ورقة بيانات مصباح LED 333-2SYGC/S530-E2 - أصفر أخضر لامع - 20 مللي أمبير - 2.0 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED طراز 333-2SYGC/S530-E2. هذا المكون هو جهاز مُركَّب على السطح (SMD) مصمم للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا عاليًا وأداءً موثوقًا في شكل مضغوط. يُصدر الـ LED ضوءًا أصفر أخضر لامعًا، يتم تحقيقه من خلال شريحة شبه موصلة من نوع AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم) مُغلَّفة في عبوة راتنج شفافة تمامًا. يقدم هذا المزيج شدة إضاءة ممتازة ونقاء لوني.

تتميز هذه السلسلة ببنائها المتين، وامتثالها لمعايير خالية من الرصاص، والتزامها بتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يجعلها مناسبة للتصنيع الإلكتروني الحديث. وهي متوفرة على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي، مما يدعم الإنتاج بكميات كبيرة.

1.1 التطبيقات المستهدفة

تشمل مجالات التطبيق الرئيسية لهذا المصباح الإضاءة الخلفية وإشارات الحالة في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية. حالات الاستخدام النموذجية هي:

• أجهزة التلفاز
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة

يجعل تصميمه مناسبًا لوظائف المؤشرات ولإضاءة المناطق التي تتطلب إشارة صفراء خضراء مميزة.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

يقدم هذا القسم تحليلًا تفصيليًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات. فهم هذه القيم أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة بشكل صحيح وضمان الموثوقية على المدى الطويل.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف التشغيل العادية.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار دون تدهور أداء الـ LED أو عمره الافتراضي.
• التيار الأمامي الذروي (IFP):60 مللي أمبير. ينطبق هذا التقييم على التشغيل النبضي بدورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلوهرتز. يسمح بفترات قصيرة من التيار الأعلى، وهو مفيد للتعددية أو تحقيق سطوع لحظي أعلى.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في الاتجاه العكسي في انهيار الوصلة.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. يتطلب التشغيل فوق هذا الحد إدارة حرارية دقيقة.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:يمكن للجهاز العمل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويتم تخزينه من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):يمكن للأطراف تحمل 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، وهو متوافق مع ملفات تعريف اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في ظل ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، IF=20mA) وتمثل الأداء النموذجي للجهاز.

• شدة الإضاءة (Iv):400 مللي كانديلا (الحد الأدنى)، 800 مللي كانديلا (النموذجي). يحدد هذا كمية الضوء المرئي المنبعث في اتجاه معين. تشير القيمة النموذجية العالية إلى إخراج ساطع مناسب للعديد من تطبيقات المؤشرات.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):10° (النموذجي). تشير زاوية الرؤية الضيقة هذه إلى حزمة ضوئية عالية التوجيه، حيث تتركز شدة الإضاءة داخل مخروط صغير. هذا مثالي للتطبيقات التي تحتاج فيها إلى توجيه الضوء بدقة.
• الطول الموجي الذروي والمسيطر (λp، λd):حوالي 575 نانومتر و 573 نانومتر على التوالي. يضع هذا اللون المنبعث بقوة في المنطقة الصفراء الخضراء من الطيف المرئي. تشير القيم القريبة للطول الموجي الذروي والمسيطر إلى تشبع لوني جيد.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). يحدد هذا العرض الطيفي للضوء المنبعث عند نصف أقصى شدته (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى - FWHM). قيمة 20 نانومتر نموذجية لمصابيح LED أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (VF):2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر الـ LED أثناء التشغيل. وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة تحديد التيار. تلاحظ ورقة البيانات وجود عدم يقين في القياس يبلغ ±0.1 فولت لهذه المعلمة.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. هذا هو تيار التسرب عندما يكون الـ LED متحيزًا عكسيًا.

3. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح كيفية تغير أداء الـ LED مع ظروف التشغيل المختلفة. هذه الرسوم البيانية ضرورية لفهم السلوك بما يتجاوز المواصفات ذات النقطة الواحدة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث. ستبلغ ذروتها عند حوالي 575 نانومتر (أصفر أخضر) مع عرض FWHM نموذجي يبلغ 20 نانومتر، مما يؤكد الطبيعة أحادية اللون للإخراج.

