ورقة بيانات مصفوفة LED طراز A203B/UY/S530-A3 - أصفر منتشر - 20 مللي أمبير - 2.0 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح مصفوفة LED طراز A203B/UY/S530-A3 هو مصباح منخفض الطاقة وعالي الكفاءة، مُصمم أساسًا للاستخدام كمؤشر حالة أو وظيفة في الأجهزة والمعدات الإلكترونية. فلسفة التصميم الأساسية له تتمحور حول توفير ملاحظات بصرية موثوقة مع استهلاك طاقة ضئيل وأقصى مرونة في التصميم للمهندسين.

يتم تصنيع المنتج على شكل مصفوفة، تجمع عدة مصابيح LED فردية داخل حامل بلاستيكي واحد. هذا النهج المتكامل يبسط عملية التركيب على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو الألواح، مما يسمح بإنشاء أنظمة مؤشرات متعددة النقاط من مكون واحد. تم تصميم المصفوفة لتكون قابلة للتراص عموديًا وأفقيًا، مما يتيح إنشاء مجموعات مؤشرات مدمجة وكثيفة أو أنماط مؤشرات ذات أشكال مخصصة لتلائم احتياجات التطبيق المحددة.

تشمل المزايا الرئيسية امتثاله للمعايير البيئية والسلامة الحديثة. إنه منتج خالٍ من الرصاص (Pb-free)، ومتوافق مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة)، ويلتزم بأنظمة EU REACH، ويستوفي متطلبات الخلو من الهالوجينات مع حدود صارمة على محتوى البروم (Br) والكلور (Cl) (Br<900 جزء في المليون، Cl<900 جزء في المليون، Br+Cl<1500 جزء في المليون). هذا يجعله مناسبًا للاستخدام في مجموعة واسعة من الأسواق ذات اللوائح البيئية الصارمة.

2. المعلمات والمواصفات الفنية

2.1 اختيار وتعريف المكون

رقم الجزء المحدد المفصل في هذه الوثيقة هو 333-2UYD/S530-A3-L. يستخدم مادة شريحة AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم) لإنتاج لون أصفر لامع. الراتنج الخارجي أصفر منتشر، مما يساعد على توسيع زاوية الرؤية وتلطيف خرج الضوء لتحسين الوضوح.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للمكون. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الظروف ويجب تجنبها لضمان أداء طويل الأمد موثوق. جميع التقييمات محددة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C.

• تيار الأمام المستمر (I_F):25 مللي أمبير
• تيار الأمام الذروي (I_FP):60 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز)
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• تبديد الطاقة (P_d):60 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ

2.3 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، I_F=20mA ما لم يُذكر خلاف ذلك). وهي تمثل الأداء المتوقع للمكون.

• جهد الأمام (V_F):الحد الأدنى 1.7V، النموذجي 2.0V، الحد الأقصى 2.4V. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند التشغيل بالتيار المحدد.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند V_R=5V. هذا يشير إلى تيار التسرب الضئيل جدًا عند تطبيق جهد عكسي.
• شدة الإضاءة (I_V):الحد الأدنى 100 ملي كانديلا، النموذجي 200 ملي كانديلا. هذا مقياس للسطوع الملحوظ لـ LED كما تراه العين البشرية.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):النموذجي 30 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة عند 0 درجة (على المحور).
• الطول الموجي الذروي (λ_p):النموذجي 591 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج الطاقة الضوئية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):النموذجي 589 نانومتر. الطول الموجي الفردي الذي يصف اللون الذي تدركه العين البشرية.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):النموذجي 15 نانومتر. العرض الطيفي للضوء المنبعث، مقاسًا عند نصف أقصى شدة (FWHM).

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك المكون تحت ظروف متغيرة. هذه المنحنيات أساسية لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى التوزيع الطيفي للضوء المنبعث، متمركزًا حول الطول الموجي الذروي النموذجي 591 نانومتر بعرض نطاق 15 نانومتر، مؤكدًا خرج اللون الأصفر.

3.2 نمط التوجيه

يوضح هذا الرسم التوزيع المكاني للضوء، مُظهرًا زاوية الرؤية النموذجية 30 درجة حيث تنخفض الشدة إلى 50% من قيمتها على المحور.

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

يُظهر هذا المنحنى الأساسي العلاقة الأسية بين التيار والجهد للدايود. بالنسبة لهذا LED، عند تيار التشغيل النموذجي 20 مللي أمبير، يكون جهد الأمام حوالي 2.0V. هذا المنحنى أساسي لتصميم دائرة تحديد التيار.

3.4 الشدة النسبية مقابل تيار الأمام

يُظهر هذا المنحنى أن خرج الضوء (شدة الإضاءة) يزداد مع تيار الأمام، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. وهو يُعلم القرارات المتعلقة بتيار التشغيل لمستويات السطوع المطلوبة.

