ورقة البيانات الفنية لمصباح SMD LED 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 - 3.2x2.8x1.9مم - جهد 2.0-2.4 فولت - أحمر ساطع/أخضر مصفر

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصّل هذا المستند مواصفات مكون LED عالي الأداء، ذو تركيب سطحي، ويتميز بعاكس مدمج. تم تصميم الجهاز ليكون موثوقًا وسهل التركيب في بيئات التصنيع الآلي.

1.1 المزايا الأساسية

• مُعبأ على شريط بعرض 12 ملم لبكرات قطر 7 بوصات، متوافق مع معدات الاختيار والتركيب الآلية القياسية.
• مصمم ليكون متوافقًا مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري.
• متوافق مع معايير التعبئة EIA.
• مدخلات متوافقة مع الدوائر المتكاملة (IC).
• بناء خالٍ من الرصاص ومتوافق مع RoHS.
• عاكس مدمج لتعزيز توجيه الضوء وشدته.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من وظائف المؤشرات والإضاءة الخلفية، بما في ذلك:

• معدات الاتصالات (الهواتف، أجهزة الفاكس).
• معدات الصوت والفيديو.
• الأجهزة التي تعمل بالبطارية.
• مؤشرات التطبيقات الخارجية.
• معدات المكاتب.
• إضاءة خلفية مسطحة للمفاتيح والرموز ومصابيح LED الأخرى.
• مؤشرات للأغراض العامة.

2. اختيار الجهاز والمعلمات الفنية

2.1 دليل اختيار الجهاز

يُقدّم المنتج في نوعين أساسيين من الألوان بناءً على مادة الشريحة:

• SURSUR (أحمر ساطع): يستخدم شريحة AlGaInP لبعث لون أحمر ساطع. راتنج التغليف شفاف تمامًا.
• SYGSYG (أخضر مصفر ساطع): يستخدم شريحة AlGaInP لبعث لون أخضر مصفر ساطع. راتنج التغليف شفاف تمامًا.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم. جميع القيم محددة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

2.3 الخصائص الكهروضوئية

معايير الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°C و I_F_F=20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

الجهد الأمامي (SUR/SYG)

V_F

فولت_FI_F = 20mA_Fالتيار العكسي

I_R

ميكرو أمبير

V_R = 5V

3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

تُظهر المنحنيات المُقدمة لكل من نوعي SUR (أحمر) و SYG (أخضر مصفر) خاصية ثنائية نموذجية. يُظهر الجهد الأمامي (V_F) معامل درجة حرارة موجب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. عند تيار التشغيل النموذجي البالغ 20 مللي أمبير، يكون V_F حوالي 2.0 فولت، مع قيمة قصوى محددة تبلغ 2.4 فولت. هذا الجهد الأمامي المنخفض نسبيًا مفيد للتطبيقات التي تعمل بالبطارية.

3.2 الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي

يزداد خرج الضوء (الشدة الضوئية) مع زيادة التيار الأمامي. تكون المنحنيات خطية بشكل عام في نطاق التشغيل العادي ولكنها ستشبع عند التيارات الأعلى. لا يُنصح بالتشغيل بما يتجاوز الحد الأقصى المطلق البالغ 25 مللي أمبير تيار مستمر، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى تسريع التدهور وتقليل العمر الافتراضي. يسمح تقييم التيار النبضي (60 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10) بفترات قصيرة من السطوع الأعلى._{3.3 الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة}مثل معظم مصابيح LED، يعتمد خرج الضوء لهذا الجهاز على درجة الحرارة. تتناقص الشدة مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. يُعد منحنى تخفيض التصنيف حاسمًا للتصميم، خاصة في التطبيقات ذات درجات الحرارة المحيطة العالية أو إدارة حرارية ضعيفة. يُظهر المنحنى أنه يجب تقليل التيار الأمامي المسموح به مع زيادة درجة الحرارة للبقاء ضمن حدود تبديد الطاقة وضمان الموثوقية.

