ورقة بيانات مصباح LED 494-10SYGT/S530-E2 - أصفر أخضر لامع - 20 مكد - 2.0 فولت - 60 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات الفنية لمصباح LED عالي السطوع بلون أصفر أخضر لامع. تم تصميم الجهاز باستخدام تقنية شريحة AlGaInP، ومغلف براتنج أخضر شفاف، وهو مخصص للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موثوقة وقوية مع إخراج لون مميز.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

يقدم LED عدة ميزات رئيسية تجعله مناسبًا للتصميمات الإلكترونية الحديثة. وهو متوفر بزوايا مشاهدة مختلفة وخيارات تغليف مثل الشريط والبكرة للتجميع الآلي. المنتج متوافق مع اللوائح البيئية، حيث أنه خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع RoHS، ومتوافق مع EU REACH، وخالٍ من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، الكلور <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون). تشمل تطبيقاته الأساسية الإضاءة الخلفية ووظائف المؤشر في الإلكترونيات الاستهلاكية مثل أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، ومعدات الحوسبة العامة.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

يقدم هذا القسم تفاصيل الحدود التشغيلية الحرجة وخصائص الأداء لـ LED تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C).

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب ألا يتجاوز التيار الأمامي المستمر (I_F) 25 مللي أمبير. للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة (I_FP) بقيمة 60 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز. أقصى جهد عكسي (V_R) هو 5 فولت. يمكن للجهاز تبديد طاقة تصل إلى 60 ميغاواط. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40°C إلى +85°C، بينما يمكن التخزين من -40°C إلى +100°C. تحمل درجة حرارة اللحام هو 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي عند التشغيل ضمن الظروف الموصى بها. عند تيار أمامي قدره 20 مللي أمبير، تكون شدة الإضاءة (I_v) نموذجيًا 20 مكد، بحد أدنى 10 مكد. زاوية المشاهدة (2θ_1/2) هي نموذجيًا 100 درجة. الطول الموجي الذروة (λ_p) هو نموذجيًا 575 نانومتر، والطول الموجي السائد (λ_d) هو نموذجيًا 573 نانومتر، مما يحدد لونه الأصفر الأخضر اللامع. عرض النطاق الطيفي (Δλ) هو نموذجيًا 20 نانومتر. الجهد الأمامي (V_F) يقيس نموذجيًا 2.0 فولت، يتراوح من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير. التيار العكسي (I_R) هو بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند 5 فولت. تمت ملاحظة حالات عدم اليقين في القياس للجهد الأمامي (±0.1V)، وشدة الإضاءة (±10%)، والطول الموجي السائد (±1.0nm).

2.3 الخصائص الحرارية

على الرغم من عدم تقديمها كجدول منفصل، إلا أن إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية. تصنيف تبديد الطاقة البالغ 60 ميغاواط ونطاق درجة حرارة التشغيل يرتبطان مباشرة بالأداء الحراري للجهاز. من الضروري وجود غطاء حراري مناسب أو تخفيض تصنيف التيار عند التشغيل بالقرب من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة مرتفعة لضمان طول العمر والحفاظ على الأداء البصري.

3. تحليل منحنى الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة تمثيلات بيانية لسلوك LED تحت ظروف متغيرة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يوضح هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، ويظهر الانبعاث المتمركز حول الذروة 575 نانومتر مع عرض نطاق محدد، مما يؤكد نقطة اللون الأصفر المخضر.

3.2 نمط التوجيه

يصور هذا الرسم البياني القطبي التوزيع المكاني للضوء، بما يتوافق مع زاوية المشاهدة 100 درجة، ويظهر كيف تنخفض الشدة من المحور المركزي.

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

يظهر هذا المنحنى الأساسي العلاقة الأسية بين التيار والجهد، وهو أمر ضروري لتصميم دائرة تحديد التيار الصحيحة. V_Fالنموذجي البالغ 2.0V عند 20mA هو معلمة تصميم رئيسية.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني كيف يزداد إخراج الضوء مع تيار القيادة. يكون عادةً دون خطي عند التيارات الأعلى بسبب انخفاض الكفاءة والتأثيرات الحرارية، مما يطلع على قرارات تيار القيادة الأمثل للسطوع المطلوب.

3.5 الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

يظهر هذا المنحنى معامل درجة الحرارة السالب لإخراج الضوء. مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، تنخفض شدة الإضاءة بشكل عام، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات ذات التغيرات الواسعة في درجة الحرارة.

3.6 التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة

غالبًا ما يرتبط بتخفيض التصنيف، قد يشير هذا الرسم البياني إلى كيفية تقليل أقصى تيار أمامي مسموح به مع زيادة درجة الحرارة المحيطة للبقاء ضمن حدود تبديد الطاقة.

4. المعلومات الميكانيكية والتغليف

4.1 أبعاد العبوة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا ميكانيكيًا مفصلاً لعبوة LED. تشمل الأبعاد الرئيسية الطول الإجمالي، والعرض، والارتفاع للمكون، وتباعد الأطراف، وحجم وموضع عدسة الإيبوكسي. تشير الملاحظات إلى أن جميع الأبعاد بالمليمترات، ويجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم، والتسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. هذه المعلومات حيوية لتصميم بصمة PCB وضمان الملاءمة المناسبة داخل التجميع.

