ورقة بيانات مصباح LED 333-2SUGC/S400-A5 - أخضر ساطع - 3.4 فولت - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED أخضر ساطع عالي السطوع. تم تصميم الجهاز للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا وموثوقية عالية. يتميز بتغليف راتنجي شفاف تمامًا يعزز استخراج الضوء ويوفر لونًا أخضر ساطعًا وواضحًا. المنتج متوافق مع توجيهات RoHS ومتوفر بتغليف مناسب لعمليات التجميع الآلي.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

يقدم LED عدة مزايا رئيسية لمهندسي التصميم:

• شدة إضاءة عالية:يوفر قيم شدة إضاءة نموذجية تتراوح من 4000 إلى 8000 ملي كانديلا (mcd) عند تيار تشغيل قياسي قدره 20mA، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية التي تتطلب وضوحًا عاليًا.
• زاوية رؤية ضيقة:يتميز بزاوية رؤية نموذجية (2θ1/2) تبلغ 10 درجات، مما يوفر حزمة ضوئية مركزة مثالية للإضاءة الموجهة أو مؤشرات الحالة.
• خيارات التغليف:متوفر على شريط وبكرة، مما يسهل التصنيع بكفاءة باستخدام تقنية الالتقاط والوضع.
• بناء قوي:مصمم للتشغيل الموثوق بهيكل أطراف توصيل قوي وتغليف متين.
• الامتثال البيئي:المنتج خالٍ من الرصاص (Pb-free) ويظل ضمن مواصفات RoHS المتوافقة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا LED الإلكترونيات الاستهلاكية وتطبيقات العرض حيث تكون المؤشرات الساطعة والموثوقة ضرورية. تشمل التطبيقات النموذجية:

• مؤشرات الحالة لأجهزة التلفزيون والشاشات.
• الإضاءة الخلفية أو أضواء المؤشر للهواتف وأجهزة الاتصالات.
• أضواء المؤشر على ملحقات الكمبيوتر والمكونات الداخلية.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تيار الأمام المستمر (I_F):25 مللي أمبير - أقصى تيار مستمر يمكن أن يتدفق باستمرار عبر LED.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):150 فولت (نموذج جسم الإنسان) - يشير إلى حساسية الجهاز للكهرباء الساكنة؛ من الضروري اتخاذ احتياطات التعامل المناسبة مع ESD.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت - أقصى جهد يمكن تطبيقه في الاتجاه العكسي.
• تبديد الطاقة (P_d):110 ملي واط - أقصى طاقة يمكن للحزمة تبديدها عند درجة حرارة محيطة 25°م.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°م إلى +85°م - نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°م إلى +100°م - نطاق درجة الحرارة للتخزين الآمن.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°م لمدة 5 ثوانٍ - ذروة درجة الحرارة وتحمل الوقت للحام الموجة أو إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (Ta=25°م)

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار المحددة. يجب أن يعتمد التصميم على هذه القيم.

• شدة الإضاءة (I_v):الحد الأدنى 4000 mcd، النموذجي 8000 mcd (عند I_F=20mA). هذه الشدة العالية هي الميزة الأساسية.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):النموذجي 10 درجات. الزاوية الضيقة تركز إخراج الضوء.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):النموذجي 525 نانومتر. الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الضوء المنبعث أعلى ما يمكن.
• الطول الموجي السائد (λ_d):النموذجي 530 نانومتر. الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون الأخضر.
• جهد الأمام (V_F):النموذجي 3.4 فولت، الحد الأقصى 4.0 فولت (عند I_F=20mA). مهم لتصميم دائرة السائق واختيار مصدر الطاقة.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 50 ميكرو أمبير (عند V_R=5V). يحدد تيار التسرب في حالة الإيقاف.

تفاوتات القياس:جهد الأمام (±0.1V)، شدة الإضاءة (±10%)، الطول الموجي السائد (±1.0nm).

3. تحليل منحنى الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. هذه المنحنيات حاسمة لفهم الأداء في العالم الحقيقي بما يتجاوز المواصفات أحادية النقطة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر منحنى التوزيع الطيفي هذا إخراج الضوء عبر أطوال موجية مختلفة. يؤكد انبعاث اللون الأخضر مع ذروة حول 525 نانومتر وعرض نطاق طيفي نموذجي (Δλ) يبلغ 35 نانومتر، مما يحدد نقاء اللون الأخضر.

3.2 نمط الاتجاهية

يوضح الرسم القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء، ويرتبط بزاوية الرؤية البالغة 10 درجات. يُظهر كيف تنخفض الشدة بشكل حاد خارج الحزمة المركزية.

3.3 تيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى I-V)

يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين التيار والجهد. جهد الأمام النموذجي البالغ 3.4 فولت عند 20 مللي أمبير هو نقطة تشغيل رئيسية. المنحنى ضروري لتصميم دوائر تحديد التيار، حيث أن LEDs هي أجهزة تعمل بالتيار.

