ورقة بيانات مصباح LED 333-2SUBC/C470/S400-A6 - أزرق 470 نانومتر - 3.4 فولت - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تشرح هذه الوثيقة المواصفات الفنية لمصباح LED أزرق عالي السطوع. تم تصميم الجهاز للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا وموثوقية عالية. ويتميز بتصميم مضغوط مناسب لعمليات التجميع الآلي.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة من مصابيح LED اختيار زوايا مشاهدة متنوعة، والتوفر على شريط وبكرة للإنتاج الفعال، وتصميم قوي وموثوق. وهي متوافقة مع توجيهات خالية من الرصاص وتوجيهات RoHS، مما يجعلها مناسبة للتصنيع الواعي بيئيًا. تم تصميم المنتج خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب مستويات سطوع أعلى وهو متوفر بألوان وكثافات مختلفة. تشمل تطبيقاته المستهدفة الإلكترونيات الاستهلاكية مثل أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، وملحقات الكمبيوتر العامة.

2. تحليل متعمق للمعايير الفنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية للجهاز.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد الحدود التشغيلية للجهاز تحت ظروف بيئية محددة (Ta=25°C). قد يتسبب تجاوز هذه التقييمات في تلف دائم.

• تيار الأمام المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• تيار الأمام الذروي (IFP):100 مللي أمبير. ينطبق تقييم التيار النبضي هذا تحت دورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يؤدي تطبيق جهد عكسي يتجاوز هذا الحد إلى إتلاف وصلة LED.
• تبديد الطاقة (Pd):110 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260°C لمدة 5 ثوانٍ، تحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروبصرية

يتم قياس هذه المعايير في حالة الاختبار القياسية IF=20mA و Ta=25°C، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 1000 مكد إلى نموذجي 2000 مكد. هذه الشدة العالية هي ميزة رئيسية للرؤية.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):زاوية المشاهدة الكاملة النموذجية عند نصف الشدة هي 10 درجات، مما يشير إلى نمط حزمة ضيقة نسبيًا.
• الطول الموجي الذروي (λp):نموذجيًا 468 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):نموذجيًا 470 نانومتر، يحدد اللون الأزرق المدرك.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):نموذجيًا 20 نانومتر، يشير إلى نقاء الطيف.
• جهد الأمام (VF):نموذجيًا 3.4 فولت، بحد أقصى 4.0 فولت عند 20 مللي أمبير. يجب على المصممين مراعاة انخفاض الجهد هذا في دوائر القيادة الخاصة بهم.
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 50 ميكرو أمبير عند VR=5V.

ملاحظة: يتم توفير حالات عدم اليقين في القياس لجهد الأمام (±0.1V)، وشدة الإضاءة (±10%)، والطول الموجي السائد (±1.0nm)، وهي مهمة للتطبيقات الدقيقة.

3. تحليل منحنيات الأداء

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

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يظهر هذا الرسم البياني توزيع القدرة الطيفية، متمركزًا حول الطول الموجي السائد 470 نانومتر بعرض نطاق نموذجي. يؤكد إخراج الضوء الأزرق أحادي اللون.

3.2 نمط التوجيه

يصور منحنى التوجيه زاوية المشاهدة البالغة 10 درجات، ويوضح كيف تنخفض شدة الضوء مع زيادة الزاوية من المحور المركزي.

3.3 تيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى IV)

هذه العلاقة غير الخطية حاسمة لتصميم السائق. يظهر المنحنى ارتفاع الجهد مع زيادة التيار، مسلطًا الضوء على نقطة التشغيل النموذجية 3.4 فولت عند 20 مللي أمبير.

3.4 الشدة النسبية مقابل تيار الأمام

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد لا يكون خطيًا تمامًا، خاصة عندما يقترب التيار من الحد الأقصى للتقييم. يؤكد على الحاجة إلى قيادة تيار ثابت لسطوع مستقر.

3.5 الاعتماد على درجة الحرارة

يتم توفير رسمين بيانيين رئيسيين:

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح كيف ينخفض إخراج الإضاءة عادةً مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يعد تبديد الحرارة الفعال أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء.

تيار الأمام مقابل درجة الحرارة المحيطة:قد يوضح كيف تتغير خاصية جهد الأمام مع درجة الحرارة، مما يمكن أن يؤثر على استقرار دائرة القيادة.

4. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد العبوة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد. تشير الملاحظات الرئيسية 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. الأبعاد الدقيقة ضرورية لتصميم بصمة PCB وضمان الملاءمة المناسبة داخل التجميع.

4.2 تحديد القطبية

يُشار عادةً إلى الرصاص الكاثودي (السالب) في الرسم البياني للأبعاد، غالبًا عن طريق بقعة مسطحة على العدسة، أو رصاص أقصر، أو علامة محددة على العبوة. اتجاه القطبية الصحيح أثناء التجميع إلزامي.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر حيوي للموثوقية. الإرشادات شاملة.

5.1 تشكيل الرصاص

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• يجب إجراء التشكيل قبل اللحام.
• تجنب إجهاد العبوة؛ يمكن أن تسبب ثقوب PCB غير المحاذاة إجهادًا وتدهورًا.
• قص الرصاص في درجة حرارة الغرفة.

5.2 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية بعد الاستلام. العمر الافتراضي هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على 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 بحد أقصى 300°C (30 واط كحد أقصى)، الوقت بحد أقصى 3 ثوانٍ.

