ورقة بيانات مصباح LED ثنائي اللون 1259-7SDRSYGW/S530-A3 - أحمر عميق فائق وأصفر أخضر لامع - 20 مللي أمبير - 50 مكد - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 1259-7SDRSYGW/S530-A3 مصباح LED ثنائي اللون يدمج رقاقتي أشباه موصلات داخل غلاف واحد. تم تصميم هذا المكون ليبث لونين متميزين: الأحمر العميق الفائق (SDR) والأصفر الأخضر اللامع (SYG). يستخدم البناء الأساسي مادة AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) لكلتا الرقاقتين، والمعروفة بكفاءتها العالية في الطيف من الأحمر إلى الأصفر الأخضر. يُقدم المصباح في غلاف من الراتنج الأبيض المشتت، مما يساعد في تحقيق زاوية رؤية أوسع وأكثر تجانسًا من خلال تشتيت الضوء المنبعث من الرقائق.

تم تصميم هذا المكون ليكون موثوقًا بحالة صلبة، حيث يقدم عمرًا تشغيليًا طويلاً مقارنة بمؤشرات الإضاءة المتوهجة أو الفلورية التقليدية. وهو متوافق مع الدوائر المتكاملة (I.C.)، مما يعني أنه يمكن تشغيله مباشرة بواسطة مخرجات منطقية قياسية من المتحكمات الدقيقة أو الدوائر الرقمية الأخرى نظرًا لمتطلبات الجهد الأمامي والتيار المنخفضة. يلتزم المنتج بعدة معايير بيئية وأمان، بما في ذلك توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة) للاتحاد الأوروبي، ولائحة REACH (تسجيل وتقييم وترخيص وتقييد المواد الكيميائية)، ويُصنف على أنه خالٍ من الهالوجينات، مع حدود صارمة على محتوى البروم (Br) والكلور (Cl).

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تُحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للمكون. للتشغيل الموثوق، لا ينبغي تجاوز هذه الحدود أبدًا، حتى ولو للحظة.

• التيار الأمامي المستمر (I_F): 25 مللي أمبير لكل من رقاقتي SDR و SYG. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن أن يتدفق باستمرار عبر الـ LED.
• الجهد العكسي (V_R): 5 فولت. تطبيق جهد عكسي أعلى من هذا يمكن أن يؤدي إلى انهيار وصلة PN الخاصة بالـ LED.
• تبديد الطاقة (P_d): 60 ملي واط لكل رقاقة. هذه هي أقصى قدرة يمكن لغلاف الـ LED تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25°م.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr): من -40°م إلى +85°م. يتم ضمان عمل المكون ضمن نطاق درجة الحرارة المحيطة هذا.
• درجة حرارة التخزين (T_stg): من -40°م إلى +100°م. يمكن تخزين المكون دون تطبيق طاقة ضمن هذا النطاق.
• درجة حرارة اللحام (T_sol): بالنسبة للحام إعادة التدفق، تم تحديد درجة حرارة ذروية تبلغ 260°م كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروبصرية

يتم قياس هذه المعلمات تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°م) وتمثل الأداء النموذجي للمكون.

• الجهد الأمامي (V_F): يتراوح من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت، بقيمة نموذجية تبلغ 2.0 فولت عند تيار اختبار 20 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا الجهد المنخفض هو مفتاح للتطبيقات منخفضة الطاقة والتي تعمل بالبطاريات.
• التيار العكسي (I_R): أقصى حد 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي 5 فولت، مما يشير إلى سلامة جيدة للوصلة.
• شدة الإضاءة (I_V): تمتلك رقاقة SDR شدة نموذجية تبلغ 32 مكد، بينما تكون رقاقة SYG أكثر سطوعًا عند 50 مكد (كلاهما عند I_F=20 مللي أمبير). القيم الدنيا هي 16 مكد و 25 مكد على التوالي.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2): نصف زاوية نموذجية تبلغ 50 درجة لكلا اللونين، مما يوفر مجال رؤية واسعًا بشكل معقول.
• مواصفات الطول الموجي:
  • SDR: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو 650 نانومتر، والطول الموجي المسيطر (λ_d) هو 639 نانومتر.
  • SYG: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو 575 نانومتر، والطول الموجي المسيطر (λ_d) هو 573 نانومتر.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ): حوالي 20 نانومتر لكليهما، مما يحدد نقاء الطيف للضوء المنبعث.