3.4 الشدة النسبية مقابل تيار الأمام

يوضح هذا الرسم البياني أن إخراج الضوء (الشدة) يتناسب تقريبًا مع تيار الأمام، حتى الحد الأقصى للتصنيف. يسلط الضوء على أهمية التحكم المستقر في التيار لسطوع ثابت.

3.5 الاعتماد على درجة الحرارة

يُظهر منحنيان رئيسيان تأثير درجة الحرارة المحيطة (T_a):
الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر أن إخراج الضوء ينخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. هذا بسبب انخفاض الكفاءة الكمومية الداخلية في درجات الحرارة المرتفعة.
تيار الأمام مقابل درجة الحرارة المحيطة:يشير إلى كيفية تحول خاصية جهد الأمام مع درجة الحرارة. عادةً، ينخفض V_Fقليلاً مع زيادة درجة الحرارة لـ LEDs القائمة على InGaN.

4. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالحزمة

4.1 أبعاد الحزمة

يتميز LED بحزمة قياسية ذات أطراف توصيل شعاعية (غالبًا ما يشار إليها باسم حزمة \"مصباح\"). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مم).
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة (القسم المسطح عند قاعدة العدسة) أقل من 1.5 مم (0.059\").
• التسامح العام للأبعاد غير المحددة هو ±0.25 مم.

يحدد الرسم الأبعادي تباعد الأطراف، قطر الجسم، شكل العدسة، والارتفاع الكلي، وهي أمور بالغة الأهمية لتصميم بصمة PCB وضمان الملاءمة المناسبة داخل العلبات.

4.2 تحديد القطبية

يشير الطرف الأطول عادةً إلى الأنود (الطرف الموجب)، بينما الطرف الأقصر هو الكاثود (الطرف السالب). هذا هو الاتفاقية القياسية لـ LEDs الشعاعية. قد يُشار إلى الكاثود أيضًا بحافة مسطحة على عدسة LED أو شق في القاعدة البلاستيكية. القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على أداء LED وموثوقيته.

5.1 تشكيل الأطراف

• اثنِ الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة المصباح الإيبوكسي لتجنب الضغط على القطعة الداخلية وروابط الأسلاك.
• قم بإجراء تشكيل الأطرافقبل soldering.
• تجنب تطبيق ضغط على حزمة LED أثناء التشكيل.
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 ظروف التخزين

• التخزين الموصى به: ≤30°م و ≤70% رطوبة نسبية (RH).
• العمر الافتراضي بعد الشحن: 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.
• 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 المصباح الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:
- درجة حرارة طرف المكواة: الحد الأقصى 300°م (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط).
- وقت اللحام لكل طرف: الحد الأقصى 3 ثوانٍ.

اللحام بالغمس/الموجة:
- درجة حرارة التسخين المسبق: الحد الأقصى 100°م (لحد أقصى 60 ثانية).
- درجة حرارة وحوض اللحام والوقت: الحد الأقصى 260°م لمدة 5 ثوانٍ.

ملاحظات لحام حرجة:

• تجنب الضغط على الأطراف أثناء عمليات درجات الحرارة العالية.
• لا تقم بإجراء لحام الغمس/اليدوي أكثر من مرة واحدة.
• احمِ LED من الصدمات/الاهتزازات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
• تجنب التبريد السريع من ذروة درجة حرارة اللحام.
• استخدم دائمًا أقل درجة حرارة لحام ممكنة تحقق وصلة موثوقة.
• يجب التحكم بدقة في معلمات لحام الموجة.

5.4 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، فإن التأهيل المسبق المكثف ضروري لضمان عدم حدوث أي تلف، حيث يمكن أن تتسبب طاقة الموجات فوق الصوتية في كسر الروابط الداخلية أو الإيبوكسي.

5.5 إدارة الحرارة

على الرغم من أن هذا جهاز منخفض الطاقة، إلا أن الإدارة الحرارية لا تزال مهمة لطول العمر:

• ضع في اعتبارك تبديد الحرارة أثناء تصميم التطبيق.
• قلل تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة الأعلى (راجع منحنيات تقليل التصنيف، التي تم التلميح إليها ولكن لم يتم عرضها صراحةً في المقتطف المقدم).
• تحكم في درجة الحرارة المحيطة بـ LED في التطبيق النهائي.

6. معلومات التغليف والطلب

6.1 مواصفات التغليف

يتم تغليف LEDs لمنع التلف واختراق الرطوبة:

• التغليف الأساسي:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• التغليف الثانوي:صناديق داخلية.
• التغليف الثالثي:صناديق خارجية للشحن.

6.2 كمية التغليف

• الحد الأدنى 200 إلى 500 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
• يتم تعبئة 4 أكياس في صندوق داخلي واحد.
• يتم تعبئة 10 صناديق داخلية في صندوق خارجي واحد.

6.3 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات رئيسية:

• CPN:رقم إنتاج العميل.
• P/N:رقم الإنتاج (رقم القطعة).
• QTY:كمية التغليف.
• CAT:الرتب (على الأرجح فئات فرز للشدة أو الطول الموجي).
• HUE:الطول الموجي السائد.
• REF: Reference.
• LOT No:رقم الدفعة للتتبع.

