ورقة بيانات سلسلة 67-22 لمصابيح LED ثنائية اللون ذات الرؤية العلوية - عبوة P-LCC-4 - جهد تشغيل نموذجي 2.0 فولت - أصفر/أخضر ساطع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 67-22 عائلة من مصابيح LED ثنائية اللون (متعددة الألوان) ذات الرؤية العلوية، مُحكمة في عبوة P-LCC-4 مدمجة. تم تصميم هذه المكونات كمؤشرات ضوئية، وتتميز بجسم عبوة أبيض ونافذة شفافة عديمة اللون. إحدى ميزات التصيم الرئيسية هي العاكس الداخلي المتكامل، الذي يحسن اقتران الضوء ويتيح زاوية رؤية واسعة، مما يجعل هذه المصابيح LED مناسبة بشكل خاص لتطبيقات أنابيب الضوء والإضاءة الخلفية. كما أن متطلباتها المنخفضة للتيار تعزز من ملاءمتها للمعدات المحمولة الحساسة للطاقة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تنبع المزايا الأساسية لهذه السلسلة من مصابيح LED من تصميم عبوتها واختيار موادها. تضمن زاوية الرؤية الواسعة، التي يوفرها شكل العبوة والعاكس الداخلي، توزيعًا موحدًا للضوء، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية. الجهاز متوافق مع معدات التركيب الآلي ويتم توريده على شريط 8 مم وبكرة، مما يبسط عمليات التجميع ذات الأحجام الكبيرة. كما أنه خالٍ من الرصاص ومصمم للامتثال لتوجيهات RoHS. تشمل الأسواق المستهدفة الاتصالات (للمؤشرات والإضاءة الخلفية في الهواتف وآلات الفاكس)، والإضاءة الخلفية العامة للشاشات البلورية LCD، والمفاتيح، والرموز، وأي مؤشرات للأغراض العامة حيث تكون هناك حاجة إلى ردود فعل بصرية موثوقة ومنخفضة الطاقة.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

يتم تحديد الحدود التشغيلية للجهاز تحت ظروف محددة (درجة حرارة المحيط = 25°C). الحد الأقصى لجهد الانعكاس (V_R) هو 5 فولت. التيار الأمامي المستمر (I_F) لكلا نوعي الشريحة (UY و SYG) مقدر بـ 25 مللي أمبير، مع تيار أمامي ذروي (I_FP) يصل إلى 60 مللي أمبير مسموح به تحت دورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز. الحد الأقصى لتبديد الطاقة (P_d) لكل شريحة هو 60 ملي واط. يمكن للجهاز تحمل تفريغ كهروستاتيكي (ESD) بقيمة 2000 فولت (HBM). نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr) هو من -40°C إلى +85°C، بينما تمتد درجة حرارة التخزين (T_stg) من -40°C إلى +95°C. تحدد إرشادات اللحام إعادة التدفق عند 260°C لمدة 10 ثوانٍ أو اللحام اليدوي عند 350°C لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس المقاييس الرئيسية للأداء عند درجة حرارة المحيط = 25°C والتيار الأمامي = 20 مللي أمبير. بالنسبة لشريحة UY (الأصفر الساطع)، فإن شدة الإضاءة النموذجية (I_V) هي 120 ملي كانديلا (الحد الأدنى 80 ملي كانديلا). بالنسبة لشريحة SYG (الأصفر-الأخضر الساطع)، فإن شدة الإضاءة النموذجية (I_V) هي 80 ملي كانديلا (الحد الأدنى 50 ملي كانديلا). يشترك كلا النوعين في زاوية رؤية نموذجية (2θ1/2) تبلغ 120 درجة. تمتلك شريحة UY طول موجة ذروة نموذجي (λp) يبلغ 591 نانومتر وطول موجة سائد (λd) يبلغ 589 نانومتر. تمتلك شريحة SYG طول موجة ذروة نموذجي (λp) يبلغ 575 نانومتر وطول موجة سائد (λd) يبلغ 573 نانومتر. يمتلك كلا النوعين عرض نطاق طيفي نموذجي (Δλ) يبلغ 20 نانومتر. يبلغ الجهد الأمامي (V_F) لكلا النوعين نموذجيًا 2.0 فولت، مع نطاق يتراوح من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت. الحد الأقصى للتيار العكسي (I_R) هو 10 ميكرو أمبير عند جهد انعكاس = 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم المنتج نظام تصنيف لتصنيف المعلمات الرئيسية، مما يضمن الاتساق في تصميم التطبيق. يُشار إلى ذلك بواسطة رموز على ملصق المنتج. يشير رمز CAT إلى تصنيف شدة الإضاءة، حيث يصنف مصباح LED بناءً على إخراج الضوء المقاس. يتوافق رمز HUE مع تصنيف الطول الموجي السائد، حيث يجمع مصابيح LED حسب نقطة لونها المحددة. يشير رمز REF إلى تصنيف الجهد الأمامي، حيث يصنف الأجهزة حسب خصائصها الكهربائية. يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار مصابيح LED ذات معلمات مضبوطة بدقة لتلبية احتياجاتهم المحددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة المحيط

