وثيقة بيانات مصباح LED 383-2SYGD/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 عالي السطوع بلون أصفر أخضر لامع. هذا الجهاز هو جزء من سلسلة مصممة خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا وموثوقية عالية. يستخدم تقنية شريحة AlGaInP مغلفة براتنج أخضر مشتت، مما ينتج انبعاثًا مميزًا ونابضًا بالحياة باللون الأصفر المخضر.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بنيته القوية، وامتثاله للوائح البيئية الرئيسية (RoHS، REACH، خالٍ من الهالوجين)، وتوافره في خيارات تعبئة مختلفة مثل الشريط والبكرة للتجميع الآلي. تم تصميمه للتكامل في مجموعة واسعة من المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية والصناعية التي تتطلب إضاءة مؤشر ثابتة ومشرقة.

يشمل السوق المستهدف مصنعي لوحات العرض، وأجهزة الاتصالات، ومعدات الحوسبة، حيث تكون موثوقية المكونات والأداء البصري أمرًا بالغ الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف تشغيل موصى بها.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار على الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).
• تيار الذروة الأمامي (IFP):60 مللي أمبير. يسمح تصنيف التيار النبضي هذا (بدورة عمل 1/10، 1 كيلو هرتز) بفترات قصيرة من الشدة الأعلى، وهو مفيد لتعدد الإرسال أو تأثيرات الوميض.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي في انهيار الوصلة.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ملي واط. أقصى قدرة يمكن للعبوة تبديدها كحرارة، وتحسب كـ VF * IF.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:تتراوح من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية (التشغيل) ومن -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية (التخزين). يضمن هذا النطاق الواسع الوظيفة في البيئات القاسية.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. هذا يحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعايير في حالة اختبار قياسية Ta=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير، مما يوفر بيانات الأداء الأساسية.

• الشدة الضوئية (Iv):40 (الحد الأدنى)، 80 (النموذجي) مللي كانديلا. يحدد هذا سطوع الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) كما يُدركه العين البشرية. تشير القيمة النموذجية البالغة 80 مللي كانديلا إلى إخراج ساطع مناسب لتطبيقات المؤشرات.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):25 درجة (النموذجي). تركز زاوية الرؤية الضيقة هذه إخراج الضوء في حزمة أكثر توجيهًا، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب بقعة ضوء مركزة.
• الطول الموجي للذروة (λp):575 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λd):573 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون "الأصفر الأخضر اللامع".
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). نطاق الأطوال الموجية المنبعثة، مما يشير إلى لون نقي نسبيًا.
• الجهد الأمامي (VF):1.7 (الحد الأدنى)، 2.0 (النموذجي)، 2.4 (الحد الأقصى) فولت. انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) عند التشغيل بتيار 20 مللي أمبير. هذا أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة وحساب مقاومة تحديد التيار.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5 فولت. يحدد تيار التسرب تحت الانحياز العكسي.

يتم توفير حالات عدم اليقين في القياس للمعايير الرئيسية: الشدة الضوئية (±10%)، والطول الموجي السائد (±1.0 نانومتر)، والجهد الأمامي (±0.1 فولت)، وهي مهمة لمراقبة الجودة وتحليل هامش التصميم.

3. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. هذه ضرورية لفهم الأداء بما يتجاوز نقطة الاختبار القياسية.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية. تتمركز الذروة حول 575 نانومتر بعرض نطاق نموذجي (FWHM) يبلغ 20 نانومتر، مما يؤكد نقطة اللون الأصفر المخضر. الشكل مميز لمادة أشباه الموصلات AlGaInP.

3.2 نمط التوجيه

يصور مخطط نمط الإشعاع زاوية الرؤية البالغة 25 درجة. تكون الشدة أعلى عند 0 درجة (على المحور) وتنخفض إلى النصف عند حوالي ±12.5 درجة خارج المحور، مما يحدد زاوية 2θ1/2.

3.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يُظهر هذا الرسم البياني العلاقة الأسية بين التيار (I) والجهد (V) للصمام الثنائي. يسمح المنحنى للمصممين بتحديد VF عند تيارات غير 20 مللي أمبير. يمكن رؤية VF النموذجي البالغ 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير على هذا الرسم.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء (الشدة) يتناسب تقريبًا خطيًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل. يؤكد أن تشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) عند أقصى تيار مستمر له (25 مللي أمبير) سينتج سطوعًا أعلى مما هو عليه عند تيار الاختبار البالغ 20 مللي أمبير.