لاحظ عدم اليقين في القياس المذكور: ±0.1 فولت لـ V_F, ±10% لـ I_V, و ±1.0 نانومتر لـ λ_d.

3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 خصائص الأحمر العميق الفائق (SDR)

توفر المنحنيات المقدمة نظرة ثاقبة على سلوك رقاقة SDR تحت ظروف متغيرة.

• الشدة النسبية مقابل الطول الموجي: يوضح هذا الرسم البياني توزيع القدرة الطيفية، المتمركز حول 650 نانومتر.
• نمط التوجيهية: يوضح التوزيع الزاوي لشدة الضوء، ويرتبط بزاوية الرؤية البالغة 50 درجة.
• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V): يوضح العلاقة الأسية النموذجية للدايود. يساعد المنحنى في تصميم دائرة تحديد التيار.
• الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي: يوضح أن ناتج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد لا يكون خطيًا تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى.
• الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة: يشير إلى أن شدة الإضاءة تتناقص مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، وهي خاصية شائعة لمصابيح LED بسبب زيادة إعادة التركيب غير الإشعاعي.
• التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة: يُظهر على الأرجح تخفيض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة للبقاء ضمن حد تبديد الطاقة.

3.2 خصائص الأصفر الأخضر اللامع (SYG)

تشارك رقاقة SYG أنواعًا مشابهة من المنحنيات مع SDR، مع اختلافات رئيسية في الرسوم البيانية الخاصة بالطول الموجي.

• الشدة النسبية مقابل الطول الموجي: متمركز حول 575 نانومتر.
• إحداثيات اللونية مقابل التيار الأمامي: هذا رسم بياني مهم لرقاقة SYG، يوضح كيف قد يتحول اللون المُدرك (المُعرَّف بإحداثياته x,y على مخطط اللونية CIE) قليلاً مع تغيرات تيار التشغيل. هذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب إدراكًا ثابتًا للون.
• تتبع المنحنيات الأخرى (التوجيهية، I-V، الشدة مقابل التيار/درجة الحرارة) اتجاهات مشابهة لرقاقة SDR ولكن بقيم خاصة بخصائص مادة SYG.

4. معلومات الميكانيكا والتغليف

تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا لأبعاد الغلاف. تشمل المواصفات الميكانيكية الرئيسية:

• يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات.
• تحدد ملاحظة حرجة أن ارتفاع حافة المكون يجب أن يكون أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة). هذا على الأرجح من أجل التوافق مع آليات اللقط والوضع الآلية ولضمان الجلوس المناسب على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
• التحمل العام للأبعاد غير المحددة هو ±0.25 مم.
• يُظهر الرسم عادةً تباعد الأطراف، وحجم الجسم، ومؤشر القطبية (والذي قد يكون حافة مسطحة أو كاثود مُعلَّم). التوجيه الصحيح أمر بالغ الأهمية لوظيفة اللون المزدوج، حيث أن عكس القطبية سيضيء الرقاقة الأخرى.

5. إرشادات اللحام والتركيب

5.1 تشكيل الأطراف

إذا كانت هناك حاجة لثني الأطراف للتركيب عبر الثقب، فيجب القيام بذلك بعناية لتجنب إتلاف الـ LED.

• يجب أن يحدث الثني على الأقل على بعد 3 مم من قاعدة عدسة الإيبوكسي.
• يجب أن يتم التشكيلقبل soldering.
• يمكن أن يؤدي الإجهاد المفرط على الغلاف أثناء الثني إلى تشقق الإيبوكسي أو إتلاف روابط الأسلاك الداخلية.
• يجب قطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• يجب أن تتماشى ثقوب PCB تمامًا مع أطراف الـ LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 التخزين

يمنع التخزين السليم امتصاص الرطوبة والتدهور.

• التخزين الموصى به: ≤30°م و ≤70% رطوبة نسبية (RH).
• العمر الافتراضي بعد الشحن هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، يجب الاحتفاظ بالمكونات في حاوية محكمة الغلق مملوءة بالنيتروجين مع مجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

5.3 عملية اللحام

تم توفير تعليمات لحام مفصلة لضمان الموثوقية.

• الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
• اللحام اليدوي: درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300°م (لمكواة 30 واط)، وقت اللحام الأقصى 3 ثوانٍ.
• اللحام بالموجة/الغمس: تسخين مسبق بحد أقصى 100°م لمدة 60 ثانية، حمام لحام بحد أقصى 260°م لمدة 5 ثوانٍ.
• تم توفير ملف تعريف موصى به للحام بإعادة التدفق، والذي يتضمن عادةً تسخينًا مسبقًا، ونقعًا، وإعادة تدفق (ذروة ~260°م)، ومنحنى تبريد بمعدلات مضبوطة لتقليل الصدمة الحرارية.
• تجنب الإجهاد الميكانيكي على الأطراف بينما الـ LED ساخن.
• لا تقم باللحام (غمس أو يدوي) أكثر من مرة واحدة.
• احمِ الـ LED من الصدمات/الاهتزازات حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
• لا يُنصح بالعمليات الحرارية السريعة.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لمنع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وتلف الرطوبة أثناء النقل والتخزين.

• التعبئة الأولية: أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الثانوية: صناديق داخلية.
• التعبئة الثالثية: صناديق خارجية للشحن بالجملة.
• كمية التعبئة: 200-500 قطعة لكل كيس، 5 أكياس لكل صندوق داخلي، و 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي.

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات حرجة لتتبع المنتج واختيار الفئة.

• CPN: رقم جزء العميل.
• P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 1259-7SDRSYGW/S530-A3).
• QTY: الكمية في العبوة.
• CAT: رمز الرتبة أو الفئة لشدة الإضاءة.
• HUE: رمز الرتبة أو الفئة للطول الموجي المسيطر.
• REF: رمز الرتبة أو الفئة للجهد الأمامي.
• LOT No: رقم دفعة التصنيع للتتبع.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تدرج ورقة البيانات عدة تطبيقات كلاسيكية لمصابيح المؤشر:

• أجهزة التلفزيون والشاشات: تُستخدم كمؤشرات للطاقة، أو الاستعداد، أو حالة الوظيفة.
• الهواتف: مؤشرات حالة الخط، أو انتظار الرسالة، أو وضع التشغيل.
• أجهزة الكمبيوتر: أضواء الطاقة، أو نشاط القرص الصلب، أو حالة الشبكة على أجهزة سطح المكتب، أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة، أو الملحقات.

تسمح الطبيعة ثنائية اللون بالإشارة إلى حالة مزدوجة من مكون واحد (مثل الأحمر لـ "إيقاف/خطأ" والأخضر لـ "تشغيل/جيد")، مما يوفر مساحة على اللوحة.

7.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار: استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت لضبط التيار الأمامي إلى القيمة المطلوبة (مثل 20 مللي أمبير)، ولا تصل مباشرة بمصدر جهد أبدًا.
• القطبية: للتشغيل ثنائي اللون، يكون الأنود لرقاقة واحدة هو عادةً الكاثود للرقاقة الأخرى. يجب أن يأخذ تصميم الدائرة في الاعتبار هذا التكوين ذو الكاثود المشترك أو الأنود المشترك.
• إدارة الحرارة: على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان تهوية كافية وتجنب الوضع بالقرب من مصادر حرارة أخرى يساعد في الحفاظ على ناتج الضوء والعمر الطويل، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي: التعامل مع احتياطات ESD المناسبة أثناء التجميع.

8. المقارنة والتمييز التقني

على الرغم من عدم مقارنتها صراحةً بمنتجات أخرى في ورقة البيانات هذه، إلا أنه يمكن استنتاج المزايا الرئيسية لهذا المكون:

• دمج رقاقتين: يجمع بين لونين للمؤشر في غلاف مصباح واحد 3 مم أو 5 مم، مما يقلل عدد الأجزاء والبصمة على PCB مقارنة باستخدام مصباحي LED منفصلين.
• اختيار المادة (AlGaInP): يوفر كفاءة عالية وتشبع لوني جيد في نطاق الطيف من الأحمر إلى البرتقالي إلى الأصفر إلى الأخضر.
• المطابقة: تلبي المعايير البيئية الحديثة (RoHS، REACH، خالٍ من الهالوجينات)، وهو أمر ضروري للمنتجات المباعة في الأسواق العالمية.
• نطاق تشغيل حراري واسع: يجعل نطاق -40°م إلى +85°م المكون مناسبًا للتطبيقات الاستهلاكية، والصناعية، وبعض تطبيقات السيارات الداخلية.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