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 تصميم دائرة السائق

بسبب جهد الأمام النموذجي البالغ 3.4 فولت، يوصى باستخدام سائق تيار ثابت، خاصة عند التشغيل من مصدر جهد مثل خط 5 فولت أو 12 فولت. يمكن استخدام مقاوم متسلسل بسيط لتطبيقات المؤشرات الأساسية، ويتم حسابه كـ R = (V_supply- V_F) / I_F. تأكد من أن تصنيف قدرة المقاوم كافٍ.

7.2 التصميم البصري

تجعل زاوية الرؤية الضيقة البالغة 10 درجات هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية مركزة. للإضاءة الأوسع، ستكون البصريات الثانوية (مثل المشتتات أو العدسات) مطلوبة. يوفر الراتنج الشفاف تمامًا إخراجًا واضحًا وغير مشتت.

7.3 تخطيط PCB

تأكد من أن بصمة PCB تتطابق مع أبعاد الحزمة وتباعد الأطراف. وفر مساحة كافية حول جسم LED للمسافة الدنيا الموصى بها البالغة 3 مم من نقطة اللحام. ضع في اعتبارك وسادات تخفيف الحرارة إذا كان من المقرر تشغيل LED بالقرب من تياره الأقصى.

8. المقارنة التقنية والتمييز

بينما تتطلب المقارنة المباشرة بيانات منافس محددة، فإن المميزات الرئيسية لهذا LED بناءً على ورقة البيانات الخاصة به هي:

• شدة إضاءة عالية جدًا:4000-8000 mcd عند 20mA مرتفعة بشكل ملحوظ لحزمة مصباح LED أخضر قياسي، مما يوفر سطوعًا فائقًا.
• حزمة ضيقة ومركزة:زاوية الرؤية البالغة 10 درجات أضيق من العديد من LEDs القياسية (التي غالبًا ما تكون 30-60 درجة)، مما يوفر ضوءًا أكثر توجيهًا.
• تقنية شريحة InGaN:يعد استخدام مادة إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN) قياسيًا لـ LEDs الأخضر/الأزرق/الأبيض عالية السطوع، مما يوفر كفاءة واستقرارًا جيدين.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (525 نانومتر)هو الطول الموجي الفيزيائي حيث تكون القدرة الطيفية في الحد الأقصى.الطول الموجي السائد (530 نانومتر)هو الطول الموجي النفسي الفيزيائي الفردي الذي تدركه العين البشرية على أنه يطابق لون LED. غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند تياره الأقصى البالغ 25 مللي أمبير بشكل مستمر؟

بينما الحد الأقصى المطلق للتصنيف هو 25 مللي أمبير، يتم تحديد الخصائص الكهروضوئية عند 20 مللي أمبير. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل ومراعاة ارتفاع درجة الحرارة، يُنصح عمومًا بالتصميم لتيار اسمي عند أو أقل من حالة الاختبار \"النموذجية\" (20 مللي أمبير). قد يكون تقليل التصنيف ضروريًا في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.

9.3 لماذا تعتبر المسافة الدنيا البالغة 3 مم من نقطة اللحام مهمة جدًا؟

تمنع هذه المسرفة انتقال الحرارة المفرطة عبر الطرف وإتلاف القطعة شبه الموصلة الداخلية الحساسة أو راتنج الإيبوكسي أثناء اللحام. يمكن أن تسبب الحرارة المفرطة التقشير أو التشقق أو التدهور الدائم لإخراج الضوء.

10. مثال حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم مؤشر حالة طاقة عالي الوضوح لكمبيوتر صناعي مثبت على رف.

1. المتطلبات:ضوء أخضر ساطع لا لبس فيه يمكن رؤيته من عدة أقدام في غرفة مضاءة جيدًا.
2. الاختيار:تم اختيار هذا LED لشدة إضاءته العالية (8000 mcd نموذجي) وزاوية رؤيته الضيقة، مما يساعد في تركيز الضوء نحو المشاهد.
3. تصميم الدائرة:يتم تشغيل الجهاز من خط الاستعداد 5 فولت للنظام. يتم حساب المقاوم المتسلسل: R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 أوم. تم اختيار مقاوم قياسي 82 أوم، 1/4 واط.
4. التكامل الميكانيكي:يتم تركيب LED على PCB اللوحة الأمامية. تحتوي اللوحة على فتحة صغيرة. تضمن الحزمة الضيقة خروج معظم الضوء عبر الفتحة دون تسرب.
5. التجميع:أثناء تجميع PCB، يتم استخدام لحام الموجة مع ملف تعريف يصل ذروته إلى 250°م لمدة 4 ثوانٍ، مع الالتزام بحدود ورقة البيانات. يتم قص الأطراف بعد اللحام، مع ضمان أن يكون القص أكثر من 3 مم من جسم LED.

تستفيد حالة الاستخدام هذه من نقاط القوة الرئيسية لـ LED: السطوع العالي وتركيز الحزمة.