3.4 توزيع الطيف

تؤكد الرسوم البيانية الطيفية الطبيعة أحادية اللون لشرائح AlGaInP. يتركز الطول الموجي السائد للنوع SUR حول 624 نانومتر (أحمر)، بينما يتركز النوع SYG حول 573 نانومتر (أخضر مصفر). يبلغ عرض النطاق الطيفي (FWHM) حوالي 20 نانومتر لكليهما، مما يشير إلى نقاء لوني جيد.

3.5 نمط الإشعاع

يُظهر الرسم البياني القطبي نمط إشعاع واسع يشبه لامبرتيان بزاوية نصف شدة نموذجية (2θ_1/2) تبلغ 130 درجة. يساعد العاكس المدمج في تشكيل هذا الحزمة الضوئية، مما يوفر زاوية رؤية متسقة مناسبة لتطبيقات المؤشرات حيث تكون الرؤية من نطاق واسع أمرًا مهمًا.

4. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد العبوة

تحتوي عبوة SMD على مساحة صغيرة. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم جسم يبلغ حوالي 3.2 مم × 2.8 مم، بارتفاع حوالي 1.9 مم. يُحدد القطب السالب عادةً بواسطة علامة مرئية مثل شق أو صبغة خضراء على العبوة. يتم توفير رسومات أبعاد مفصلة مع التفاوتات (عادةً ±0.1 مم) في ورقة البيانات لتصميم نمط اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

• 4.2 التعبئة على بكرات وأشرطةيتم توريد المكونات في شريط حامل بارز بعرض 12 مم، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم). تحتوي كل بكرة على 1000 قطعة. أبعاد شريط الحامل (حجم الجيب، المسافة بين المراكز، إلخ) موحدة لضمان التوافق مع معدات التجميع الآلية. تتضمن التعبئة إجراءات مقاومة للرطوبة مثل مجفف وكيس مقاوم للرطوبة من الألومنيوم لحماية المكونات أثناء التخزين والنقل، وهو أمر مهم بشكل خاص لعبوات SMD غير المحكمة.
• 4.3 شرح نظام الملصقات والتصنيفيوفر الملصق الموجود على البكرة معلومات حاسمة للطلب والتتبع. والأهم من ذلك، يشير إلى تصنيف أداء الجهاز:
• CAT (رتبة الشدة الضوئية): يحدد هذا الرمز الحد الأدنى لتصنيف الشدة الضوئية لمصابيح LED الموجودة على البكرة، مما يضمن اتساق السطوع داخل دفعة الإنتاج.HUE (رتبة الطول الموجي السائد): يحدد هذا الرمز تصنيف الطول الموجي، مما يضمن اتساق اللون. هذا مهم بشكل خاص للتطبيقات التي يتم فيها استخدام عدة مصابيح LED بجوار بعضها البعض.

REF (رتبة الجهد الأمامي): يحدد هذا الرمز تصنيف الجهد الأمامي، والذي يمكن أن يكون مفيدًا للتصميمات التي تتطلب تطابقًا دقيقًا للتيار في سلاسل متوازية أو متطلبات جهد محدد للسائق.

5. إرشادات اللحام والتركيب

5.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم تصنيف الجهاز لعمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص. الحد الأقصى الموصى به لدرجة حرارة اللحام هو 260 درجة مئوية عند أطراف العبوة، مع ألا يتجاوز إجمالي الوقت فوق 217 درجة مئوية 60 ثانية. يجب اتباع ملف تعريف إعادة تدفق نموذجي مع مراحل التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد. تم تحديد استخدام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري على أنه متوافق.

5.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر وقت التلامس مع أي طرف على 3 ثوانٍ أو أقل. يمكن استخدام مبدد حراري على الطرف بين نقطة اللحام وجسم العبوة.

