ورقة بيانات مصباح LED 1003SUBD/S400-A6 - أزرق مُشتت - طول موجي ذروة 468 نانومتر - شدة إضاءة 20 مللي كانديلا - جهد أمامي 3.3 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية لمصباح LED أزرق مُشتت عالي السطوع. تم تصميم الجهاز للتطبيقات التي تتطلب أداءً موثوقًا وإخراج ضوئيًا ثابتًا. يتميز بزاوية رؤية واسعة وهو متوفر بتغليف الشريط والبكرة لعمليات التجميع الآلي.

1.1 المزايا الأساسية

• سطوع عالٍ:مُصمم للتطبيقات التي تتطلب شدة إضاءة فائقة.
• زاوية رؤية واسعة:يوفر زاوية رؤية نموذجية (2θ1/2) تبلغ 110 درجة لإضاءة واسعة النطاق.
• بناء قوي:مبني للموثوقية والعمر الطويل في ظروف تشغيل متنوعة.
• الامتثال البيئي:المنتج خالي من الرصاص ويتوافق مع اللوائح البيئية ذات الصلة.
• مرونة التغليف:متوفر على شريط وبكرة لتسهيل التصنيع الآلي بكميات كبيرة.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا الـ LED مناسب لمجموعة متنوعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• أجهزة التلفزيون
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• ملحقات الكمبيوتر العامة والإلكترونيات الاستهلاكية

2. تحليل المعلمات التقنية

توفر الأقسام التالية تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات التقنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):100 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز. مناسب للتشغيل النبضي.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب الانهيار.
• تبديد الطاقة (Pd):90 ملي واط. أقصى قدرة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيط 25°م.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -40°م إلى +85°م (التشغيل)، من -40°م إلى +100°م (التخزين).
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260°م لمدة 5 ثوانٍ. يحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (درجة حرارة المحيط = 25°م)

يتم قياس هذه المعلمات تحت ظروف الاختبار القياسية (IF=20mA) وتحدد أداء الجهاز.

• شدة الإضاءة (Iv):القيمة النموذجية هي 20 مللي كانديلا (mcd)، بحد أدنى 10 mcd. هذا يحدد السطوع المُدرك.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):110 درجة (نموذجي). الزاوية التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة القصوى.
• الطول الموجي الذروي (λp):468 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λd):470 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية.
• الجهد الأمامي (VF):3.3 فولت (نموذجي)، يتراوح من 2.7 فولت إلى 4.0 فولت عند 20 مللي أمبير. مهم لتصميم دائرة القيادة.
• التيار العكسي (IR):أقصى 50 ميكرو أمبير عند VR=5V. يشير إلى تيار التسرب في الانحياز العكسي.

3. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف متغيرة.

3.1 توزيع الطيف

منحنىالشدة النسبية مقابل الطول الموجييظهر ذروة حول 468 نانومتر مع عرض نطاق طيفي نموذجي (Δλ) يبلغ 35 نانومتر، مما يؤكد انبعاثه اللون الأزرق مع راتنج مُشتت لتشتيت ضوئي أوسع.

3.2 السلوك الكهربائي والحراري

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV):يوضح العلاقة الأسية النموذجية للثنائيات. عند الجهد الأمامي النموذجي البالغ 3.3 فولت، يكون التيار 20 مللي أمبير.
• الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي:تزداد شدة الإضاءة مع التيار ولكن قد لا تكون خطية تمامًا؛ يجب على المصممين الرجوع إلى المنحنى للتخطيط الدقيق لتيار القيادة.
• الشدة النسبية مقابل درجة حرارة المحيط:ينخفض إخراج الضوء عمومًا مع ارتفاع درجة حرارة المحيط. يعتبر وجود مُشتت حراري مناسب أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على السطوع.
• التيار الأمامي مقابل درجة حرارة المحيط:لجهد ثابت، قد يتغير التيار الأمامي مع درجة الحرارة بسبب معامل درجة الحرارة السالب للثنائي.

4. معلومات الميكانيكا والتغليف

4.1 أبعاد العبوة

يتم توفير الـ LED في عبوة قياسية على شكل مصباح. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مم).
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم.
• التحمل العام للأبعاد غير المحددة هو ±0.25 مم.