3.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

يُظهر منحنيان رئيسيان تأثير درجة الحرارة المحيطة (T_a):
الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر أن شدة الإضاءة عادةً ما تنخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. هذا عامل حاسم للتطبيقات في البيئات عالية الحرارة.
تيار الأمام مقابل درجة الحرارة المحيطة:يمكن استخدامه لفهم كيفية تحول خاصية I-V مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم لتصميم مشغل التيار الثابت.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا لأبعاد مصفوفة LED طراز A203B/UY/S530-A3. تشمل المواصفات الرئيسية من ملاحظات الرسم: جميع الأبعاد بالمليمترات (mm)، مع تسامح عام ±0.25 mm ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم العبوة. الأبعاد الدقيقة حاسمة لتصميم بصمة PCB وضمان التركيب المناسب أثناء التجميع.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على موثوقية وأداء المكون.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على العبوة.
• يجب إجراء التشكيلقبلاللحام وفي درجة حرارة الغرفة.
• يجب أن تتماشى ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 التخزين

• ظروف التخزين الموصى بها: ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية.
• العمر الافتراضي للتخزين بعد الشحن 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.

5.3 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم بين نقطة اللحام ولمبة الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300°C (لمكواة 30 واط كحد أقصى). وقت اللحام لكل طرف أقصاه 3 ثوانٍ.
اللحام بالغمس (الموجي):درجة حرارة التسخين المسبق القصوى 100°C (لأقصى 60 ثانية). درجة حرارة حمام اللحام القصوى 260°C لأقصى 5 ثوانٍ.
يتم توفير منحنى درجة حرارة لحام موصى به، مؤكدًا على أهمية التحكم في معدلات التسخين والتبريد. تجنب التبريد السريع. لا ينبغي إجراء اللحام (بالغمس أو يدويًا) أكثر من مرة. تجنب الإجهاد الميكانيكي أو الاهتزاز على LED حتى يعود إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.

5.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة، ثم جففه بالهواء. لا يُوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية ويجب اختباره مسبقًا إذا كان ضروريًا تمامًا، حيث يمكن أن يتلف LED اعتمادًا على الطاقة وظروف التجميع.

5.5 إدارة الحرارة

يتم التأكيد على التصميم الحراري السليم. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة للتطبيق وقدرات إدارة الحرارة. يجب على المصممين الرجوع إلى منحنيات تخفيض التصنيف (المفهومة ضمناً، وإن لم تظهر صراحة في المقتطف المقدم) لضمان الموثوقية طويلة الأمد.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لمنع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وتلف الرطوبة.
كمية التعبئة:
1. 200 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
2. 4 أكياس لكل صندوق داخلي.
3. 10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي (خارجي).
هذا يصل إجماليًا إلى 8000 قطعة لكل صندوق رئيسي.

6.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التعبئة عدة رموز:
• CPN: رقم جزء العميل
• P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 333-2UYD/S530-A3-L)
• QTY: الكمية
• CAT: درجات أو فئات الأداء
• HUE: الطول الموجي السائد
• REF: معلومات مرجعية
• LOT No: رقم الدفعة القابل للتتبع لمراقبة الجودة

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 التطبيقات النموذجية

تم تصميم مصفوفة LED هذه كمؤشر لعرض الحالة، أو الدرجة، أو وضع الوظيفة، أو الموضع في مختلف الأجهزة الإلكترونية وألواح التحكم. تشمل الأمثلة معدات الصوت، وأجهزة الاختبار والقياس، وأنظمة التحكم الصناعية، والإلكترونيات الاستهلاكية حيث تكون هناك حاجة إلى نقاط مؤشر متعددة وقابلة للتكوين.

7.2 اعتبارات تصميم الدائرة

مقاومة تحديد التيار إلزامية عند تشغيل LED من مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. باستخدام V_Fالنموذجي 2.0V و I_Fمطلوب 20 مللي أمبير من مصدر 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. غالبًا ما تُستخدم قيمة أعلى قليلاً (مثل 180 Ω) للهامش ولتقليل تبديد الطاقة. للحصول على سطوع ثابت عبر جهد إمداد أو درجات حرارة متغيرة، يُوصى باستخدام دائرة مشغل تيار ثابت.

7.3 اعتبارات التصميم الحراري

بينما يتمتع المكون بتبديد طاقة منخفض (60 ملي واط كحد أقصى)، فإن الإدارة الحرارية الفعالة في التطبيق لا تزال مهمة للحفاظ على شدة الإضاءة والعمر الطويل، خاصة عند التشغيل بالقرب من التيار الأقصى أو في درجات حرارة محيطة عالية. تأكد من أن PCB توفر تخفيفًا حراريًا كافيًا وضع في الاعتبار تأثيرات المكونات المجاورة المولدة للحرارة.