تُظهر المنحنيات المقدمة لكل من شريحتي UY و SYG أن شدة الإضاءة النسبية تعتمد بشكل كبير على درجة حرارة المحيط (T_a). يتم تسوية الشدة إلى 100% عند 25°C. مع انخفاض درجة الحرارة إلى -40°C، يمكن أن تنخفض الشدة النسبية بشكل كبير، وربما إلى أقل من 60% لشريحة UY. على العكس من ذلك، مع ارتفاع درجة الحرارة نحو الحد الأعلى للتشغيل (+85°C)، تنخفض الشدة أيضًا من نقطة المرجع 25°C. يُعد هذا الانخفاض الحراري اعتبارًا بالغ الأهمية للتطبيقات المعرضة لتغيرات واسعة في درجة الحرارة.

4.2 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي

يُظهر منحنى الخاصية IV العلاقة بين التيار الأمامي (I_F) والجهد الأمامي (V_F) عند 25°C. المنحنى غير خطي، وهو نموذجي للدايودات. بالنسبة لكلا نوعي مصابيح LED، عند تيار الاختبار القياسي البالغ 20 مللي أمبير، يقع الجهد عادةً حول 2.0 فولت. يُظهر المنحنى أن زيادة صغيرة في الجهد تتجاوز النقطة النموذجية تؤدي إلى زيادة سريعة في التيار، مما يسلط الضوء على أهمية دائرة تحديد التيار في تصميم السائق لمنع الانفلات الحراري وفشل الجهاز.

4.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى إخراج الضوء كدالة لتيار القيادة. تزداد شدة الإضاءة مع زيادة التيار الأمامي، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. يسمح المنحنى للمصممين بتقدير إخراج الضوء لتيارات القيادة بخلاف حالة الاختبار القياسية 20 مللي أمبير. كما يُظهر أيضًا اتجاه الكفاءة ضمنيًا؛ تشغيل مصباح LED عند تيارات عالية جدًا قد يؤدي إلى عوائد متناقصة في إخراج الضوء مع زيادة تبديد الطاقة ودرجة حرارة التقاطع.

4.4 توزيع الطيف

تُظهر رسوميات التوزيع الطيفي القدرة الإشعاعية النسبية مقابل الطول الموجي لكلتا الشريحتين عند 25°C. تشع شريحة UY في المنطقة الصفراء مع ذروة حول 591 نانومتر. تشع شريحة SYG في المنطقة الصفراء-الخضراء مع ذروة حول 575 نانومتر. يُظهر كلا الطيفين عرض نطاق ضيق نسبيًا (حوالي 20 نانومتر FWHM كما هو مذكور في الجدول)، وهي سمة مميزة لمادة أشباه الموصلات AlGaInP، مما ينتج عنه ألوان نقية ومشبعة.