يجب على المصممين الرجوع إلى الرسم التفصيلي ذو الأبعاد في ورقة البيانات للحصول على تباعد الأطراف الدقيق، وحجم الجسم، ومساحة البصمة الموصى بها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

4.2 تحديد القطبية

يُشار إلى القطب السالب عادةً بجانب مسطح على عدسة الـ LED أو بطرف أقصر. يجب الرجوع إلى الرسم البياني في ورقة البيانات للعلامة المحددة على هذا الطراز.

5. إرشادات اللحام والتركيب

الالتزام بهذه الإرشادات أمر بالغ الأهمية لضمان الموثوقية ومنع التلف أثناء عملية التجميع.

5.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيل قبل اللحام.
• تجنب تطبيق إجهاد على العبوة. قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) تمامًا مع أطراف الـ LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 معاملات اللحام

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

• اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة بحد أقصى 300°م (30 واط كحد أقصى)، وقت اللحام بحد أقصى 3 ثوانٍ.
• لحام الموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق بحد أقصى 100°م (60 ثانية كحد أقصى). درجة حرارة حمام اللحام بحد أقصى 260°م لمدة 5 ثوانٍ.
• تجنب دورات اللحام المتعددة. لا تطبق إجهادًا على الأطراف وهي ساخنة.
• اسمح لمصابيح الـ LED بالتبريد تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة دون صدمة ميكانيكية.

5.3 ظروف التخزين

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

5.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا:

• استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة.
• جفف بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا كان ذلك ضروريًا للغاية وتم التأهيل المسبق، حيث يمكن أن يتلف الـ LED.

6. معلومات التغليف والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح الـ LED لمنع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وتلف الرطوبة.

• التعبئة الأولية:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• الكمية:من 200 إلى 500 قطعة لكل كيس. 5 أكياس لكل صندوق داخلي. 10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي (خارجي).

6.2 شرح الملصق

قد تتضمن الملصقات على العبوة رموزًا لـ:

• رقم جزء العميل (CPN)
• رقم الإنتاج (P/N)
• الكمية (QTY)
• درجات الجودة/الأداء (CAT)
• الطول الموجي السائد (HUE)
• رقم الدفعة (LOT No.)

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 إدارة الحرارة

تعد الإدارة الحرارية الفعالة ضرورية لأداء وعمر الـ LED. يتمتع الجهد الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب. مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع لجهد ثابت، يزداد التيار، مما قد يؤدي إلى الانحراف الحراري إذا لم يتم التحكم فيه. يجب احترام تصنيف تبديد الطاقة (Pd) البالغ 90 ملي واط. للتشغيل في درجات حرارة محيط عالية أو مع تيارات قيادة عالية، يجب تخفيض تصنيف التيار وفقًا لمنحنى تخفيض التصنيف ذي الصلة (المشار إليه في ملاحظات ورقة البيانات). يجب على المصممين التأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أو طرق أخرى لتبديد الحرارة للحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة.

7.2 تصميم الدائرة الكهربائية

نظرًا للجهد الأمامي النموذجي البالغ 3.3 فولت والحد الأقصى البالغ 4.0 فولت، فإن المقاوم المحدد للتيار أو مشغل التيار الثابت إلزامي عند الاتصال بمصدر جهد أعلى من ~2.7 فولت. يمكن حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R = (جهد_المصدر - Vf_led) / I_المطلوب. يضمن استخدام أقصى Vf (4.0 فولت) في الحسابات ألا يتجاوز التيار الحدود حتى مع التباين من جهاز لآخر. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا ثابتًا، يوصى باستخدام مشغل تيار ثابت بدلاً من مقاوم بسيط.

7.3 التصميم البصري

توفر عبوة الراتنج المُشتت زاوية رؤية واسعة (110°)، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة النطاق أو مؤشرات تحتاج إلى أن تكون مرئية من زوايا مختلفة. غالبًا ما يستخدم اللون الأزرق (468-470 نانومتر) لمؤشرات الحالة، أو الإضاءة الخلفية، أو الإضاءة الزخرفية. يجب على المصممين مراعاة شدة الإضاءة (20 mcd نموذجي) لضمان سطوع كافٍ لمسافة المشاهدة المقصودة وظروف الإضاءة المحيطة.

