ورقة بيانات مصباح LED 383-2SUBC/C470/S400-A6 - اللون الأزرق - جهد أمامي نموذجي 3.3 فولت - تيار تشغيل 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED أزرق عالي السطوع، المصمم للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا. يستخدم الجهاز شريحة InGaN لإنتاج ضوء أزرق بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 470 نانومتر. يتميز بغلاف مدمج، وأداء موثوق، وامتثال للمعايير البيئية بما في ذلك متطلبات RoHS وREACH وخالية من الهالوجين.

1.1 المزايا الأساسية

• شدة إضاءة عالية:يوفر شدة إضاءة نموذجية تبلغ 3200 مللي كانديلا عند 20 مللي أمبير، مما يجعله مناسبًا للإضاءة الخلفية وتطبيقات المؤشرات التي تتطلب وضوحًا عاليًا.
• زاوية رؤية ضيقة:يتميز بزاوية رؤية نموذجية (2θ1/2) تبلغ 20 درجة، مما يوفر إخراج ضوء مركزًا وموجهًا.
• الامتثال البيئي:المنتج متوافق مع RoHS، وEU REACH، وخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون)، مما يضمن ملاءمته للتصنيع الإلكتروني الحديث.
• مرونة التعبئة والتغليف:متوفر على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي.
• بناء قوي:مصمم ليكون موثوقًا وقويًا تحت ظروف التشغيل المحددة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا LED بشكل أساسي أسواق الإلكترونيات الاستهلاكية وإضاءة خلفية الشاشات. تشمل مجالات تطبيقه الرئيسية:

• أجهزة التلفزيون (إضاءة خلفية التلفزيون)
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• ملحقات ومؤشرات الكمبيوتر العامة

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

تحليل شامل لحدود وخصائص الجهاز الكهربائية والبصرية والحرارية.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا ينصح بالتشغيل عند أو ما بعد هذه الحدود.

• تيار أمامي مستمر (I_F):25 مللي أمبير
• تيار أمامي ذروي (I_FP):100 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز)
• جهد عكسي (V_R):5 فولت
• تبديد الطاقة (P_d):90 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة 5 ثوانٍ (لحام موجة أو إعادة تدفق)

2.2 الخصائص الكهروضوئية (T_a=25°C)

هذه هي معاملات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية (تيار أمامي 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك).

• شدة الإضاءة (I_v):الحد الأدنى: 1600 مللي كانديلا، النموذجي: 3200 مللي كانديلا. هذه الشدة العالية هي ميزة رئيسية للإضاءة الخلفية.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):النموذجية: 20 درجة. هذا الشعاع الضيق مثالي للإضاءة الموجهة.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):النموذجي: 468 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):النموذجي: 470 نانومتر. هذا يحدد اللون الأزرق المدرك.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):النموذجي: 35 نانومتر. هذا يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأزرق.
• الجهد الأمامي (V_F):الحد الأدنى: 2.7 فولت، النموذجي: 3.3 فولت، الحد الأقصى: 3.7 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. يجب على المصممين مراعاة انخفاض الجهد هذا في دوائر التشغيل الخاصة بهم.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى: 50 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت.

شكوك القياس:شدة الإضاءة (±10%)، الطول الموجي السائد (±1.0 نانومتر)، الجهد الأمامي (±0.1 فولت).

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى استخدام نظام تصنيف لتصنيف مصابيح LED بناءً على اختلافات الأداء الرئيسية. وهذا يضمن الاتساق داخل دفعة الإنتاج للتطبيقات الحرجة.

• CAT (رتب شدة الإضاءة):يصنف مصابيح LED وفقًا لإخراج الضوء المقاس.
• HUE (رتب الطول الموجي السائد):يصنف مصابيح LED بناءً على الدرجة المحددة أو ذروة اللون الأزرق المنبعث.
• REF (رتب الجهد الأمامي):يصنف مصابيح LED وفقًا لانخفاض الجهد الأمامي عند تيار محدد.

يتم استخدام رموز تصنيف محددة (مثل C470 في رقم القطعة) في معلومات الطلب لتحديد خصائص الأداء المطلوبة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص المقدمة نظرة أعمق على سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، حيث يبلغ ذروته حوالي 468-470 نانومتر (أزرق) بعرض نطاق نموذجي يبلغ 35 نانومتر، مما يؤكد الطبيعة أحادية اللون للإخراج.

4.2 نمط التوجيه

يوضح الرسم القطبي زاوية الرؤية البالغة 20 درجة، ويظهر كيف تنخفض شدة الضوء بشكل حاد خارج الشعاع المركزي.

