ورقة بيانات مصباح LED 333-2UYC/S 530-A3 - أصفر لامع - 20mA - 2.0V - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات الفنية لمصباح LED عالي السطوع مصمم لتطبيقات إلكترونية متنوعة. يستخدم الجهاز تقنية شريحة AlGaInP لإنتاج إخراج ضوئي أصفر لامع. يتميز بالموثوقية والمتانة والامتثال للمعايير البيئية مثل خلوّه من الرصاص وامتثاله لتوجيهات RoHS.

1.1 المزايا الأساسية

• اختيار من زوايا مشاهدة متنوعة لمرونة في التصميم.
• متوفر على شريط وبكرة (Tape and Reel) لعمليات التجميع الآلي.
• موثوقية عالية وبناء متين مناسب للتطبيقات المتطلبة.
• خالٍ من الرصاص ومتوافق مع RoHS، ملتزم باللوائح البيئية.
• مُصمم خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب مستويات سطوع أعلى.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا LED أسواق الإلكترونيات الاستهلاكية وإضاءة خلفية الشاشات. تشمل التطبيقات النموذجية:

• أجهزة التلفزيون
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• ملحقات ومؤشرات الكمبيوتر العامة

2. تعمق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يسرد الجدول التالي حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C وتيار أمامي (IF) قدره 20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تحدد الأداء النموذجي للجهاز.

ملاحظات القياس:

• عدم اليقين في الجهد الأمامي: ±0.1V
• عدم اليقين في شدة الإضاءة: ±10%
• عدم اليقين في الطول الموجي السائد: ±1.0nm

2.3 الخصائص الحرارية

على الرغم من عدم تقديم قيم محددة للمقاومة الحرارية في ورقة البيانات، إلا أن الحدود القصوى المطلقة لتبديد الطاقة (60mW) ودرجة حرارة التشغيل (-40°C إلى +85°C) تعتبر بالغة الأهمية للإدارة الحرارية. سيؤدي تجاوز تصنيف Pd إلى ارتفاع درجة حرارة التقاطع وفشل محتمل. يجب على المصممين ضمان وجود تبريد حراري كافٍ أو تخفيض تصنيف التيار في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى توفر LED بألوان وشدة مختلفة، مما يعني وجود هيكل تصنيف. بينما لم يتم تفصيل رموز التصنيف المحددة لهذا الطراز، فإن معلمات التصنيف النموذجية لمثل هذه الثنائيات تشمل:

• الطول الموجي السائد (HUE):تحدد ورقة البيانات طولًا موجيًا سائدًا نموذجيًا يبلغ 589nm. سيؤدي التباين في الإنتاج إلى إنشاء فئات تصنيف حول هذه القيمة المركزية (مثل 587-591nm).
• شدة الإضاءة (CAT أو الرتب):شدة الإضاءة لها حد أدنى 630mcd ونموذجي 1250mcd. من المحتمل فرز الأجهزة إلى فئات شدة (مثل 630-800mcd، 800-1000mcd، 1000-1250+mcd) لضمان الاتساق داخل التطبيق.
• الجهد الأمامي:مع نطاق يتراوح من 1.7V إلى 2.4V (نموذجي 2.0V)، قد يتم تصنيف الثنائيات حسب الجهد الأمامي لمطابقة متطلبات السائق أو لموازنة التيار في المصفوفات المتوازية.

يشير قسم شرح الملصق إلى CAT (الرتب) و HUE (الطول الموجي السائد)، مما يؤكد أن هذه هي معلمات التصنيف الرئيسية للطلب.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات خصائص نموذجية ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية. بالنسبة لهذا LED الأصفر اللامع، يكون الطول الموجي الذروي (λp) نموذجيًا 591nm، ويحتوي الطيف على عرض نطاق ضيق (Δλ) يبلغ حوالي 15nm، مما يشير إلى لون أصفر مشبع.

4.2 نمط التوجيهية

يوضح منحنى التوجيهية التوزيع المكاني للضوء. مع زاوية مشاهدة نموذجية (2θ1/2) تبلغ 10 درجات، هذا LED ذو زاوية ضيقة جدًا، يتركز الضوء في حزمة ضيقة. هذا مناسب للتطبيقات التي تتطلب بقعة ضوء مركزة أو إشارة لمسافات طويلة.

4.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يُظهر هذا الرسم البياني العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي (VF) والتيار الأمامي (IF). الجهد الأمامي النموذجي هو 2.0V عند 20mA. يستخدم المصممون هذا المنحنى لاختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة أو إعدادات سائق التيار الثابت.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى كيف يزداد إخراج الضوء (الشدة النسبية) مع زيادة التيار الأمامي. يكون خطيًا بشكل عام ضمن نطاق التشغيل الموصى به ولكنه سيشبع عند التيارات الأعلى. من الضروري تحديد تيار القيادة المطلوب لتحقيق مستوى السطوع المطلوب.

4.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر هذا المنحنى أن الناتج الضوئي لـ LED يتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (وبالتالي درجة حرارة التقاطع). يجب أخذ هذا التخفيض الحراري في الاعتبار في التصميمات التي تعمل في درجات حرارة عالية.

التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:من المحتمل أن يوضح هذا المنحنى العلاقة لشرط جهد أو طاقة ثابت، ويظهر كيف يتغير التيار مع درجة الحرارة بسبب معامل درجة الحرارة السالب لجهد الثنائي الأمامي.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 رسم أبعاد العبوة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا مفصلاً بأبعاد عبوة LED. تشمل الأبعاد الرئيسية الحجم الكلي للجسم، وتباعد الأطراف، وأبعاد عدسة الإيبوكسي. ملاحظات حرجة من الرسم:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (mm).
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5mm (0.059\").
• التحمل الافتراضي للأبعاد غير المحددة هو ±0.25mm.

هذا الرسم ضروري لتصميم بصمة PCB، مما يضمن التركيب والمحاذاة المناسبين أثناء التجميع.

5.2 تحديد القطبية

يتم تحديد الكاثود عادةً بواسطة جانب مسطح على عدسة LED، أو طرف أقصر، أو علامة على العبوة. يجب تصميم بصمة PCB لمطابقة هذه القطبية لمنع الاتصال العكسي، مما قد يتلف LED إذا تجاوز الجهد العكسي 5V.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على أداء وموثوقية LED.

6.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد 3mm على الأقل عن قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بإجراء تشكيل الأطرافقبل soldering.
• تجنب إجهاد عبوة LED أثناء التشكيل لمنع التلف الداخلي أو الكسر.
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

6.2 ظروف التخزين

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

6.3 معاملات اللحام

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

ملاحظات إضافية لللحام:

• تجنب إجهاد الأطراف أثناء اللحام بدرجات حرارة عالية.
• لا تقم بلحام (غمس أو يدوي) أكثر من مرة واحدة.
• احمِ LED من الصدمات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
• استخدم أقل درجة حرارة ممكنة تحقق وصلة لحام موثوقة.

6.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• جفف في درجة حرارة الغرفة قبل الاستخدام.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية. إذا كان مطلوبًا تمامًا، فقم بتأهيل العملية مسبقًا لضمان عدم حدوث تلف.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة الثنائيات لمنع تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) وتلف الرطوبة:

• التعبئة الأولية:كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الداخلية:كرتون يحتوي على عدة أكياس.
• التعبئة الخارجية:كرتون الشحن الرئيسي.

7.2 كمية التعبئة

• الحد الأدنى 200 إلى 500 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
• 5 أكياس لكل كرتونة داخلية.
• 10 كراتين داخلية لكل كرتونة خارجية.

7.3 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات رئيسية للتتبع والتعريف:

• CPN:رقم إنتاج العميل
• P/N:رقم الإنتاج (رقم القطعة)
• QTY:كمية التعبئة
• CAT:الرتب (تصنيف الشدة/الأداء)
• HUE:الطول الموجي السائد (تصنيف اللون)
• REF:مرجع
• LOT No:رقم الدفعة للتتبع

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• مؤشرات الحالة:يجعل سطوعه العالي وحزمته المركزة منه مثاليًا لمؤشرات الطاقة، أو التنبيه، أو الحالة في الإلكترونيات الاستهلاكية (التلفزيونات، الشاشات، الهواتف).
• الإضاءة الخلفية:يمكن استخدامه للإضاءة الخلفية الموضعية لشاشات LCD الصغيرة، أو الأيقونات، أو لوحات المفاتيح.
• مؤشرات تركيب اللوحة:مناسب لمؤشرات اللوحة الأمامية حيث تكون هناك حاجة لإشارة صفراء ساطعة ومميزة.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو سائق تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى قيمة آمنة (≤25mA مستمر). احسب قيمة المقاومة باستخدام الجهد الأمامي النموذجي (VF=2.0V) وجهد التغذية: R = (Vsupply - VF) / IF.
• الإدارة الحرارية:في درجات الحرارة المحيطة العالية أو المساحات المغلقة، فكر في تخفيض تصنيف تيار التشغيل لمنع ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض التدفق الضوئي المبكر.
• التصميم البصري:زاوية المشاهدة البالغة 10 درجات تخلق حزمة ضيقة. للإضاءة الأوسع، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (موزعات، عدسات).
• حماية ESD:على الرغم من عدم ذكرها صراحةً على أنها حساسة، إلا أنه يوصى باتخاذ احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

9. المقارنة التقنية والتمييز

على الرغم من عدم تقديم مقارنة مباشرة مع أرقام قطع أخرى، فإن ميزات التمييز الرئيسية لهذا LED بناءً على ورقة بياناته هي:

• زاوية مشاهدة ضيقة جدًا (10°):مقارنةً بـ LED القياسي بزوايا مشاهدة 30-60 درجة، يقدم هذا الجهاز تركيزًا متفوقًا للحزمة، مثالي لتطبيقات الضوء الموجه.
• تقنية شريحة AlGaInP:يُعرف نظام المواد هذا بكفاءته العالية في مناطق اللون الأحمر والبرتقالي والعنبر والأصفر، وغالبًا ما يوفر سطوعًا أعلى وتشبع لوني أفضل من التقنيات القديمة.
• شدة إضاءة نموذجية عالية (1250mcd @ 20mA):يوفر سطوعًا عاليًا عند تيار قيادة قياسي، مما قد يقلل من عدد الثنائيات المطلوبة لمتطلبات إخراج ضوئي معينة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 ما المقاومة التي أحتاجها لتغذية 5V؟

باستخدام قانون أوم والجهد الأمامي النموذجي (VF=2.0V) عند التيار المطلوب (مثلاً 20mA):

R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم.