7.4 اعتبارات التصميم البصري

يوفر الراتنج الأصفر المنتشر زاوية رؤية واسعة (30 درجة). للتطبيقات التي تتطلب حزمة أضيق، يمكن استخدام عدسات خارجية أو أنابيب ضوئية. يساعد الخرج المنتشر في تقليل الوهج ويخلق مظهرًا أكثر تجانسًا، وهو مثالي لمؤشرات اللوحة الأمامية.

8. المقارنة الفنية والتمييز

يتميز طراز A203B/UY/S530-A3 من خلال شكله كمصفوفة. مقارنة باستخدام عدة مصابيح LED منفصلة، تقدم هذه المصفوفة المتكاملة مزايا كبيرة:
• تجميع مبسط:مكون واحد يحل محل عدة عمليات وضع ولحام.
• تحسين الاتساق:مصابيح LED داخل المصفوفة من نفس الدفعة الإنتاجية، مما يضمن تجانسًا أفضل في اللون والسطوع.
• مرونة التصميم:تتيح ميزة القابلية للتراص إنشاء أشكال وأنماط مؤشرات مخصصة دون الحاجة إلى أدوات مخصصة.
• كفاءة المساحة:يمكن أن تتيح تخطيطات مؤشرات أكثر كثافة مما قد يكون ممكنًا مع المكونات المنفصلة.
امتثاله لمعايير RoHS و REACH والخلو من الهالوجينات هو توقع أساسي للمكونات الحديثة ولكنه يظل مميزًا حاسمًا للمبيعات في الأسواق المنظمة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يكون خرج الضوء أقوى. الطول الموجي السائد (λ_d) هو قيمة محسوبة تتوافق مع اللون الذي تدركه العين البشرية. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذا الأصفر، فهي عادةً ما تكون قريبة جدًا (591 نانومتر مقابل 589 نانومتر هنا).

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند تيار الذروة 60 مللي أمبير بشكل مستمر؟
ج: لا. تيار الأمام الذروي (I_FP) البالغ 60 مللي أمبير مصنف فقط للتشغيل النبضي عند دورة عمل منخفضة (1/10). الحد الأقصى للتيار المستمر (I_F) هو 25 مللي أمبير. تجاوز التصنيف المستمر سيسبب ارتفاع درجة الحرارة وتدهور سريع أو فشل.

س: لماذا رطوبة التخزين مهمة؟
ج: يمكن أن تمتص عبوات LED الرطوبة. أثناء عملية اللحام عالية الحرارة، يمكن أن تتحول هذه الرطوبة الممتصة إلى بخار بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا (\"تفرقع\"). يتحكم التخزين السليم في امتصاص الرطوبة.

س: جهد الأمام له نطاق من 1.7V إلى 2.4V. كيف يؤثر هذا على تصميمي؟
ج: هذا التباين طبيعي بسبب تسامحات التصنيع. يجب تصميم دائرة تحديد التيار الخاصة بك للتعامل مع هذا النطاق. استخدام مشغل تيار ثابت بدلاً من مقاومة بسيطة سيضمن سطوعًا ثابتًا عبر جميع الوحدات، بغض النظر عن V_F variation.

10. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم مؤشر حالة متعدد المستويات لوحدة إمداد الطاقة.
يحتاج المصمم للإشارة إلى أربع حالات: الاستعداد، العادي، التحذير، والعطل. يمكنه استخدام مصفوفتين من طراز A203B/UY/S530-A3 متراصة عموديًا.
• تخطيط PCB:تم تصميم بصمة PCB وفقًا لرسم أبعاد العبوة. يتم وضع أربع مقاومات لتحديد التيار (واحدة لكل LED في قطاع المصفوفة) بالقرب منها. يتم حساب قيم المقاومات لمصدر منطقي 3.3V، بهدف 15 مللي أمبير لكل LED لسطوع كافي واستهلاك طاقة أقل: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87 Ω. يتم اختيار مقاومة قياسية 91 Ω.
• تحكم البرنامج الثابت:يتم توصيل أربع دبابيس GPIO من متحكم دقيق بالكاثودات (عبر المقاومات)، مع توصيل الأنودات بخط 3.3V. يمكن للبرنامج الثابت إضاءة مصابيح LED فردية أو مجموعات لتمثيل الحالات الأربع (مثال: LED واحد للاستعداد، اثنان للعادي، ثلاثة للتحذير، الأربعة كلها للعطل).
• التجميع:يتم وضع المصفوفات على PCB بعد لحام مكونات SMD الأخرى. أثناء اللحام الموجي، يتم التحكم في المنحنى بعناية بحيث لا يتجاوز 260°C لمدة 5 ثوانٍ، مع مراعاة قاعدة المسافة 3 مم.
ينتج عن هذا النهج قسم مؤشرات نظيف ومتجانس وسهل التجميع باستخدام الحد الأدنى من مساحة اللوحة وعدد المكونات.