4.2 تحديد القطبية

يتم تحديد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة محددة على جسم العبوة كما هو موضح في مخطط الأبعاد. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التثبيت.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم ضروري لمنع التلف وضمان الموثوقية.

5.1 تشكيل الأطراف

إذا لزم الأمر، يجب ثني الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة لمبة الإيبوكسي. يجب إجراء التشكيل قبل اللحام في درجة حرارة الغرفة لتجنب إجهاد العبوة أو الأطراف، مما قد يسبب كسرًا أو تدهورًا في الأداء. يجب أن تتماشى فتحات PCB بدقة مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 التخزين

يجب تخزين مصابيح LED عند 30°C أو أقل ورطوبة نسبية 70% أو أقل. العمر الافتراضي للتخزين الموصى به بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين الأطول 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

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم بين نقطة اللحام و لمبة الإيبوكسي. الظروف الموصى بها هي:
اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة بحد أقصى 300°C (30W كحد أقصى)، وقت اللحام بحد أقصى 3 ثوانٍ.
اللحام بالموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق بحد أقصى 100°C (60 ثانية كحد أقصى)، درجة حرارة حمام اللحام بحد أقصى 260°C لمدة 5 ثوانٍ.
يتم توفير رسم بياني موصى به لملف درجة حرارة اللحام، يظهر عادةً مرحلة التسخين، والتسخين المسبق، وإعادة التدفق، والتبريد. لا ينبغي إجراء اللحام بالغمس أو اليدوي أكثر من مرة. تجنب الإجهاد على الأطراف في درجات الحرارة العالية. بعد اللحام، قم بحماية LED من الصدمات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة. لا تستخدم عمليات التبريد السريع.

5.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة، ثم جفف بالهواء. لا يوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف LED. إذا كان مطلوبًا تمامًا، فالتأهيل المسبق ضروري لتحديد مستويات الطاقة الآمنة والمدة.

5.5 إدارة الحرارة

يجب مراعاة الإدارة الحرارية خلال مرحلة تصميم التطبيق. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة، بالرجوع إلى منحنى تخفيض التصنيف (المضمن في الرسوم البيانية للأداء) لمنع تجاوز أقصى درجة حرارة تقاطع وضمان الموثوقية طويلة المدى.

6. معلومات التغليف والطلب

6.1 مواصفات التغليف

يتم تغليف مصابيح LED لمنع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وتلف الرطوبة. يتم وضعها في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة. ثم يتم تعبئة هذه الأكياس في صناديق داخلية، والتي توضع لاحقًا في صناديق خارجية للشحن.

6.2 كمية التعبئة وشرح الملصق

كميات التعبئة القياسية هي 200-1000 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة، و 4 أكياس لكل صندوق داخلي، و 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي. تتضمن الملصقات على العبوة رموزًا لـ: رقم إنتاج العميل (CPN)، ورقم الإنتاج (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، والرتب (CAT، على الأرجح لشدة الإضاءة أو فرز الطول الموجي)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF)، ورقم الدفعة (LOT No).

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب بشكل مثالي لمؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية للشاشات الصغيرة، وإضاءة اللوحات في الإلكترونيات الاستهلاكية مثل أجهزة التلفزيون، والشاشات، والهواتف، وأجهزة الكمبيوتر حيث يكون مطلوبًا إشارة صفراء خضراء مميزة.

7.2 اعتبارات التصميم

تصميم الدائرة:استخدم دائمًا مقاومة تحديد تيار على التوالي. احسب قيمة المقاومة بناءً على جهد الإمداد (V_CC)، والجهد الأمامي النموذجي (V_F~2.0V)، والتيار الأمامي المطلوب (I_F، لا يتجاوز 25mA مستمر). الصيغة: R = (V_CC- V_F) / I_F.
تخطيط PCB:اتبع البصمة الموصى بها من أبعاد العبوة. تأكد من أن علامة القطبية على PCB تطابق كاثود LED.
التصميم الحراري:للتشغيل المستمر عند أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار، ضع في اعتبارك قدرة PCB على العمل كغطاء حراري. يمكن أن يساعد استخدام مسارات نحاسية أوسع متصلة بوسادات LED في تبديد الحرارة.
التصميم البصري:توفر زاوية المشاهدة 100 درجة حزمة واسعة. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، قد تكون هناك حاجة إلى عدسات خارجية أو عواكس.