3.5 منحنيات الأداء الحراري

يربط رسمان بيانيان رئيسيان الأداء بدرجة حرارة البيئة المحيطة (Ta):الشدة النسبية مقابل درجة حرارة البيئة:يُظهر أن إخراج الضوء ينخفض مع زيادة درجة الحرارة. هذا التخفيض في التصنيف أمر بالغ الأهمية للتطبيقات في البيئات عالية الحرارة؛ سيكون الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) أقل سطوعًا عند ارتفاع درجة الحرارة.التيار الأمامي مقابل درجة حرارة البيئة:يوضح كيف يتغير الجهد الأمامي (VF) مع درجة الحرارة لتيار معين. عادةً، يكون لـ VF معامل درجة حرارة سالب لمصابيح LED، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع ارتفاع درجة الحرارة.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

يوفر الرسم الميكانيكي الأبعاد الحرجة لتصميم بصمة اللوحة المطبوعة (PCB) والتجميع. تشمل المواصفات الرئيسية: - جميع الأبعاد بالمليمترات. - يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة). - ينطبق تسامح عام قدره ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يُفصّل الرسم تباعد الأطراف، وحجم الجسم، ونمط اللحام الموصى به، مما يضمن الملاءمة الميكانيكية المناسبة وإدارة الحرارة.

4.2 تحديد القطبية

عادةً ما يُشار إلى الطرف السالب (الكاثود) بنقطة مسطحة على عدسة الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)، أو طرف أقصر، أو علامة على العبوة. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التثبيت لمنع تلف الانحياز العكسي.

5. إرشادات اللحام والتركيب

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. يتم توفير تعليمات مفصلة:

5.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة بصيلة الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيلقبل soldering.
• تجنب إجهاد العبوة؛ يمكن أن يتسبب الإجهاد في تشقق الإيبوكسي أو إتلاف القطعة.
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب اللوحة المطبوعة (PCB) تمامًا مع أطراف الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 التخزين

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

5.3 عملية اللحام

القاعدة العامة:حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى بصيلة 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 بالموجة/الغمس:- 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 تعريف اللحام، يوضح منحنى درجة الحرارة مقابل الوقت المثالي عبر مناطق التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد.

ملاحظات حرجة:- تجنب إجهاد الأطراف أثناء مراحل درجات الحرارة العالية. - لا تقم باللحام (بالغمس أو يدويًا) أكثر من مرة واحدة. - احمِ الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) من الصدمات/الاهتزازات حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام. - تجنب عمليات التبريد السريع. - استخدم دائمًا أقل درجة حرارة فعالة.

5.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• جفف بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا كان ضروريًا تمامًا وتم التأهيل المسبق، حيث يمكن أن يتلف القطعة أو الروابط الداخلية للصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).

5.5 إدارة الحرارة

التصميم الحراري الفعال ضروري لطول العمر وصيانة الأداء. - ضع في اعتبارك تبديد الحرارة خلال مرحلة تصميم التطبيق. - خفض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة حرارة البيئة المحيطة، بالرجوع إلى منحنى التخفيض في التصنيف (المشار إليه في رسومات الأداء). - تحكم في درجة الحرارة حول الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) في التطبيق النهائي.

5.6 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) حساس للتفريغ الكهروستاتيكي وارتفاعات الجهد، مما قد يتلف القطعة شبه الموصلة. يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD خلال جميع عمليات التجميع والتعامل. استخدم محطات عمل مؤرضة، وأسوار معصم، وحاويات موصلة.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لضمان الحماية أثناء الشحن والتعامل: -التعبئة الأولية:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة (200 إلى 500 قطعة على الأقل لكل كيس). -التعبئة الثانوية:يتم وضع 5 أكياس في صندوق داخلي واحد. -التعبئة الثالثية:يتم تعبئة 10 صناديق داخلية في صندوق رئيسي خارجي واحد. هذه التعبئة متعددة المستويات تحمي من الرطوبة، والكهرباء الساكنة، والأضرار المادية.

