ورقة بيانات مصباح LED 7344-15SUBC/C470/S400-A6 - اللون الأزرق - جهد تشغيل نموذجي 3.3 فولت - تيار 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED أزرق عالي السطوع، معرّف برقم الجزء 7344-15SUBC/C470/S400-A6. هذا المكون هو جزء من سلسلة مصممة خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا. يتوفر LED بتكوينات مختلفة لتناسب متطلبات التصميم المتنوعة.

1.1 المزايا الأساسية وتحديد موقع المنتج

يقدم LED عدة ميزات رئيسية تجعله خيارًا موثوقًا للتصميمات الإلكترونية. فهو يوفر خيارًا لزوايا رؤية متنوعة، مما يسمح للمصممين باختيار نمط الحزمة الأمثل لتطبيقهم. تم تصميم المكون ليكون موثوقًا وقويًا، مما يضمن أداءً متسقًا. وهو متوافق مع معايير السلامة والبيئة الرئيسية، حيث أنه خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع RoHS، ومتوافق مع EU REACH، وخالٍ من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، والكلور <900 جزء في المليون، و Br+Cl < 1500 جزء في المليون). يتوفر على شريط وبكرة لتسهيل عمليات التجميع الآلي الفعالة في التصنيع بكميات كبيرة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا LED صناعات الإلكترونيات الاستهلاكية والعروض. تشمل تطبيقاته الرئيسية الإضاءة الخلفية لأجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر، وأضواء المؤشر في الهواتف، والإضاءة العامة داخل أجهزة الكمبيوتر. يجعل السطوع العالي منه مناسبًا للحالات التي يكون فيها إخراج الضوء المرئي الواضح أمرًا بالغ الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يتم تحديد أداء LED من خلال مجموعة من الحدود القصوى المطلقة والخصائص الكهروضوئية القياسية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا ينبغي تجاوزها تحت أي ظروف تشغيل.

• تيار الأمام المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• تيار الأمام الذروي (IFP):100 مللي أمبير. هذا مسموح به فقط تحت ظروف النبض مع دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تطبيق جهد أعلى من هذا في الانحياز العكسي يمكن أن يتلف تقاطع LED.
• تبديد الطاقة (Pd):90 ملي واط. هذه هي أقصى قدرة يمكن للعبوة تبديدها.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة للتخزين غير التشغيلي.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. الملف الحراري الأقصى لعمليات اللحام.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف الاختبار القياسية (IF=20mA، Ta=25°C ما لم يُذكر خلاف ذلك).

• الشدة الضوئية (Iv):1000 (الحد الأدنى) إلى 2000 (النموذجي) mcd. يحدد هذا قوة إخراج الضوء كما يدركها العين البشرية.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):20 درجة (النموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة الضوئية إلى نصف قيمتها القصوى، مما يشير إلى حزمة ضيقة نسبيًا.
• الطول الموجي الذروي (λp):468 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λd):470 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون الأزرق.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):35 نانومتر (النموذجي). عرض الطيف المنبعث، مقاسًا عند نصف شدة الذروة (FWHM).
• جهد الأمام (VF):2.7 فولت (الحد الأدنى)، 3.3 فولت (النموذجي)، 3.7 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر LED أثناء التشغيل.
• التيار العكسي (IR):50 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. تيار التسرب الصغير عندما يكون LED في انحياز عكسي.

2.3 اختيار الجهاز وتقنية الشريحة

يستخدم LED مادة شريحة أشباه الموصلات من نوع InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) لإنتاج الضوء الأزرق. المادة المغلقة بالراتنج شفافة مثل الماء، وهي مثالية لمصابيح LED الزرقاء لأنها لا تغير اللون وتسمح بأقصى استخراج للضوء.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة أعمق على سلوك LED تحت ظروف مختلفة.

3.1 التوزيع الطيفي والزاوي

يظهر منحنىالشدة النسبية مقابل الطول الموجيطيف انبعاث أزرق مميز يتمحور حول 468-470 نانومتر مع عرض نموذجي FWHM يبلغ 35 نانومتر. يمثل منحنىالاتجاهيةزاوية الرؤية البالغة 20 درجة بشكل مرئي، ويوضح كيف تنخفض شدة الضوء من المحور المركزي.

3.2 الخصائص الكهربائية والحرارية

يوضح منحنىالتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)العلاقة الأسية النموذجية للثنائيات. عند نقطة التشغيل النموذجية البالغة 20 مللي أمبير، يكون الجهد حوالي 3.3 فولت. يظهر منحنىالشدة النسبية مقابل التيار الأماميأن إخراج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد يصبح دون خطي عند التيارات الأعلى بسبب التسخين وانخفاض الكفاءة. تعتبر منحنياتالشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةوالتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطةأساسية لإدارة الحرارة، حيث توضح كيف يتحول كل من إخراج الضوء وخصائص الجهد الأمامي مع درجة الحرارة. ينخفض إخراج الضوء عمومًا مع ارتفاع درجة الحرارة.

4. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد العبوة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا ميكانيكيًا مفصلاً لعبوة LED. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية أن جميع الأبعاد بالمليمترات، ويجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة)، والتسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يحدد الرسم تباعد الأطراف، وحجم الجسم، والشكل العام الحاسم لتصميم بصمة PCB.

4.2 تحديد القطبية والتركيب

على الرغم من عدم تفصيلها صراحةً في النص المقدم، فإن مصابيح LED القياسية لها طرف أنود (+) أطول وطرف كاثود (-) أقصر، وغالبًا ما يكون هناك بقعة مسطحة على جانب الكاثود من العدسة البلاستيكية أو القاعدة. تؤكد الملاحظة على أن فتحات PCB يجب أن تتماشى تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة السليمة ضرورية للموثوقية.

5.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة المصباح الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيلقبل soldering.
• تجنب إجهاد العبوة. يمكن أن يتسبب الإجهاد في تلف الروابط الداخلية أو تشقق الإيبوكسي.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة فتحات PCB بدقة لمنع الإجهاد أثناء الإدخال.

5.2 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤70% رطوبة نسبية بعد الشحن.
• عمر التخزين هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

5.3 معايير عملية اللحام

حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى المصباح الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:

• درجة حرارة طرف المكواة: الحد الأقصى 300 درجة مئوية (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط)
• وقت اللحام: الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل طرف

اللحام بالغمس (الموجة):

• درجة حرارة التسخين المسبق: الحد الأقصى 100 درجة مئوية (لحد أقصى 60 ثانية)
• درجة حرارة وحوض اللحام والوقت: الحد الأقصى 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ

يتم توفير رسم بياني موصى به لملف درجة حرارة اللحام، مع التركيز على مرحلة تسخين وتحكم وذروة وتبريد مضبوطة. تشمل التعليمات الإضافية الرئيسية:

• تجنب الإجهاد الميكانيكي على الأطراف في درجات الحرارة العالية.
• لا تقم بلحام (غمس أو يدوي) أكثر من مرة واحدة.
• احمِ LED من الصدمات/الاهتزازات حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
• تجنب التبريد السريع من درجة حرارة الذروة.
• استخدم أقل درجة حرارة لحام ممكنة لتحقيق وصلة موثوقة.

5.4 التنظيف

• نظف فقط إذا لزم الأمر، باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• جفف في درجة حرارة الغرفة.
• لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية بشكل روتيني. إذا كان مطلوبًا تمامًا، فقم بتأهيل العملية مسبقًا (القدرة، الوقت، التركيبة) لضمان عدم حدوث أي تلف.

5.5 إدارة الحرارة

تعد الإدارة الحرارية الفعالة أمرًا بالغ الأهمية لطول عمر LED واستقرار أدائه. يجب على المصممين مراعاة مسار تبديد الحرارة في التطبيق. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة، بالرجوع إلى منحنى تخفيض التصنيف الموجود عادةً في مواصفات المنتج. تنص الملاحظة صراحةً على أنه يجب إدارة درجة الحرارة المحيطة بـ LED في التطبيق.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التغليف

يتم تعبئة مصابيح LED لضمان الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والرطوبة.

• التغليف الأساسي:كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
• التغليف الثانوي:صندوق داخلي يحتوي على عدة أكياس.
• التغليف الثالثي:صندوق خارجي يحتوي على عدة صناديق داخلية.

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على عدة معرفات رئيسية:

• CPN:رقم إنتاج العميل
• P/N:رقم الإنتاج (رقم الجزء)
• QTY:كمية التعبئة
• CAT:الرتب (على الأرجح فئات الأداء)
• HUE:الطول الموجي السائد
• REF:مرجع
• LOT No:رقم الدفعة للتتبع

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED الأزرق عالي السطوع مثالي لـ:

• مؤشرات الحالة:توفير إشارات واضحة ومرئية للتشغيل أو النشاط في ضوء محيط خافت أو ساطع.
• الإضاءة الخلفية:لشاشات LCD الصغيرة، لوحات المفاتيح، أو الألواح الزخرفية في الأجهزة الاستهلاكية.
• الإضاءة الزخرفية:في إضاءة الزينة للإلكترونيات حيث يكون اللون الأزرق القوي مطلوبًا.

7.2 اعتبارات التصميم الحرجة

• الحد من التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت للحد من التيار الأمامي إلى 20 مللي أمبير أو أقل للتشغيل المستمر. لا تقم بالاتصال مباشرة بمصدر جهد.
• تخطيط PCB:صمم بصمة PCB تمامًا وفقًا لأبعاد العبوة. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل قريبًا من الحدود القصوى.
• حماية ESD:نفذ إجراءات التعامل مع ESD القياسية أثناء التجميع، حيث أن مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي.
• التصميم البصري:زاوية الرؤية البالغة 20 درجة ضيقة نسبيًا. ضع ذلك في الاعتبار لتصميم العدسة أو دليل الضوء لتحقيق نمط الإضاءة المطلوب.

