة المشغل، حتى للثنائيات من أعلى تصنيف Vf (V3، حتى 4.0 فولت). يُنصح أيضًا بالحماية ضد توصيل الجهد العكسي وارتفاعات الجهد العابرة.

10.4 المقارنة مع مصادر الأشعة فوق البنفسجية التقليدية

مقارنة بمصادر الأشعة فوق البنفسجية التقليدية مثل مصابيح بخار الزئبق، يقدم هذا الثنائي الباعث للضوء مزايا مميزة: القدرة على التشغيل/الإيقاف الفوري، لا يوجد وقت تسخين مسبق، عمر تشغيلي أطول (عشرات الآلاف من الساعات)، حجم أصغر بكثير، توليد حرارة أقل، وغياب المواد الخطرة مثل الزئبق. يمكن أن يكون الانبعاث النطاقي الضيق عند 385 نانومتر أكثر كفاءة أيضًا للمحفزات الضوئية المحددة المستخدمة في عمليات المعالجة، مما يقلل من هدر الطاقة.

11. الأسئلة الشائعة (FAQ)

11.1 ما هو تيار التشغيل النموذجي؟

شرط الاختبار القياسي ونقطة التشغيل النموذجية هي 20 مللي أمبير تيار مستمر. الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر هو 40 مللي أمبير، لكن التشغيل عند هذا الحد أو بالقرب منه سيقلل من العمر الافتراضي ويزيد من درجة حرارة التقاطع. للحصول على أفضل موثوقية، يوصى بتخفيض تصنيف التيار.

11.2 كيف أفسر رمز التصنيف الموجود على الكيس؟

يشير رمز التصنيف (مثل V2R6P3S) إلى مجموعة الأداء المحددة لتلك الدفعة من الثنائيات الباعثة للضوء. V2 تعني Vf بين 3.2-3.6 فولت، R6 تعني تدفقًا إشعاعيًا بين 20-22 ميغاواط، و P3S تعني طولًا موجيًا ذرويًا بين 385-390 نانومتر. يضمن استخدام ثنائيات إضاءة من نفس التصنيف الاتساق في التصميم.

11.3 هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي الباعث للضوء بمصدر جهد ثابت؟

يُحذر بشدة من ذلك. للجهد الأمامي للثنائي الباعث للضوء معامل درجة حرارة سالب ويختلف من وحدة إلى أخرى. قد يؤدي التشغيل بجهد ثابت إلى الانفلات الحراري، حيث يتسبب التيار المتزايد في مزيد من الحرارة، مما يخفض Vf، مما يتسبب في مزيد من التيار، مما يؤدي في النهاية إلى تدمير الجهاز. استخدم دائمًا مصدر تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة تحديد تيار على التوالي.

11.4 ما هو العمر الافتراضي المتوقع؟

على الرغم من أن ورقة البيانات لا تحدد عمرًا افتراضيًا L70 أو L50 (الوقت حتى 70% أو 50% من الناتج الضوئي الأولي)، فإن للثنائيات الباعثة للضوء عادةً أعمارًا افتراضية تتجاوز 25,000 إلى 50,000 ساعة عند التشغيل ضمن تصنيفاتها المحددة ومع الإدارة الحرارية المناسبة. يتم تحديد العمر الافتراضي بشكل أساسي من خلال درجة حرارة التقاطع؛ انخفاض Tj يعني عمرًا أطول.

12. الخلاصة

يعد LTPL-C16FUVM385 مصدرًا قويًا وموثوقًا للثنائي الباعث للضوء فوق البنفسجي مصممًا لبيئات التصنيع الآلية الحديثة. يجعل حجمه فائق الصغر، وتصميمه للتركيب السطحي، وناتجه المحدد عند 385 نانومتر منه خيارًا مثاليًا لاستبدال المصابيح فوق البنفسجية التقليدية الأكبر حجمًا والأقل كفاءة في تطبيقات المعالجة والوسم واللصق. يتطلب دمج هذا المكون بنجاح اهتمامًا دقيقًا بتحكم تيار التشغيل، والإدارة الحرارية على لوحة الدوائر المطبوعة، والالتزام بإجراءات اللحام بإعادة التدفق والتعامل مع الرطوبة المحددة. باتباع الإرشادات الواردة في ورقة البيانات هذه، يمكن للمصممين الاستفادة من مزاياها لإنشاء أنظمة إضاءة فوق بنفسجية فعالة وطويلة الأمد وصغيرة الحجم.