3.2 نمط التوجيهية

تُظهر هذه الرسمة القطبية زاوية الرؤية البالغة 10 درجات، موضحة كيف تنخفض شدة الإضاءة بشكل حاد مع تحرك زاوية المراقبة بعيدًا عن المحور المركزي (0°).

3.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يصور هذا الرسم البياني العلاقة الأسية بين التيار (I) والجهد (V) للديود شبه الموصل. بالنسبة للمصممين، يسلط الضوء على أن التغيير الصغير في الجهد الأمامي يمكن أن يؤدي إلى تغيير كبير في التيار، مما يؤكد أهمية استخدام مشغل تيار ثابت أو مقاومة تحديد تيار محسوبة جيدًا.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى أن ناتج الضوء (الشدة) يزداد مع التيار الأمامي، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. كما يعني أن الكفاءة (لومن لكل واط) قد تنخفض عند التيارات العالية جدًا.

3.5 الخصائص الحرارية

منحنياتالشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةوالتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطةأمر بالغ الأهمية للإدارة الحرارية. عادةً، ينخفض ناتج إضاءة الـ LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. علاوة على ذلك، بالنسبة لجهد تشغيل ثابت، سيزداد التيار الأمامي مع درجة الحرارة بسبب معامل درجة الحرارة السالب لجهد الديود الأمامي. يمكن أن يؤدي هذا إلى هروب حراري إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح، مما يجعل القيادة بالتيار الثابت أكثر أهمية.

4. المعلومات الميكانيكية والتغليف

4.1 أبعاد العبوة

يتم توفير الـ LED في عبوة SMD قياسية على شكل مصباح. يحدد الرسم البعدي جميع القياسات الحرجة بما في ذلك طول الجسم، العرض، الارتفاع، تباعد الأطراف، وتفاصيل الحافة. تشمل الملاحظات الرئيسية من الرسم:

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

هذه الأبعاد حيوية لتصميم بصمة PCB، مما يضمن التركيب واللحام المناسبين.

4.2 تحديد القطبية

عادةً ما يُشار إلى الطرف الكاثودي (السالب) ببقعة مسطحة على العدسة، أو شق في العبوة، أو طرف أقصر. يجب أن يحدد الرسم البعدي في ورقة البيانات الكاثود بوضوح. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع التلف.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر ضروري للحفاظ على سلامة وأداء الـ LED.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب إجراء الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• شكل الأطرافقبل soldering.
• تجنب تطبيق إجهاد على العبوة أثناء الانحناء.
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف الـ LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 التخزين

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

5.3 عملية اللحام

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

اللحام اليدوي:

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

اللحام بالموجة أو الغمس:

• درجة حرارة التسخين المسبق: الحد الأقصى 100 درجة مئوية (لحد أقصى 60 ثانية).
• درجة حرارة حمام اللحام: الحد الأقصى 260 درجة مئوية.
• وقت اللحام: الحد الأقصى 5 ثوانٍ.

ملاحظات عامة حول اللحام:

• تجنب الإجهاد على الأطراف في درجات الحرارة العالية.
• لا تقم باللحام (غمس/يدوي) أكثر من مرة واحدة.
• احمِ الـ LED من الصدمات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة.
• تجنب التبريد السريع من درجة الحرارة القصوى.
• استخدم دائمًا أقل درجة حرارة ممكنة تحقق وصلة لحام موثوقة.

5.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• جفف بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
• لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتيةإلا إذا كان ذلك ضروريًا للغاية وفقط بعد إجراء اختبارات تأهيل مسبق شاملة، حيث يمكن أن يتلف الهيكل الداخلي.

6. إدارة الحرارة والموثوقية

تبديد الحرارة الفعال أمر بالغ الأهمية لأداء الـ LED وطول عمره.

• يجب النظر في إدارة الحرارة خلال مرحلة تصميم التطبيق الأولية.
• يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة، بالرجوع إلى أي منحنيات تخفيض التصنيف المقدمة في المواصفات.
• يجب التحكم في درجة الحرارة المحيطة بالـ LED في التطبيق النهائي. تقلل الحرارة المفرطة من ناتج الضوء (انخفاض اللومن) ويمكن أن تقصر بشكل كبير من العمر التشغيلي للجهاز.

7. الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مثل معظم الأجهزة شبه الموصلة، فإن هذا الـ LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). تؤكد ورقة البيانات على أهمية احتياطات ESD. يجب اتباع إجراءات التعامل مع ESD القياسية خلال جميع مراحل الإنتاج والتجميع والتعامل:

• استخدم محطات عمل وأسوار معصم مؤرضة.
• قم بتخزين ونقل المكونات في عبوات مضادة للكهرباء الساكنة (كما هو موضح في مواصفات التعبئة).
• تجنب ملامسة المواد العازلة التي يمكن أن تولد شحنة ساكنة.

8. معلومات التعبئة والطلب

8.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لضمان الحماية من الرطوبة والتفريغ الكهروستاتيكي:

1. التعبئة الأولية:يتم وضع 200 إلى 500 قطعة على الأقل في كيس مضاد للكهرباء الساكنة واحد.
2. التعبئة الثانوية:يتم وضع خمسة أكياس في صندوق داخلي واحد.
3. التعبئة الثالثية:يتم تعبئة عشر صناديق داخلية في صندوق رئيسي (خارجي) واحد.

8.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات رئيسية للتتبع والتعريف:

• CPN:رقم جزء العميل
• P/N:رقم جزء الشركة المصنعة (مثل 333-2SYGC/S530-E2)
• QTY:كمية القطع في الكيس/الصندوق
• CAT / Ranks:ربما يشير إلى فرز الأداء (مثل درجة شدة الإضاءة).
• HUE:قيمة الطول الموجي المسيطر.
• REF:رمز مرجعي.
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

9. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

9.1 تصميم الدائرة

قم دائمًا بتشغيل الـ LED باستخدام مصدر تيار ثابت أو مصدر جهد على التوالي مع مقاومة تحديد تيار. احسب قيمة المقاومة باستخدام الجهد الأمامي النموذجي (2.0 فولت) وتيار التشغيل المطلوب (مثل 20 مللي أمبير)، مع مراعاة جهد مصدر الطاقة: R = (V_supply - Vf_LED) / I_LED. اختر مقاومة ذات قدرة كهربائية كافية.

9.2 تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

صمم بصمة PCB تمامًا وفقًا لأبعاد العبوة. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية حول وسادات الكاثود/الأنود الخاصة بالـ LED إذا كان التشغيل عند تيارات عالية أو في درجات حرارة محيطة عالية للمساعدة في تبديد الحرارة.

9.3 التصميم البصري

تجعل زاوية الرؤية الضيقة البالغة 10 درجات هذا الـ LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب حزمة مركزة أو حيث لا يجب أن يتسرب الضوء إلى المناطق المجاورة. للإضاءة الأوسع، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (مثل العدسات أو المشتتات).

10. المقارنة والتمييز التقني

بينما تتطلب المقارنة المباشرة بيانات منافسة محددة، فإن ميزات التمييز الرئيسية لهذا الـ LED بناءً على ورقة البيانات الخاصة به هي:

• السطوع العالي:شدة إضاءة نموذجية تبلغ 800 مللي كانديلا كبيرة بالنسبة لعبوة مصباح قياسية.
• زاوية رؤية ضيقة:الحزمة ذات الـ 10 درجات عالية التوجيه، والتي يمكن أن تكون ميزة أو قيدًا اعتمادًا على التطبيق.
• تقنية شريحة AlGaInP:يُعرف نظام المواد هذا بكفاءته العالية في المناطق الطيفية الصفراء والبرتقالية والحمراء، مما يوفر أداءً جيدًا للون الأصفر الأخضر.
• تغليف وإرشادات قوية:تدعم إرشادات التعامل واللحام التفصيلية التصنيع الموثوق.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند أقصى تيار مستمر له وهو 25 مللي أمبير؟

ج1: نعم، ولكن يجب عليك التأكد من وجود إدارة حرارية ممتازة. سيكون عمر الـ LED واستقرار ناتج الضوء أفضل إذا تم التشغيل عند تيار أقل، مثل حالة الاختبار البالغة 20 مللي أمبير. راجع دائمًا أي منحنيات عمر افتراضي أو تخفيض تصنيف إذا كانت متاحة.