8. المقارنة التقنية والتمييز

على الرغم من عدم تقديم مقارنة مباشرة مع أرقام أجزاء أخرى في ورقة البيانات الفردية هذه، إلا أنه يمكن استنتاج عوامل التمييز الرئيسية لهذا LED:
تقنية الشريحة:يعد استخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP معيارًا لمصابيح LED الصفراء والعنبرية عالية الكفاءة، مما يوفر سطوعًا ونقاء لون جيدين.
الامتثال البيئي:الامتثال الكامل لمعايير RoHS و REACH والخالية من الهالوجين يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.
العبوة:تقدم عبوة المصباح القياسية سهولة في التعامل واللحام لتطبيقات الثقب المار، على الرغم من أن الوثيقة تذكر أيضًا التوفر على شريط وبكرة، مما يشير إلى متغيرات SMD أو توافق التجميع الآلي.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س1: ما المقاومة التي أحتاجها لإمداد 5 فولت؟
ج1: استهداف تيار قيادة آمن 20mA مع V_Fنموذجي 2.0V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. استخدم القيمة القياسية الأقرب (مثل 150Ω أو 160Ω) وتحقق من تصنيف قدرة المقاوم (P = I²R = 0.06W، لذا مقاومة 1/8W أو 1/4W جيدة).

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED بجهد 3.3 فولت؟
ج2: نعم. باستخدام نفس الحساب: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω. ستؤدي المقاومة القياسية 68Ω إلى تيار أقل قليلاً (~19.1mA)، وهو مقبول.

س3: ما مدى سطوع 20 مكد؟
ج3: 20 ملي كانديلا هي سطوع معتدل مناسب لتطبيقات المؤشرات الداخلية حيث سيتم مشاهدتها من مسافة قصيرة. وهي مرئية بوضوح في ظروف الإضاءة العادية للغرفة.

س4: ماذا يعني \"أصفر أخضر لامع\"؟
ج4: هذا اسم وصفي للون المحدد بطوله الموجي السائد البالغ حوالي 573 نانومتر. يقع بين الأخضر النقي (~525 نانومتر) والأصفر النقي (~590 نانومتر) على الطيف.

س5: هل مطلوب غطاء حراري؟
ج5: للتشغيل المستمر عند الحد الأقصى المطلق للتيار 25mA في درجة حرارة محيطة عالية، فإن الاعتبارات الحرارية مهمة. للاستخدام النموذجي عند 20mA في درجة حرارة الغرفة، تكون مسارات PCB عادةً كافية. راجع منحنيات تخفيض التصنيف للتشغيل في درجات الحرارة العالية.

10. مثال حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم مؤشر تشغيل لكمبيوتر مكتبي.
التنفيذ:يتم وضع LED على اللوحة الأمامية. يتم توصيله على التوالي مع مقاومة تحديد تيار 180Ω إلى خط الطاقة الاحتياطي 5V للوحة الأم. عندما يتم توصيل الكمبيوتر بالكهرباء (حتى إذا كان مغلقًا)، يكون خط 5VSB نشطًا، مما يضيء LED بحوالي 16.7mA ((5V-2.0V)/180Ω)، مما يوفر إشارة \"جاهز\" واضحة. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة الرؤية من زوايا مختلفة. استهلاك الطاقة المنخفض (~50mW لـ LED+المقاومة) لا يكاد يذكر. الامتثال لمعايير الخالية من الهالوجين و RoHS يلبي المعايير البيئية المطلوبة لتصنيع الكمبيوتر.

11. مقدمة مبدأ التشغيل

يعمل هذا LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في ديود أشباه الموصلات. المنطقة النشطة مكونة من أشباه موصلات مركبة من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والثقوب من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. عندما تتحد حاملات الشحن هذه، 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، حوالي 573-575 نانومتر للأصفر المخضر. تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتعمل كعدسة لتشكيل حزمة إخراج الضوء (زاوية مشاهدة 100 درجة)، وتعزز كفاءة استخراج الضوء.

12. اتجاهات التكنولوجيا (منظور موضوعي)

تستمر صناعة LED في التطور. بينما هذه عبوة مصباح قياسية للثقب المار، فإن الاتجاهات الأوسع التي تؤثر على هذه المكونات تشمل:
زيادة الكفاءة:يهدف البحث المستمر في علوم المواد إلى تحسين الكفاءة الكمية الداخلية (IQE) وكفاءة استخراج الضوء (LEE) لمصابيح LED من AlGaInP، مما قد يؤدي إلى سطوع أعلى عند نفس التيار أو نفس السطوع بقدرة أقل.
التصغير:هناك تحول عام في السوق نحو عبوات أجهزة التركيب السطحي (SMD) (مثل 0603، 0402) للمؤشرات بسبب بصمتها الأصغر وتوافقها مع تجميع الالتقاط والوضع الآلي، على الرغم من أن عبوات الثقب المار تظل ذات صلة للنماذج الأولية والإصلاح وبعض التطبيقات القوية.
اتساق اللون:تسمح التطورات في النمو الطبقي وعمليات الفرز بتحكم أكثر إحكامًا في الطول الموجي السائد وشدة الإضاءة، مما يوفر لونًا وسطوعًا أكثر اتساقًا من جهاز إلى آخر داخل دفعة إنتاج.
الموثوقية والعمر الافتراضي:تستمر التحسينات في مواد التغليف (الإيبوكسي، السيليكون) وتقنيات تثبيت القالب في تعزيز الموثوقية طويلة المدى وصيانة لومن لمصابيح LED، خاصة تحت ظروف التشغيل في درجات الحرارة العالية.