اللحام بالموجة/الغمس:التسخين المسبق بحد أقصى 100°C (60 ثانية كحد أقصى)، حمام اللحام بحد أقصى 260°C لمدة 5 ثوانٍ.

يتم توفير رسم بياني موصى به لملف درجة حرارة اللحام، يوضح العلاقة الزمنية-درجة الحرارة لإعادة التدفق. النقاط الرئيسية: تجنب الإجهاد على الرصاص في درجة حرارة عالية، لا تلحم أكثر من مرة واحدة، احمِ LED من الصدمة أثناء التبريد، وتجنب 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. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا تم التأهيل المسبق، حيث يمكن أن يسبب تلفًا.

5.5 إدارة الحرارة

يجب مراعاة إدارة الحرارة خلال مرحلة تصميم التطبيق. تقلل درجة حرارة الوصلة المفرطة من إخراج الضوء وعمر التشغيل. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على البيئة الحرارية للتطبيق النهائي.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة للحماية من ESD. التسلسل الهرمي للتعبئة هو: 200-500 قطعة لكل كيس، 5 أكياس لكل صندوق داخلي، و10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي (خارجي).

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على عدة رموز:

- CPN: رقم إنتاج العميل

- P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 333-2SUBC/C470/S400-A6)

- QTY: الكمية

- CAT: الرتب/التصنيف

- HUE: الطول الموجي السائد

- REF: المرجع

- LOT No: رقم الدفعة القابل للتتبع

6.3 تفكيك رقم الموديل

من المحتمل أن يرمز رقم الجزء 333-2SUBC/C470/S400-A6 إلى نمط العبوة (333)، عدد/تكوين الرصاص (2SUBC)، الطول الموجي السائد (C470)، تصنيف شدة الإضاءة (S400)، وربما رمز مراجعة أو متغير (A6).

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED الأزرق عالي السطوع مثالي لمؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية للشاشات الصغيرة، وإضاءة اللوحات، والإضاءة الزخرفية في الإلكترونيات الاستهلاكية مثل أجهزة التلفزيون، والشاشات، والهواتف حيث تكون هناك حاجة لإشارة زرقاء حية.

7.2 تصميم الدائرة

استخدم دائمًا مقاومًا محددًا للتيار على التوالي أو سائق LED ثابت التيار مخصص. احسب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد (Vs)، وجهد الأمام النموذجي لـ LED (Vf ≈ 3.4V)، وتيار التشغيل المطلوب (مثال: 20mA): R = (Vs - Vf) / If. تأكد من أن تصنيف قدرة المقاوم كافٍ.

7.3 تخطيط PCB

اتبع البصمة الموصى بها من الرسم البياني للأبعاد. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من أقصى تيار.

8. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED المؤشر القياسية، فإن المميز الرئيسي لهذا الجهاز هو شدة إضاءته العالية (حتى 2000 مكد)، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات حيث تكون الرؤية تحت ضوء محيط ساطع أمرًا بالغ الأهمية. تركز زاوية المشاهدة الضيقة البالغة 10 درجات الضوء في حزمة أكثر توجيهًا مقارنة بمصابيح LED ذات الزوايا الأوسع، وهو أمر مفيد لبعض التصميمات البصرية.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 25 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 25 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتقييم المستمر. لتحسين طول العمر والموثوقية، يوصى بالتشغيل عند أو أقل من 20 مللي أمبير النموذجية.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي هو حيث يكون الإخراج الطيفي في أعلى مستوياته. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون. غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين.

س: ما مدى أهمية مسافة 3 مم لللحام؟

ج: مهمة جدًا. يمكن أن ينقل اللحام الأقرب حرارة مفرطة إلى لمبة الإيبوكسي، مما قد يتسبب في إجهاد داخلي، أو تشقق، أو تدهور للمادة البصرية ورقاقة أشباه الموصلات.

10. مثال عملي لحالة الاستخدام

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لموجه شبكة.

يجب أن يكون LED مرئيًا من جميع أنحاء الغرفة. يختار المصمم هذا LED لسطوعه العالي. يصممون دائرة قيادة باستخدام مصدر طاقة 5 فولت. باستخدام قانون أوم مع Vf=3.4V و If=20mA، يحسبون مقاومًا على التوالي بقيمة (5V - 3.4V) / 0.02A = 80 أوم. يتم اختيار مقاوم قياسي 82 أوم، 1/8 واط. يتضمن تخطيط PCB البصمة الدقيقة، وأثناء التجميع، يتم ضبط معلمات اللحام بالموجة بدقة على 260°C الموصى بها لمدة 5 ثوانٍ، مما يضمن أن تكون نقطة اللحام >3 مم من جسم LED.

11. مبدأ التشغيل

هذا هو ثنائي باعث للضوء أشباه الموصلات (LED). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة (المكونة من مادة InGaN للضوء الأزرق). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد البالغ 470 نانومتر (أزرق) بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات InGaN المستخدمة في الرقاقة.

12. اتجاهات الصناعة

تواصل صناعة LED التركيز على زيادة الفعالية الضوئية (لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وتعزيز الموثوقية. تتطور تقنيات التعبئة للسماح بكثافة طاقة أعلى وإدارة حرارية أفضل. هناك أيضًا اتجاه نحو التصغير مع الحفاظ على إخراج الضوء أو زيادته، كما هو الحال في عبوات SMD المتقدمة. يضمن السعي نحو كفاءة الطاقة في جميع الأجهزة الإلكترونية بقاء LED التكنولوجيا المهيمنة للمؤشرات والإضاءة.