4.5 مخطط الإشعاع

يصور مخطط الإشعاع القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء. يؤكد المخطط زاوية الرؤية الواسعة، حيث يتم قياس الشدة عند زوايا مختلفة من 0° (على المحور) إلى 90°. يوضح شكل المنحنى كيفية انبعاث الضوء، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم أدلة الضوء وضمان إضاءة متساوية في تطبيقات الإضاءة الخلفية. يساهم العاكس الداخلي داخل العبوة في هذا النمط الإشعاعي المحدد.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

يتم إيواء مصباح LED في عبوة P-LCC-4 (حامل شريحة رصاصي بلاستيكي، 4 أطراف). جسم العبوة أبيض. يتم توفير رسومات أبعاد، توضح بالتفصيل الطول، العرض، الارتفاع، تباعد الأطراف، والميزات الميكانيكية الحرجة الأخرى. تشمل الأبعاد الرئيسية الحجم الكلي للعبوة ومواضع مسارات الأنود/الكاثود لشريحتي LED الداخليتين (عادةً للتشغيل ثنائي اللون). جميع التسامحات غير المحددة هي ±0.1 مم.

5.2 تحديد القطبية وتصميم المسار

تحتوي العبوة على أربعة أطراف. لم يتم تفصيل مخطط التوصيل الداخلي بشكل صريح في النص المقدم، ولكنه قياسي لمثل هذه المصابيح LED ثنائية اللون ذات الرؤية العلوية: أنودان وكاثودان، أو تكوين أنود/كاثود مشترك لشريحتي اللون المختلفتين. يتم تعريف التوصيل الفيزيائي للأطراف وتخطيط مسار اللوحة المطبوعة الموصى به في رسومات الأبعاد لضمان التوصيل الكهربائي الصحيح واللحام الموثوق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

الجهاز مناسب لإعادة التدفق بالبخار ومتوافق مع معدات التركيب الآلي. تحدد التصنيفات القصوى المطلقة ملف درجة حرارة اللحام: يجب ألا تتجاوز إعادة التدفق 260°C لمدة 10 ثوانٍ، ويجب ألا يتجاوز اللحام اليدوي 350°C لمدة 3 ثوانٍ. يعد الالتزام بهذه الحدود ضروريًا لمنع تلف العبوة البلاستيكية والروابط السلكية الداخلية. يتم توريد المكونات على شريط 8 مم وبكرة لتسهيل عمليات التجميع الآلي.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتوفر المنتج على شريط وبكرة متوافق مع شريط ناقل 8 مم. عادةً ما يتم تضمين رسم لأبعاد البكرة. يحتوي الملصق على البكرة أو العبوة على معلومات حرجة للتتبع والتحقق: رقم الجزء (PN)، رقم جزء العميل (CPN)، الكمية (QTY)، رقم الدفعة (LOT NO)، ورموز التصنيف (CAT, HUE, REF) كما هو موضح سابقًا.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تشمل التطبيقات الأساسية: معدات الاتصالات (مؤشرات الحالة، إضاءة خلفية لوحة المفاتيح)، إضاءة خلفية للشاشات المسطحة LCD، مفاتيح الغشاء، والرموز، أنظمة أنابيب الضوء لتوجيه الضوء من مصباح LED إلى موقع مؤشر بعيد، مؤشرات حالة وأغراض عامة في الإلكترونيات الاستهلاكية، عناصر التحكم الصناعية، وداخل السيارات.

8.2 اعتبارات التصميم

تحديد التيار: استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو سائق تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى 25 مللي أمبير أو أقل للتشغيل المستمر. إدارة الحرارة: ضع في الاعتبار الانخفاض في شدة الإضاءة مع درجة الحرارة. في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية، تأكد من تبديد حراري كافٍ أو قلل تيار القيادة. التصميم الضوئي: استفد من زاوية الرؤية الواسعة والعاكس الداخلي للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة ومتساوية. لأنابيب الضوء، اختر المواد والهندسة المتوافقة مع نمط الإشعاع الخاص بمصباح LED. حماية ESD: نفذ احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع، حيث أن الجهاز مصنف لـ 2000 فولت HBM.