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات رئيسية للتتبع والتعريف: -CPN:رقم إنتاج العميل. -P/N:رقم إنتاج الشركة المصنعة (مثل 383-2SYGD/S530-E2). -QTY:كمية التعبئة. -CAT:رتب/صناديق الشدة الضوئية. -HUE:رتب/صناديق الطول الموجي السائد. -REF:رتب/صناديق الجهد الأمامي. -رقم الدفعة:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

كما هو مذكور في ورقة البيانات، هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) مناسب لـ: -أجهزة التلفزيون والشاشات:يستخدم كمؤشرات حالة، أو إضاءة خلفية للأزرار، أو إضاءة زخرفية. -الهواتف:مؤشرات حالة المكالمة، أو أضواء انتظار الرسائل، أو إضاءة خلفية لوحة المفاتيح. -أجهزة الكمبيوتر:مؤشرات التشغيل، أو أضواء نشاط القرص الصلب، أو لمسات زخرفية على الملحقات. سطوعه العالي وأداؤه الموثوق يجعله مثاليًا للإلكترونيات الاستهلاكية حيث يكون العمر الطويل واللون المتسق مهمين.

7.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى القيمة المطلوبة (مثل 20 مللي أمبير). احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (Vsupply - VF) / IF.
• التصميم الحراري:تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على اللوحة المطبوعة (PCB) أو وسائل أخرى لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل قريبًا من الحدود القصوى أو في درجات حرارة بيئية عالية.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية البالغة 25 درجة حزمة ضوئية مركزة. للإضاءة الأوسع، فكر في استخدام عدسة مشتتة أو اختيار صمام ثنائي باعث للضوء (LED) بزاوية رؤية أوسع.
• حماية ESD:في التطبيقات الحساسة، فكر في إضافة صمامات ثنائية لقمع الجهد العابر (TVS) أو حماية أخرى على خطوط الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).

8. المقارنة التقنية والتمييز

على الرغم من عدم تقديم مقارنة مباشرة جنبًا إلى جنب مع منتجات أخرى في ورقة البيانات هذه، إلا أنه يمكن استنتاج ميزات التمييز الرئيسية لهذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED): -تقنية الشريحة:يستخدم AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم)، المعروف بكفاءته العالية في مناطق الطيف الأصفر والبرتقالي والأحمر، مقارنة بـ InGaN المستخدم للأزرق والأخضر.الامتثال البيئي:الامتثال الكامل لمعايير RoHS، وREACH، والخالية من الهالوجين (Br<900 جزء في المليون، Cl<900 جزء في المليون، Br+Cl<1500 جزء في المليون) يمثل ميزة كبيرة للمنتجات التي تستهدف الأسواق العالمية ذات اللوائح الصارمة. -زاوية الرؤية الضيقة:زاوية الـ 25 درجة أضيق من العديد من مصابيح LED القياسية (التي غالبًا ما تكون 30-60 درجة)، مما يوفر إخراج ضوء أكثر توجيهًا مناسبًا لتطبيقات مؤشرات محددة.تعليمات التعامل التفصيلية:تتجاوز الإرشادات الشاملة لللحام، والتخزين، وESD المواصفات الأساسية، مما يشير إلى تركيز التصميم على الموثوقية والقابلية للتصنيع.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س1: ما قيمة المقاومة التي يجب أن أستخدمها مع مصدر طاقة 5 فولت لتشغيل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بتيار 20 مللي أمبير؟ج1: باستخدام VF النموذجي البالغ 2.0 فولت: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. استخدم القيمة القياسية الأقرب (مثل 150Ω أو 160Ω). احسب دائمًا باستخدام أقصى VF (2.4 فولت) لضمان تحديد تيار كافٍ في أسوأ الظروف: R_min = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 أوم.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) عند أقصى تيار مستمر له وهو 25 مللي أمبير؟ج2: نعم، ولكن يجب عليك التأكد من تبديد الحرارة بشكل صحيح. ستكون الشدة الضوئية أعلى مما هي عليه عند 20 مللي أمبير (انظر منحنى الشدة النسبية مقابل التيار)، ولكن الجهد الأمامي سيكون أيضًا أعلى قليلاً، وسيعمل الجهاز بحرارة أعلى. قد يكون التخفيض في التصنيف ضروريًا في درجات الحرارة البيئية العالية.

س3: الطول الموجي السائد هو 573 نانومتر. هل ستكون جميع الوحدات بهذا اللون بالضبط؟ج3: لا. الـ 573 نانومتر هي قيمة نموذجية. هناك تسامح في التصنيع، وغالبًا ما يتم تصنيف مصابيح LED إلى رتب HUE. عدم اليقين في القياس هو ±1.0 نانومتر. للحصول على لون متسق عبر عدة مصابيح LED في منتج واحد، حدد أو اختر وحدات من نفس صندوق HUE.