8. المقارنة والتمييز التقني

على الرغم من عدم تقديم بيانات منافسة محددة هنا، فإن المميزات الرئيسية لهذا الـ LED بناءً على ورقة البيانات الخاصة به تشمل مزيجًا من شدة إضاءة نموذجية عالية نسبيًا (20 mcd) لعبوة مصباح قياسية، وزاوية رؤية واسعة تبلغ 110 درجة ميسرة بواسطة الراتنج المُشتت، وتصنيفات قصوى مطلقة قوية (تيار مستمر 25 مللي أمبير). إن توافره على شريط وبكرة يجعله منافسًا لخطوط الإنتاج الآلي عالية الحجم والحساسة للتكلفة الشائعة في تصنيع الإلكترونيات الاستهلاكية.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

9.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (468 نانومتر) هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر الـ LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية. الطول الموجي السائد (470 نانومتر) هو الطول الموجي الفردي النفسي الفيزيائي الذي تدركه العين البشرية على أنه مطابق للون ضوء الـ LED. غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين، خاصة بالنسبة للمصادر غير أحادية اللون.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بتيار 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكبر؟

لا. التصنيف الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر (IF) هو 25 مللي أمبير. يتجاوز هذا التصنيف خطر التلف الدائم للجهاز ويلغي أي ضمانات للموثوقية. للحصول على سطوع أعلى، اختر LED مصنفًا لتيار قيادة أعلى.

9.3 كيف أفسر عبارة "خالي من الرصاص" والامتثال لتوجيهية RoHS؟

"خالي من الرصاص" يعني أن الجهاز لا يحتوي عمداً على الرصاص. تشير عبارة "سيظل المنتج نفسه ضمن النسخة المتوافقة مع RoHS" إلى أن مكون الـ LED يتوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة، التي تقيد استخدام مواد خطرة محددة (مثل الرصاص والزئبق والكادميوم) في المعدات الكهربائية والإلكترونية. ومع ذلك، يجب على المصممين التحقق من امتثال المنتج النهائي المجمع بالكامل.

10. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لموجه شبكة (راوتر).

1. المتطلبات:مؤشر "طاقة/نشط" أزرق مرئي من جميع أنحاء الغرفة.
2. الاختيار:هذا الـ LED مناسب بسبب لونه الأزرق وشدة إضاءته الجيدة.
3. تصميم الدائرة الكهربائية:خط الطاقة الداخلي للراوتر هو 5 فولت. باستخدام Vf النموذجي البالغ 3.3 فولت والتيار المستهدف البالغ 20 مللي أمبير، المقاوم التسلسلي هو R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 أوم. سيتم اختيار مقاوم قياسي 82 أو 100 أوم. باستخدام أقصى Vf (4.0 فولت) للتحقق من أسوأ حالة: (5V-4V)/82Ω ≈ 12.2 مللي أمبير، وهو لا يزال فوق الحد الأدنى للضوء المرئي.
4. التخطيط:تطابق بصمة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أبعاد عبوة ورقة البيانات. تساعد كمية صغيرة من صب النحاس حول الأطراف في تبديد الحرارة.
5. التجميع:يتم وضع مصابيح الـ LED عبر مغذي الشريط والبكرة. تخضع اللوحة لعملية إعادة تدفق تلتزم بملف تعريف 260°م لمدة 5 ثوانٍ.

11. مبدأ التشغيل

هذا الجهاز هو ثنائي باعث للضوء (LED). يعمل على مبدأ الإضاءة الكهربائية في مادة شبه موصلة (InGaN للضوء الأزرق). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والفجوات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المادي المحدد (InGaN) طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، وهو في هذه الحالة أزرق. يقوم مغلف راتنج الإيبوكسي المُشتت بتشتيت الضوء، مما يخلق زاوية رؤية أوسع ومظهرًا أكثر نعومة مقارنة بعدسة شفافة.

12. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر تكنولوجيا الـ LED في التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وتكلفة أقل. بينما يعتبر هذا LED مؤشرًا قياسيًا، تشمل الاتجاهات الأوسع في الصناعة تصغير حجم العبوات (على سبيل المثال، من 0603 إلى 0402 وأحجام SMD أصغر)، ودمج رقائق متعددة (RGB، أبيض)، وتطوير مصابيح LED لتطبيقات متخصصة مثل التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية من النوع C، والإضاءة البستانية، والاتصالات الضوئية المرئية عالية السرعة (Li-Fi). بالنسبة لتطبيقات المؤشرات، تظل الموثوقية والفعالية من حيث التكلفة وسهولة التجميع عوامل دافعة رئيسية.