س2: لماذا زاوية الرؤية ضيقة جدًا (10 درجات)؟

ج2: الزاوية الضيقة هي نتيجة تصميم عدسة العبوة وموضع الشريحة. إنها تركز الضوء في حزمة ضيقة، مما يزيد من الشدة الموجهة للأمام (كانديلا). هذا مثالي لمؤشرات اللوحة حيث ينظر المستخدم إلى الـ LED مباشرة.

س3: ماذا يعني راتنج "شفاف تمامًا"؟

ج3: يعني أن الإيبوكسي المغلف شفاف وعديم اللون. هذا يسمح بانبعاث اللون الحقيقي لشريحة AlGaInP (أصفر أخضر) دون أي تلوين أو تشتت من العبوة نفسها.

س4: ما مدى أهمية مسافة 3 مم لانحناء الأطراف واللحام؟

ج4: مهمة للغاية. ينقل الانحناء أو اللحام بالقرب من لمبة الإيبوكسي الإجهاد الميكانيكي والحراري مباشرة إلى القالب شبه الموصل الحساس والروابط السلكية الداخلية، مما قد يتسبب في فشل فوري أو مشاكل موثوقية كامنة.

12. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لموجه شبكة.

يجب أن يكون الـ LED مرئيًا بوضوح من مقدمة الجهاز. يتوفر خط إمداد بجهد 5 فولت.

1. الاختيار:تم اختيار 333-2SYGC/S530-E2 لسطوعه العالي ولونه المميز.
2. حساب الدائرة:التيار المستهدف = 20 مللي أمبير. باستخدام Vf النموذجي = 2.0 فولت. المقاومة R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 150Ω. تبديد الطاقة في المقاوم: P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06 واط. مقاومة قياسية بقدرة 1/8 واط (0.125 واط) كافية.
3. تصميم PCB:تم إنشاء البصمة تمامًا وفقًا للرسم البعدي. يتم وضع الـ LED خلف فتحة صغيرة على اللوحة الأمامية للموجه. تضمن زاوية الرؤية الضيقة البالغة 10 درجات توجيه الضوء مباشرة للخارج عبر الفتحة بأقل فقد.
4. التجميع:يتم وضع المكونات باستخدام الشريط والبكرة. تخضع لوحة PCB لعملية لحام بإعادة التدفق، مع الالتزام بملف تعريف 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ.

13. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل هذا الـ LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة شبه موصلة من النوع p-n. المنطقة النشطة مكونة من AlGaInP. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. عندما تتحد هذه حاملات الشحنة، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر الأخضر (~573-575 نانومتر). يقوم راتنج الإيبوكسي الشفاف تمامًا بتغليف الشريحة، مما يوفر الحماية الميكانيكية، ويشكل حزمة إخراج الضوء (تأثير العدسة)، ويعزز استخراج الضوء من المادة شبه الموصلة.

14. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

تمثل مصابيح LED القائمة على AlGaInP تقنية ناضجة وعالية الكفاءة لنطاق اللون من الكهرماني إلى الأحمر، بما في ذلك الأصفر الأخضر. تشمل الاتجاهات الرئيسية في صناعة الـ LED الأوسع التي توفر سياقًا لمثل هذه المكونات:

• زيادة الكفاءة:يستمر البحث المستمر في المواد والتغليف في دفع الفعالية الضوئية (لومن لكل واط) إلى مستويات أعلى.
• التصغير:بينما هذه عبوة قياسية، فإن الاتجاه الصناعي يتجه نحو عبوات أصغر حجمًا على مستوى الشريحة (CSP) للتطبيقات عالية الكثافة.
• التكامل الذكي:قد يشهد المستقبل المزيد من مصابيح LED المدمجة مع المشغلات أو وحدات التحكم أو أجهزة الاستشعار في وحدات واحدة.
• التركيز على الموثوقية:مع استخدام مصابيح LED في تطبيقات أكثر أهمية (السيارات، الصناعية)، تولي أوراق البيانات والمعايير أهمية أكبر لبيانات الموثوقية طويلة المدى (اختبار LM-80، توقعات العمر الافتراضي).

يعد هذا الـ LED المحدد، مع مواصفاته المحددة جيدًا وإرشادات بنائه القوية، حلاً موثوقًا به لوظائف المؤشرات والإضاءة الخلفية التقليدية حيث تعتبر الأداء المثبت وفعالية التكلفة اعتبارات رئيسية.