أقرب قيمة قياسية هي 150Ω. يجب أن يكون تصنيف قدرة المقاومة على الأقل P = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W، لذا فإن مقاومة 1/8W (0.125W) أو 1/4W مناسبة.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بجهد 3.3V؟

نعم. الجهد الأمامي (1.7V إلى 2.4V) أقل بكثير من 3.3V. ستحتاج إلى مقاومة تحديد تيار. على سبيل المثال، للتشغيل عند 20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 أوم. ستؤدي مقاومة قياسية 68Ω إلى تيار أقل قليلاً (~19.1mA).

10.3 لماذا تُعطى شدة الإضاءة كنطاق (الحد الأدنى 630mcd، النموذجي 1250mcd)؟

يعكس هذا الاختلافات الطبيعية في التصنيع. يتم فرز الثنائيات إلى فئات (CAT/الرتب) بناءً على الإخراج المقاس. لسطوع متسق في التطبيق، حدد أو اطلب ثنائيات من فئة شدة محددة.

10.4 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (591nm) والطول الموجي السائد (589nm)؟

الطول الموجي الذروي (λp)هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة.

الطول الموجي السائد (λd)هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يطابق اللون المُدرك لضوء LED بشكل أقرب. غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين، خاصةً للمصادر غير أحادية اللون. λd أكثر صلة بتحديد اللون.

11. مثال عملي لاستخدام

السيناريو: تصميم مؤشر طاقة عالي الوضوح لموجه شبكة (Router).

1. المتطلبات:ضوء أصفر ساطع وجذاب للانتباه مرئي من جميع أنحاء الغرفة للإشارة إلى حالة \"التشغيل\".
2. مبررات الاختيار:اللون الأصفر اللامع والشدة العالية (حتى 1250mcd) تلبي متطلبات الوضوح. زاوية المشاهدة الضيقة 10° مقبولة حيث أن المؤشر مخصص للمشاهدة من اتجاه أمامي عام.
3. تصميم الدائرة:مصدر الطاقة المنطقي الداخلي للموجه هو 3.3V. باستخدام الجهد الأمامي النموذجي 2.0V واستهداف 15mA لطول العمر وتقليل الحرارة: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7Ω. تم اختيار مقاومة قياسية 82Ω، مما يؤدي إلى تيار ~15.9mA.
4. تخطيط PCB:تم تصميم البصمة وفقًا لرسم أبعاد العبوة. تم الحفاظ على منطقة خالية من المكونات بمسافة 3mm حول أطراف LED لللحام. يتم وضع LED بالقرب من اللوحة الأمامية بفتحة صغيرة.
5. التجميع:يتم لحام الثنائيات يدويًا باستخدام مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة عند 280°C لأقل من ثانيتين لكل طرف، مع التأكد من اتباع قاعدة المسافة 3mm.

12. مقدمة عن مبدأ التقنية

يعتمد هذا LED علىتقنية أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة. يؤدي إعادة اتحادها إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. بالنسبة لهذا الجهاز، يتم ضبط السبيكة لإنتاج فوتونات في المنطقة الصفراء من الطيف (~589-591nm). تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتعمل كعدسة أولية لتشكيل إخراج الضوء (مما يؤدي إلى الحزمة 10°)، وتعزيز كفاءة استخراج الضوء.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

تستمر صناعة LED في التطور، حتى لمصابيح المؤشر القياسية. تشمل الاتجاهات ذات الصلة:

• زيادة الكفاءة:تؤدي التحسينات المستمرة في المواد والعمليات إلى كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي)، مما يسمح باستهلاك طاقة أقل أو سطوع أعلى من نفس الشكل.
• التصغير:هناك دفع مستمر نحو أحجام عبوات أصغر (مثل 0402، 0201 LED شريحة) مع الحفاظ على الأداء البصري أو تحسينه، مما يتيح تصميمات إلكترونية أكثر كثافة وإحكاما.
• تحسين الموثوقية:تؤدي التحسينات في مواد التغليف (الإيبوكسي، السيليكون) إلى مقاومة أفضل للدورات الحرارية، والرطوبة، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، مما يطيل العمر التشغيلي.
• الحلول المتكاملة:اتجاه نحو ثنائيات ذات مقاومات تحديد تيار مدمجة أو سائق IC يبسط تصميم الدائرة ويقلل عدد المكونات على PCB.
• اتساق اللون:تسمح التطورات في التصنيف والتحكم في العمليات بتحملات أضيق للطول الموجي السائد وشدة الإضاءة، مما يوفر مظهرًا أكثر تجانسًا في تطبيقات LED المتعددة.