س4: لماذا مسافة اللحام (3 مم من البصيلة) مهمة جدًا؟ج4: هذا يمنع انتقال الحرارة المفرطة عبر الطرف إلى بصيلة الإيبوكسي أثناء اللحام. يمكن أن تتسبب الحرارة المفرطة في إجهاد حراري، وتشقق الإيبوكسي، وتدهور التثبيت الداخلي للقطعة، أو تغير لون العدسة، مما يقلل من إخراج الضوء.

10. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم لوحة مؤشرات حالة لموجه شبكةيحتاج المصمم إلى عدة مصابيح LED ساطعة وموثوقة للحالة (الطاقة، الإنترنت، Wi-Fi، منافذ LAN) على موجه سيتم استخدامه في بيئات منزلية مختلفة.مبررات الاختيار:تم اختيار هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الأصفر الأخضر اللامع لشدة النموذجية العالية (80 مللي كانديلا)، مما يضمن الرؤية حتى في الغرف المضاءة جيدًا. امتثاله للوائح البيئية إلزامي للسوق العالمية. التوفر على شريط وبكرة يدعم التجميع الآلي للوحات المطبوعة (PCB) بكميات كبيرة.التنفيذ:يتم تشغيل مصابيح LED بتيار 18 مللي أمبير (أقل قليلاً من نقطة الاختبار 20 مللي أمبير للهامش) عبر دبوس GPIO على المتحكم الدقيق الرئيسي مع مقاومة على التوالي. يوفر تخطيط اللوحة المطبوعة (PCB) وسادة تخفيف حراري صغيرة متصلة بمستوى أرضي لتبديد الحرارة. زاوية الرؤية البالغة 25 درجة مثالية حيث يتم تركيب مصابيح LED خلف فتحات صغيرة وواضحة على اللوحة الأمامية للموجه، مما يخلق نقطة ضوء حادة ومشرقة لكل حالة. يتم برمجة ملف تعريف اللحام التفصيلي من ورقة البيانات في معدات التجميع واللحام (pick-and-place) وفرن إعادة التدفق لضمان عملية تصنيع عالية الإنتاجية وموثوقة.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات من النوع p-n. تتكون المنطقة النشطة من طبقات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المضمن في الوصلة (حوالي 2.0 فولت)، يتم حقق الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. هنا، تتحد مرة أخرى، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر المخضر عند حوالي 573-575 نانومتر. يعمل الراتنج المشتت الأخضر المغلف على حماية القطعة شبه الموصلة الدقيقة، وتشكيل نمط الإشعاع إلى زاوية رؤية 25 درجة، وتشتيت الضوء قليلاً لتحسين تجانس الرؤية.

12. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر تكنولوجيا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) في التطور، مع اتجاهات عامة تؤثر على أجهزة مثل هذا: -زيادة الكفاءة:تؤدي التحسينات المستمرة في علوم المواد وتصميم الشرائح إلى كفاءة ضوئية أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي)، مما يسمح إما بمؤشرات أكثر سطوعًا أو استهلاكًا أقل للطاقة. -التصغير:يدفع السعي نحو أجهزة إلكترونية أصغر إلى استخدام مصابيح LED في عبوات أصغر مع الحفاظ على الأداء البصري أو تحسينه. -تعزيز الموثوقية والعمر الافتراضي:تستمر التحسينات في مواد التغليف، وطرق تثبيت القطع، وتكنولوجيا الفوسفور (لمصابيح LED البيضاء) في إطالة العمر التشغيلي والموثوقية تحت الظروف القاسية. -التكامل الذكي:يوجد اتجاه نحو مصابيح LED مزودة بدوائر متكاملة تحكم مدمجة (مثل مصابيح LED القابلة للعنونة RGB)، على الرغم من أنه بالنسبة لمصابيح المؤشرات البسيطة مثل هذه، يظل التركيز على المكونات المنفصلة عالية الأداء وفعالة التكلفة. -معايير بيئية أكثر صرامة:أصبح الامتثال للوائح مثل RoHS وREACH الآن متطلبًا أساسيًا. مواصفات الخالية من الهالوجين المميزة في ورقة البيانات هذه هي جزء من هذا الاتجاه نحو القضاء على المواد الخطرة من سلسلة توريد الإلكترونيات.