5.3 التخزين والتعامل

يجب تخزين المكونات في أكياسها الأصلية غير المفتوحة المقاومة للرطوبة ضمن ظروف نطاق درجة حرارة التخزين المحدد (-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية). بمجرد فتح الكيس، يجب استخدام المكونات خلال إطار زمني محدد (عادة 168 ساعة في ظروف المصنع) أو إعادة تجفيفها وفقًا لتعليمات مستوى حساسية الرطوبة (MSL) للشركة المصنعة لمنع ظاهرة "الفرقعة" أثناء إعادة التدفق.

6. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 تحديد التيار_{مصباح LED هو جهاز يعمل بالتيار. مقاومة تحديد التيار على التوالي إلزامية عند التشغيل من مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_source - V_F) / I_F. استخدم دائمًا الحد الأقصى لـ V_F من ورقة البيانات (2.4 فولت) لتصميم قوي لضمان عدم تجاوز التيار للحدود حتى مع التباين بين القطع.}6.2 إدارة الحرارة_Fعلى الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (60 مللي واط كحد أقصى)، فإن الإدارة الحرارية الفعالة على لوحة الدوائر المطبوعة تحسن طول العمر وتحافظ على السطوع. تأكد من أن نمط اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة يحتوي على تخفيف حراري كافٍ، وإذا أمكن، قم بتوصيل الوسادة الحرارية (إن وجدت) بمستوى أرضي لتبديد الحرارة. تجنب التشغيل عند أقصى تيار ودرجة حرارة في نفس الوقت._F6.3 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي_Fعلى الرغم من أن الجهاز يحمل تصنيف تفريغ كهروستاتيكي HBM بقيمة 2000 فولت، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية للتفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع والتعامل لمنع التلف الكامن.

6.4 التصميم البصري

تجعل زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة هذا المصباح LED مناسبًا للمشاهدة المباشرة دون بصريات ثانوية في العديد من تطبيقات المؤشرات. للإضاءة الخلفية، يمكن استخدام أدلة ضوئية أو موزعات ضوء لتحقيق إضاءة موحدة. تساعد الكأس العاكسة في تقليل الانبعاثات الجانبية وتوجيه الضوء للأمام.

7. المقارنة الفنية والتمييز

تتميز عائلة مصابيح LED هذه بعدة ميزات رئيسية:

تقنية الشريحة: يوفر استخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP كفاءة عالية وتشبع لوني ممتاز لانبعاثات الأحمر والأخضر المصفر مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaAsP.

العاكس المدمج: تعزز الكأس العاكسة المدمجة خرج الضوء الأمامي وتوفر نمط حزمة ضوئية محددًا جيدًا دون الحاجة إلى مكون خارجي، مما يوفر المساحة والتكلفة.

التعبئة القوية: تم تصميم العبوة لعمليات لحام عالية الموثوقية (إعادة تدفق خالية من الرصاص) وتتضمن حماية من الرطوبة، مما يجعلها مناسبة للتصنيع الإلكتروني الحديث.

التصنيف الشامل: يسمح التصنيف ثلاثي المعلمات (الشدة، الطول الموجي، الجهد) للمصممين باختيار قطع ذات تفاوتات أداء ضيقة للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا.

• 8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)8.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟
• الطول الموجي القمة (λ_P) هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λ_D) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملحوظ لمصباح LED. بالنسبة لمصابيح LED ذات الطيف المتماثل، تكون قريبة. بالنسبة للمصممين، يكون الطول الموجي السائد أكثر صلة بمطابقة الألوان.8.2 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أعلى؟
• لا. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر (I_F) هو 25 مللي أمبير. التشغيل عند 30 مللي أمبير يتجاوز هذا التقييم، مما قد يسبب تلفًا لا رجعة فيه، ويقلل بشكل كبير من عمر التشغيل الافتراضي، ويلغي ضمانات الموثوقية. للحصول على سطوع أعلى، اختر مصباح LED مصنفًا لتيار أعلى أو استخدم الوضع النبضي (60 مللي أمبير كحد أقصى عند دورة عمل 1/10) إذا سمح التطبيق بذلك.8.3 لماذا تُعطى الشدة الضوئية كقيمة دنيا/نموذجية بدلاً من نطاق صارم؟
• بسبب الاختلافات في عملية تصنيع أشباه الموصلات، يتم تصنيف أداء مصابيح LED. توفر ورقة البيانات قيمة "نموذجية" كمرجع شائع. يتم تحديد الحد الأدنى المضمون الفعلي لطلب محدد بواسطة رمز CAT (رتبة الشدة) الموجود على ملصق البكرة. يجب على المهندسين التصميم بناءً على الحد الأدنى للشدة للتصنيف الذي يحددونه.8.4 ما مدى أهمية تصنيف HUE لتطبيقي؟