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

هذا المنحنى غير الخطي حاسم لتصميم السائق. يظهر العلاقة الأسية بين التيار والجهد، مع نقطة التشغيل النموذجية عند 20 مللي أمبير/3.3 فولت. يساعد المنحنى في اختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة أو سائقات التيار الثابت.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء (الشدة) يزداد مع التيار الأمامي. ومع ذلك، يجب أن يظل التشغيل ضمن التقييم الأقصى المطلق لتيار مستمر 25 مللي أمبير لمنع ارتفاع درجة الحرارة والتدهور المتسارع.

4.5 منحنيات الأداء الحراري

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر أن إخراج الإضاءة ينخفض مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. الإدارة الحرارية الفعالة ضرورية للحفاظ على السطوع في التطبيق.

التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:منحنى تخفيض التصنيف هذا حاسم للموثوقية. يشير إلى أنه يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة للبقاء ضمن حدود تبديد طاقة الجهاز ومنع الانحراف الحراري.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتميز LED بغلاف قياسي ذو أطراف شعاعية (يشار إليه غالبًا باسم غلاف \"مصباح\"). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية من الرسم:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مم).
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم (0.059\").
• التحمل القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

يوفر الرسم الأبعادي قياسات دقيقة للمسافة بين الأطراف، وقطر الجسم، والارتفاع الكلي، وهي ضرورية لتصميم بصمة PCB والملاءمة الميكانيكية.

5.2 تحديد القطبية

يتم تحديد الكاثود (الطرف السالب) عادةً عن طريق بقعة مسطحة على عدسة LED أو الطرف الأقصر. يجب الرجوع إلى مخطط ورقة البيانات للعلامة القطبية المحددة لهذا المكون.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة أمر بالغ الأهمية لضمان الموثوقية ومنع التلف.

6.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيلقبل soldering.
• تجنب إجهاد العبوة؛ يمكن أن يسبب عدم المحاذاة أثناء تركيب PCB تشقق الراتنج والعطل.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

6.2 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية بعد الاستلام. العمر الافتراضي هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين الأطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 معاملات اللحام

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

اللحام اليدوي:

- درجة حرارة طرف المكواة: 300°C كحد أقصى. (30 واط كحد أقصى)

- وقت اللحام: 3 ثوانٍ كحد أقصى.

لحام الموجة/الغمس:

- درجة حرارة التسخين المسبق: 100°C كحد أقصى. (60 ثانية كحد أقصى)

- درجة حرارة وحوض وقت اللحام: 260°C كحد أقصى، 5 ثوانٍ كحد أقصى.

قواعد اللحام العامة:

- تجنب الإجهاد على الأطراف أثناء عمليات درجات الحرارة العالية.

- لا تقم باللحام (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 الحرارة القصوى.

- استخدم دائمًا أقل درجة حرارة فعالة.

6.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية. إذا كان مطلوبًا تمامًا، فإن التأهيل المسبق المكثف ضروري لضمان عدم حدوث تلف.

7. إدارة الحرارة واحتياطات ESD

7.1 إدارة الحرارة

يعتمد أداء وعمر LED بشكل كبير على درجة الحرارة. يجب على المصممين:

• النظر في تبديد الحرارة من مرحلة التصميم المبكرة.
• تخفيض تصنيف تيار التشغيل وفقًا لمنحنى \"التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة\".
• التحكم في درجة الحرارة حول LED في التطبيق النهائي للحفاظ على السطوع وطول العمر.

7.2 حساسية ESD (التفريغ الكهروستاتيكي)

المنتج حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع إجراءات التعامل مع ESD القياسية أثناء التجميع والتعامل، بما في ذلك استخدام محطات العمل المؤرضة، وأسوار المعصم، والحاويات الموصلة.

8. معلومات التعبئة والتغليف والطلب

8.1 مواصفات التعبئة

• التعبئة الأولية:كيس مضاد للكهرباء الساكنة (مقاوم للرطوبة).
• التعبئة الثانوية:علبة داخلية.
• التعبئة الثالثية:علبة خارجية.

8.2 كمية التعبئة

• 200 إلى 500 قطعة لكل كيس.
• 6 أكياس لكل علبة داخلية.
• 10 علب داخلية لكل علبة خارجية.

8.3 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات حرجة:

- CPN:رقم إنتاج العميل

- P/N:رقم الإنتاج (رقم القطعة)

- QTY:كمية التعبئة

- CAT/HUE/REF:رموز التصنيف لشدة الإضاءة، والطول الموجي السائد، والجهد الأمامي.

- LOT No:رقم الدفعة القابل للتتبع.

9. اعتبارات تصميم التطبيق

9.1 تصميم دائرة السائق

نظرًا لخاصية I-V غير الخطية، غالبًا ما يكون المقاوم التسلسلي البسيط كافيًا لاستخدام المؤشر. لمصفوفات الإضاءة الخلفية أو التحكم الدقيق في التيار، يوصى باستخدام سائق تيار ثابت لضمان سطوع موحد وحماية مصابيح LED. احسب المقاوم التسلسلي باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F, باستخدام أقصى V_Fلتصميم آمن.