9. المقارنة والتمييز التقني

تكمن المميزات الرئيسية لسلسلة 67-22 في تصميم عبوتها وتصميمها الضوئي. تم تصميم عبوة P-LCC-4 مع عاكس داخلي خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب اقترانًا فعالًا في أنابيب الضوء، وهي ميزة ليست دائمًا محسنة في مصابيح LED ذات الرؤية العلوية القياسية. توفر زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة مرونة أكبر في الموضع والمشاهدة مقارنة بالأجهزة ذات الزوايا الضيقة. يتيح التوفر بألوان صفراء وصفراء-خضراء ساطعة محددة من تقنية AlGaInP نقاء لوني وكفاءة عالية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 30 مللي أمبير للحصول على إخراج أكثر سطوعًا؟

ج: الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 25 مللي أمبير. قد يؤدي تجاوز هذا التصنيف إلى تقليل الموثوقية والعمر الافتراضي بسبب زيادة درجة حرارة التقاطع والإجهاد. للحصول على سطوع أعلى، اختر مصباح LED من تصنيف CAT ذو شدة إضاءة أعلى بدلاً من تشغيله فوق طاقته.

س: لماذا ينخفض إخراج الضوء في البيئات الباردة؟

ج: كما هو موضح في منحنيات الأداء، تنخفض شدة الإضاءة لمصابيح LED أشباه الموصلات بشكل عام مع انخفاض درجة حرارة المحيط. هذه سمة مميزة لمادة أشباه الموصلات وكفاءة انبعاث الفوتون في درجات الحرارة المنخفضة. يجب أن يأخذ التصميم هذا في الاعتبار إذا كان التشغيل مطلوبًا على نطاق واسع من درجات الحرارة.

س: ما هو الغرض من رموز التصنيف HUE و REF؟

ج: تضمن هذه الرموز اتساق اللون والجهد. للتطبيقات التي تستخدم فيها مصابيح LED متعددة جنبًا إلى جنب (على سبيل المثال، في مصفوفة أو رسم بياني شريطي)، يضمن استخدام مصابيح LED من نفس تصنيف HUE مظهرًا لونيًا موحدًا. يضمن استخدام مصابيح LED من نفس تصنيف REF أن يكون لها جهود أمامية متشابهة، مما يؤدي إلى تقاسم تيار أكثر اتساقًا إذا تم تشغيلها على التوازي.

11. دراسة حالة تطبيقية عملية

فكر في تصميم لوحة مؤشر حالة لقطعة من المعدات الصناعية. تستخدم اللوحة أنابيب ضوء لجلب ضوء المؤشر من لوحات الدوائر المطبوعة المثبتة بعمق داخل العلبة إلى اللوحة الأمامية. تعد سلسلة مصابيح LED 67-22 خيارًا مثاليًا. يقوم عاكسها الداخلي باقتران الضوء بكفاءة في مدخل أنبوب الضوء، مما يقلل الخسائر. تضمن زاوية الرؤية الواسعة التقاط الضوء بشكل فعال حتى لو لم يكن مصباح LED محاذيًا تمامًا. يوفر اللون الأصفر الساطع (UY) وضوحًا عاليًا. سيختار المصمم مصابيح LED من تصنيف HUE واحد للحصول على لون متسق عبر جميع المؤشرات وينفذ دائرة تحديد تيار بسيطة تعتمد على المقاوم مضبوطة على 20 مللي أمبير لتحقيق السطوع النموذجي المحدد.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

تعتمد هذه المصابيح LED على تقنية أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة. يؤدي إعادة اتحادها إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد اللون المحدد (الطول الموجي) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة AlGaInP، والتي يتم هندستها أثناء عملية نمو البلورة لإنتاج ضوء أصفر (UY) أو أصفر-أخضر (SYG). توفر العبوة البلاستيكية (P-LCC-4) الحماية البيئية، والدعم الميكانيكي، وتحتوي على العاكس الداخلي الذي يشكل إخراج الضوء.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في مصابيح LED المؤشر نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة طاقة كهربائية)، وحجم عبوات أصغر للوحات ذات كثافة أعلى، وتحسين الموثوقية. هناك أيضًا تركيز على توسيع نطاق الألوان وتحسين اتساق اللون من خلال تقنيات تصنيف متقدمة. يمثل دمج ميزات مثل المقاومات المحددة للتيار المدمجة أو سائقات IC داخل عبوة مصباح LED اتجاهًا متزايدًا آخر، مما يبسط تصميم الدائرة. أصبح استخدام المواد المتوافقة مع اللوائح البيئية الصارمة (RoHS, REACH) الآن متطلبًا قياسيًا.