يعتمد ذلك. بالنسبة لمصباح LED مؤشر فردي، قد لا يكون تصنيف HUE بالغ الأهمية. ومع ذلك، إذا تم استخدام عدة مصابيح LED بجوار بعضها البعض في لوحة أو مصفوفة أو إضاءة خلفية، فقد تحدث اختلافات ملحوظة في اللون ("تصنيف اللون") إذا تم خلط قطع من تصنيفات HUE مختلفة. لمثل هذه التطبيقات، من الضروري تحديد تصنيف HUE ضيق أو طلب بكرة كاملة من نفس الدفعة.

9. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

9.1 المثال 1: مؤشر حالة لجهاز استهلاكي_pالسيناريو: مؤشر زر تشغيل لمكبر صوت لاسلكي._dالتصميم: استخدم النوع SYG (أخضر مصفر) للإشارة المحايدة "التشغيل". شغله عند 15 مللي أمبير (أقل من 20 مللي أمبير النموذجية) باستخدام مصدر طاقة 3.3 فولت ومقاومة على التوالي: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω (استخدم القيمة القياسية 82Ω أو 100Ω). يوفر هذا سطوعًا وافرًا مع تعظيم عمر البطارية وطول عمر الجهاز. تضمن زاوية الرؤية الواسعة الرؤية من زوايا مختلفة.

9.2 المثال 2: إضاءة خلفية لرموز مفاتيح الغشاء

السيناريو: إضاءة الرموز على لوحة تحكم._Fالتصميم: استخدم عدة مصابيح LED من نوع SUR (أحمر) موضوعة حول محيط اللوحة، موجهة للداخل نحو طبقة دليل الضوء. تساعد زاوية الرؤية الواسعة في اقتران الضوء مع الدليل. بسبب الارتفاع المحتمل في درجة الحرارة داخل العلبة، استشر منحنى تخفيض تيار التشغيل الأمامي. قد يكون من الحكمة تشغيل مصابيح LED عند 18-20 مللي أمبير بدلاً من 25 مللي أمبير كاملة لضمان التشغيل الموثوق على مدار عمر المنتج. يمكن تحسين الانتظام عن طريق اختيار مصابيح LED من نفس تصنيفات CAT و HUE.

10. المبادئ الفنية والاتجاهات

10.1 مبدأ التشغيلCATيعتمد هذا المصباح LED على تقاطع p-n شبه موصل مصنوع من فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة حيث تتحد. يتم انبعاث الطاقة المنطلقة أثناء هذا الاتحاد كفوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - الأحمر والأخضر المصفر في هذه الحالة. يحمي راتنج الإيبوكسي المغلف الشريحة، ويعمل كعدسة لتشكيل خرج الضوء، ويحتوي على الفوسفور إذا لزم الأمر (ليس لهذه الأنواع أحادية اللون). تحيط الكأس العاكسة، المصنوعة عادةً من بلاستيك عالي الانعكاس أو مادة مطلية، بالشريحة لإعادة توجيه الضوء المنبعث جانبياً للأمام، مما يزيد من الشدة الضوئية المفيدة في اتجاه الرؤية المقصود.