9.2 تخطيط PCB

تأكد من تطابق نمط ثقوب PCB مع مسافة أطراف LED بدقة لتجنب الإجهاد الميكانيكي. وفر مساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل قريبًا من التقييمات القصوى.

9.3 التكامل البصري

تجعل زاوية الرؤية البالغة 20 درجة هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب شعاعًا مركزًا. للإضاءة الأوسع، ستكون البصريات الثانوية (العدسات أو المشتتات) ضرورية.

10. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED المؤشر القياسية، فإن المميزات الأساسية لهذا الجهاز هيشدة إضاءة عالية جدًا (3200 مللي كانديلا نموذجي)وزاوية رؤية ضيقة. تم تصميمه للتطبيقات التي تكون فيها السطوع العالي في اتجاه محدد أمرًا بالغ الأهمية، مثل الإضاءة الخلفية لألواح LCD في الشاشات وأجهزة التلفزيون، بدلاً من الإشارة إلى الحالة في جميع الاتجاهات.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعاملات التقنية)

س: ما هو تيار وجهد التشغيل النموذجيين؟

ج: شرط الاختبار القياسي هو تيار أمامي 20 مللي أمبير، مما يؤدي إلى انخفاض جهد أمامي نموذجي يبلغ 3.3 فولت.

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

ج: نعم، لكن مقاوم تحديد التيار إلزامي. على سبيل المثال، باستخدام القيم النموذجية: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 أوم. سيكون المقاوم القياسي 82 أو 100 أوم مناسبًا، ولكن يجب التحقق من الحسابات باستخدام الحد الأدنى/الأقصى لـ V_F.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على السطوع؟

ج: تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. راجع منحنى \"الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة\" للحصول على بيانات محددة. غرفة التبريد المناسبة أمر بالغ الأهمية في البيئات عالية الحرارة.

س: ماذا تعني رموز التصنيف (CAT, HUE, REF) لتصميمي؟

ج: تضمن اتساق اللون والسطوع. للتطبيقات التي يكون فيها المظهر الموحد أمرًا بالغ الأهمية (مثل مصفوفات الإضاءة الخلفية)، فإن تحديد تصنيفات ضيقة لـ HUE (الطول الموجي) وCAT (الشدة) أمر ضروري.

12. مثال عملي لحالة الاستخدام

السيناريو: تصميم مؤشر حالة بسيط لوحة جهاز.

1. مصدر الطاقة:يتوفر خط طاقة 5 فولت على PCB.

2. حساب التيار:الهدف I_F= 20 مللي أمبير. باستخدام أقصى V_F(3.7 فولت) لتصميم متحفظ: R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 68 أوم.

3. فحص الطاقة:الطاقة المبددة في المقاوم P = I²R = (0.02)²* 68 = 0.0272 واط. مقاوم قياسي 1/8 واط (0.125 واط) كافٍ.

4. تصميم PCB:ضع المقاوم 68Ω على التوالي مع الأنود الخاص بـ LED. اتبع أبعاد العبوة لتخطيط الثقوب. تأكد من توصيل الكاثود (المحدد حسب ورقة البيانات) بالأرض.

5. التجميع:اتبع إرشادات تشكيل الأطراف واللحام بدقة، مع الحفاظ على نقاط اللحام >3 مم من العدسة.

13. مبدأ التشغيل

هذا هو ثنائي باعث للضوء (LED) شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة P-N (الأنود موجب بالنسبة للكاثود)، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة (شريحة InGaN). تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المادي المحدد (InGaN) وبنية طبقات أشباه الموصلات الطول الموجي للضوء المنبعث، والذي في هذه الحالة يكون في الطيف الأزرق (~470 نانومتر). تحيط عدسة الإيبوكسي بالشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل شعاع إخراج الضوء.

14. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

تمثل مصابيح LED الزرقاء InGaN تقنية أساسية في الإضاءة ذات الحالة الصلبة. كان تطوير مصابيح LED زرقاء فعالة إنجازًا علميًا كبيرًا، مما مكّن من إنشاء مصابيح LED بيضاء (عبر تحويل الفوسفور) التي أحدثت ثورة في الإضاءة العامة. يوضح هذا المكون المحدد تطبيق هذه التكنولوجيا لأغراض الإضاءة الخلفية والمؤشرات المتخصصة. تستمر اتجاهات الصناعة في التركيز على زيادة الفعالية الضوئية (لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون، وتعزيز الموثوقية، ومزيد من التصغير للعبوات مع الحفاظ على إخراج الضوء أو زيادته.