8. المقارنة التقنية والتمييز

بينما تتطلب المقارنة المباشرة بيانات منافس محددة، فإن المميزات الرئيسية لهذا LED بناءً على ورقة البيانات الخاصة به هي مزيج منالشدة الضوئية العالية (حتى 2000 mcd)والامتثال الشامل(RoHS، REACH، خالٍ من الهالوجين). تعتبر زاوية الرؤية الضيقة البالغة 20 درجة ميزة محددة، وليست ميزة أو عيبًا عالميًا، ولكنها خاصية تجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب ضوءًا موجهًا بدلاً من إضاءة واسعة النطاق. تشير مواصفات اللحام القوية (260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ) إلى توافق جيد مع عمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو تيار التشغيل الموصى به لهذا LED؟

ج: حالة الاختبار القياسية ونقطة التشغيل النموذجية هي 20 مللي أمبير تيار مستمر. لا ينبغي أن يتجاوز 25 مللي أمبير بشكل مستمر.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 5 فولت؟

ج: ليس مباشرة. مع جهد أمامي نموذجي Vf يبلغ 3.3 فولت عند 20 مللي أمبير، يلزم وجود مقاومة على التوالي. يمكن حساب القيمة كـ R = (جهد المصدر - Vf) / If. لمصدر طاقة 5 فولت: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 أوم. استخدم القيمة القياسية الأقرب (مثل 82 أو 100 أوم) وتحقق من التيار الناتج.

س: كيف أحدد الأنود والكاثود؟

ج: لمصباح LED شعاعي قياسي، الطرف الأطول هو الأنود (+). غالبًا ما يكون جانب الكاثود (-) من العدسة البلاستيكية أو الحافة له حافة مسطحة أو علامة.

س: هل هذا LED مناسب للاستخدام في الهواء الطلق؟

ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، وهو يغطي العديد من الظروف الخارجية. ومع ذلك، فإن العبوة ليست مقاومة للماء بشكل طبيعي. للاستخدام في الهواء الطلق، يلزم وجود عزل بيئي إضافي (طلاء مطابق، علب) للحماية من الرطوبة والملوثات.

س: لماذا يعتبر الحفاظ على مسافة 3 مم من نقطة اللحام إلى المصباح مهمًا جدًا؟

ج: هذا يمنع انتقال الحرارة المفرطة عبر الطرف وتلف شريحة أشباه الموصلات الداخلية أو المادة المغلقة بالإيبوكسي، مما قد يتسبب في فشل مبكر أو اسوداد العدسة.

10. مثال عملي على حالة الاستخدام

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لموجه شبكة.

يجب أن يكون LED مرئيًا بوضوح من جميع أنحاء الغرفة. يختار المصمم هذا LED لسطوعه العالي (2000 mcd). يقومون بتصميم PCB ببصمة تطابق الرسم الميكانيكي للعبوة. يتم وضع مقاومة حد تيار 100 أوم على التوالي مع LED، متصلة بدبوس GPIO لوحدة تحكم دقيقة بجهد 3.3 فولت. يوفر هذا تقريبًا (3.3V - 3.3V)/100Ω = 0mA عند المنطق المنخفض و (3.3V - 2.7V)/100Ω = 6mA عند المنطق العالي (باستخدام الحد الأدنى لـ Vf)، وهو آمن وساطع بدرجة كافية. أثناء التجميع، يستخدم خط الإنتاج ملف درجة حرارة اللحام بالموجة المحدد. زاوية الرؤية الضيقة البالغة 20 درجة مثالية، حيث تخلق بقعة ضوء ساطعة ومركزة موجهة نحو المستخدم، حتى في غرفة مضاءة جيدًا.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا هو ديود باعث للضوء (LED)، وهو جهاز ضوئي شبه موصل. جوهره هو شريحة مصنوعة من مواد InGaN. عند تطبيق جهد أمامي (يتجاوز جهد الأمام Vf)، يتم حقق الإلكترونات والثقوب عبر تقاطع p-n شبه الموصل. عندما تتحد هذه حاملات الشحنة، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (أزرق، 470 نانومتر) بواسطة طاقة فجوة النطاق لنظام مواد InGaN. تحمي المادة المغلقة بالإيبوكسي الشفافة مثل الماء الشريحة، وتعمل كعدسة لتشكيل إخراج الضوء (خلق زاوية رؤية 20 درجة)، وتعزز استخراج الضوء من أشباه الموصلات.

12. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

تمثل مصابيح LED الزرقاء القائمة على تقنية InGaN إنجازًا أساسيًا في الإضاءة ذات الحالة الصلبة. مكّن تطوير مصابيح LED الزرقاء الفعالة من إنشاء مصابيح LED بيضاء (عن طريق الجمع بين الأزرق والفوسفور الأصفر) وشاشات RGB كاملة الألوان. تركز الاتجاهات الحالية في تكنولوجيا LED على زيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وتحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) للضوء الأبيض، وتحقيق كثافات طاقة أعلى للإضاءة العامة، وتطوير حلول مصغرة ومتكاملة (مثل micro-LEDs). يندرج هذا المكون المحدد ضمن فئة LED مؤشر قياسي وموثوق ومتوسط الطاقة، وهو مكون أساسي أصبحت تكنولوجيته الأساسية ناضجة ومستخدمة على نطاق واسع في جميع أنحاء صناعة الإلكترونيات.