9.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بتيار 25 مللي أمبير بشكل مستمر؟

نعم، 25 مللي أمبير هي القيمة القصوى المطلقة للتيار الأمامي المستمر. للحصول على عمر طويل أمثل ومراعاة الاختلافات المحتملة في جهد الإمداد أو درجة الحرارة، من الممارسات الشائعة تشغيل مصابيح LED بتيار أقل من الحد الأقصى، مثل 20 مللي أمبير المستخدمة في الاختبار. راجع دائمًا إرشادات تخفيض التصنيف إذا كنت تعمل في درجات حرارة محيطة عالية.

9.2 لماذا توجد مواصفتان مختلفتان للطول الموجي (الذروة والمسيطر)؟

الطول الموجي الذروي (λ_p)هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية أعلى ما يمكن.الطول الموجي المسيطر (λ_d)هو الطول الموجي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس لون الـ LED للعين البشرية. بالنسبة لمصابيح LED ذات الطيف العريض أو الطيف الذي لا يتطابق تمامًا مع حساسية العين البشرية، يمكن أن تختلف هاتان القيمتان. غالبًا ما يكون الطول الموجي المسيطر أكثر صلة بتطبيقات الإشارة اللونية.

9.3 ماذا يعني لون الراتنج "الأبيض المشتت" لمصباح LED ثنائي اللون؟

يعمل الراتنج الأبيض المشتت كوسيط لتشتيت الضوء. فهو يخلط الضوء من الرقاقتين المتقاربتين بشكل أكثر فعالية، مما يساعد في إنشاء مظهر لوني أكثر تجانسًا عبر العدسة عند إضاءة أي من الرقاقتين. كما أنه يوسع زاوية الرؤية الفعالة مقارنة بالراتنج الشفاف.

10. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الـ LED هو دايود شبه موصل. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبته، يتم حقن الإلكترونات من أشباه الموصلات من النوع n والفجوات من أشباه الموصلات من النوع p في المنطقة النشطة (وصلة PN). عندما تتحد هذه الإلكترونات والفجوات مرة أخرى، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة. في هذا المنتج، يتم استخدام AlGaInP، والذي له فجوة نطاق مناسبة لبث الضوء في الجزء الأحمر إلى الأصفر الأخضر من الطيف المرئي. الرقاقتان المستقلتان داخل الغلاف لهما تركيبات أو هياكل مادية مختلفة قليلاً لإنتاج ألوان الأحمر العميق الفائق والأصفر الأخضر اللامع المتميزة.

11. اتجاهات وسياق الصناعة

يمثل المكون الموصوف تقنية ناضجة ومستخدمة على نطاق واسع لتطبيقات المؤشرات عبر الثقب. تشمل اتجاهات الصناعة ذات الصلة بمثل هذه الأجهزة:

• التصغير: على الرغم من أن هذا مصباح LED على شكل لمبة، إلا أن هناك تحولًا عامًا نحو أغلفة الأجهزة المركبة على السطح (SMD) (مثل 0603، 0402) للمؤشرات لتوفير المساحة وتمكين التجميع الآلي. ومع ذلك، تظل مصابيح LED عبر الثقب شائعة للنماذج الأولية، والإصلاح، والتطبيقات التي تتطلب وضوحًا فرديًا أعلى أو متانة.
• زيادة الكفاءة: تستمر تحسينات علوم المواد في زيادة الفعالية الضوئية (لومن لكل واط) لجميع مصابيح LED، بما في ذلك أنواع AlGaInP، مما يسمح بناتج أكثر سطوعًا عند نفس التيار أو نفس السطوع بقدرة أقل.
• اتساق اللون والفرز: تدفع الطلبات على تحملات لونية أضيق في تطبيقات مثل مؤشرات الحالة حيث تكون هوية العلامة التجارية مهمة المصنعين لتقديم فرز أكثر دقة للطول الموجي والشدة، كما هو موضح بواسطة رموز CAT و HUE و REF على الملصق.
• التكامل: يعد دمج لونين في غلاف واحد، كما هو موضح هنا، جزءًا من اتجاه أوسع نحو أغلفة LED متعددة الرقائق (بما في ذلك مصابيح LED RGB) التي تقدم وظائف أكثر في مكون واحد.