10.2 اتجاهات الصناعة

يتبع تطوير مصابيح LED السطحية مثل هذا عدة اتجاهات رئيسية في الصناعة:

التصغير والتكامل: الاستمرار في تقليل حجم العبوة مع الحفاظ على خرج الضوء أو تحسينه. أصبح دمج ميزات مثل العواكس والحماية من الكهرباء الساكنة داخل العبوة معيارًا.

كفاءة أعلى: تؤدي التحسينات المستمرة في الكفاءة الكمية الداخلية (IQE) وكفاءة استخراج الضوء إلى كفاءة ضوئية أعلى (مزيد من الضوء لكل واط كهربائي)، مما يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري.

موثوقية محسنة: تؤدي التحسينات في مواد التعبئة (الإيبوكسي، السيليكون) وتقنيات تثبيت الرقاقة إلى زيادة المقاومة للدورات الحرارية والرطوبة وغيرها من الضغوط البيئية، مما يؤدي إلى فترات تشغيل أطول (غالبًا ما يتم تصنيفها بـ L70/B50 لمدة 50,000 ساعة أو أكثر).التوحيد القياسي والأتمتة: التعبئة (مثل الشريط 12 مم على بكرة 7 بوصات) والمساحات موحدة للغاية لتبسيط التجميع الآلي، مما يقلل تكاليف التصنيع.
التركيز على اتساق اللون: هناك طلب متزايد على تفاوتات تصنيف أضيق للطول الموجي (HUE) والشدة (CAT) للتطبيقات في الإلكترونيات الاستهلاكية والشاشات حيث يكون الانتظام البصري أمرًا بالغ الأهمية.يمثل هذا المكون حلاً ناضجًا وموثوقًا وفعالاً من حيث التكلفة في هذا المشهد المتطور، وهو مناسب لمجموعة واسعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية السائدة.

.2 Example 2: Backlighting for Membrane Switch Legends

Scenario: Illuminating symbols on a control panel.
Design: Use multiple SUR (Red) LEDs placed around the perimeter of the panel, facing inwards towards a light guide layer. The wide viewing angle helps couple light into the guide. Due to potential temperature rise inside the enclosure, consult the forward current derating curve. It may be prudent to drive the LEDs at 18-20mA instead of the full 25mA to ensure reliable operation over the product's lifetime. Uniformity can be improved by selecting LEDs from the same CAT and HUE bins.

. Technical Principles and Trends

.1 Operating Principle

This LED is based on a semiconductor p-n junction made from Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP). When a forward voltage is applied, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. The energy released during this recombination is emitted as photons (light). The specific composition of the AlGaInP alloy determines the bandgap energy, which directly defines the wavelength (color) of the emitted light—red and yellow-green in this case. The epoxy resin encapsulant protects the chip, acts as a lens to shape the light output, and contains phosphors if needed (not for these monochromatic types). The reflector cup, typically made of a highly reflective plastic or coated material, surrounds the chip to redirect side-emitted light forward, increasing the useful luminous intensity in the intended viewing direction.

.2 Industry Trends

The development of SMD LEDs like this one follows several key industry trends:

• Miniaturization & Integration: Continuous reduction in package size while maintaining or improving light output. The integration of features like reflectors and electrostatic protection within the package is standard.
• Higher Efficiency: Ongoing improvements in internal quantum efficiency (IQE) and light extraction efficiency lead to higher luminous efficacy (more light per electrical watt), reducing power consumption and thermal load.
• Enhanced Reliability: Improvements in packaging materials (epoxy, silicone) and die attach technologies increase resistance to thermal cycling, moisture, and other environmental stresses, leading to longer operational lifetimes (often rated at L70/B50 for 50,000 hours or more).
• Standardization and Automation: Packaging (like the 12mm tape on 7" reel) and footprints are highly standardized to streamline automated assembly, reducing manufacturing costs.
• Focus on Color Consistency: Tighter binning tolerances for wavelength (HUE) and intensity (CAT) are increasingly demanded for applications in consumer electronics and displays where visual uniformity is critical.

This component represents a mature, reliable, and cost-effective solution within this evolving landscape, suitable for a vast array of mainstream indicator and backlighting applications.