ورقة بيانات مصباح LED 484-10UYT/S530-A3 - زاوية رؤية 110 درجة - جهد أمامي 2.0 فولت - تيار 20 مللي أمبير - لون أصفر لامع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز 484-10UYT/S530-A3 هو مصباح LED من نوع "ثقب عبر اللوحة" (Through-Hole) مُصمم للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا عاليًا وأداءً موثوقًا. يستخدم شريحة من مادة AlGaInP لإنتاج ضوء أصفر لامع. يتميز هذا المكون ببنائه القوي، وامتثاله للوائح البيئية، وملاءمته لعمليات التجميع الآلي.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

يقدم هذا المصباح عدة ميزات رئيسية تجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية. فهو يوفر خيارات متنوعة لزوايا الرؤية، حيث يتميز الطراز القياسي بزاوية رؤية واسعة تبلغ 110 درجة. يتوفر المنتج على شريط وبكرة (Tape and Reel) لتسهيل التركيب الآلي بكفاءة في التصنيع بكميات كبيرة. تم تصميمه ليكون موثوقًا وقويًا، مما يضمن أداءً طويل الأمد في البيئات المتطلبة. علاوة على ذلك، يمتثل المصباح للمعايير البيئية الرئيسية، بما في ذلك RoHS، وEU REACH، وهو خالٍ من الهالوجينات، حيث يلتزم بحدود محددة لمحتوى البروم والكلور.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا المصباح LED بشكل خاص أسواق الإلكترونيات الاستهلاكية وإضاءة الخلفية للشاشات. تشمل تطبيقاته الرئيسية استخدامه كمصابيح مؤشر أو مصادر إضاءة خلفية في أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، والملحقات العامة للكمبيوتر. يجمع بين السطوع واللون والموثوقية، مما يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات للمصممين.

2. تحليل معمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للمعايير التقنية الرئيسية للمصباح كما هي مُحددة في ورقة البيانات.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تُحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف تشغيل موصى بها. بالنسبة للمصباح 484-10UYT/S530-A3، فإن التيار الأمامي المستمر (IF) مقدر بـ 25 مللي أمبير. يُسمح بتيار أمامي ذروي أعلى (IFP) يبلغ 60 مللي أمبير في ظروف النبض مع دورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز. أقصى جهد عكسي (VR) يمكن للمصباح تحمله هو 5 فولت. حد تبديد الطاقة (Pd) هو 60 ملي واط. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة محيطة (Topr) يتراوح من -40°C إلى +85°C ويمكن تخزينه (Tstg) بين -40°C و +100°C. درجة حرارة اللحام (Tsol) المقدرة هي 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس الخصائص الكهروضوئية تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، IF=20mA) وهي تُحدد أداء الجهاز. شدة الإضاءة (Iv) لها قيمة نموذجية تبلغ 32 ملي كانديلا، مع حد أدنى يبلغ 16 ملي كانديلا. زاوية الرؤية (2θ1/2)، المُعرَّفة على أنها الزاوية الكاملة عند نصف الشدة، تبلغ نموذجيًا 110 درجات. الطول الموجي الذروي (λp) هو نموذجيًا 591 نانومتر، والطول الموجي السائد (λd) هو نموذجيًا 589 نانومتر، مما يضعه بشكل قاطع في طيف الأصفر اللامع. عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ) هو نموذجيًا 15 نانومتر. الجهد الأمامي (VF) له قيمة نموذجية تبلغ 2.0 فولت، مع نطاق يتراوح من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى). يتم تحديد التيار العكسي (IR) بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي قدره 5 فولت. تلاحظ ورقة البيانات أيضًا عدم اليقين في القياس للجهد الأمامي (±0.1V)، وشدة الإضاءة (±10%)، والطول الموجي السائد (±1.0nm)، وهو أمر مهم لمراقبة الجودة وحسابات هامش التصميم.

2.3 الخصائص الحرارية

على الرغم من عدم سردها بشكل صريح في جدول منفصل، فإن إدارة الحرارة هي جانب بالغ الأهمية لتشغيل LED يُستدل عليه من التصنيفات والمنحنيات. يشير تصنيف تبديد الطاقة البالغ 60 ملي واط ونطاق درجة حرارة التشغيل إلى الحاجة إلى تبريد حراري كافٍ في تصميم التطبيق، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من التيار الأقصى أو في درجات حرارة محيطة عالية. تُظهر منحنيات الأداء العلاقة بين الشدة النسبية، والتيار الأمامي، ودرجة الحرارة المحيطة، وهي في الأساس خاصية حرارية.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى استخدام نظام تصنيف (Binning) للمعايير الرئيسية، كما هو مُشار إليه في شرح الملصق. يصنف هذا النظام مصابيح LED بناءً على الأداء المقاس لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج.

3.1 تصنيف الطول الموجي/الطول الموجي السائد (HUE)

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على الطول الموجي السائد (HUE). يضمن ذلك أن ناتج اللون يكون متسقًا لتطبيق معين، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي يكون فيها مطابقة الألوان مهمًا، كما في شاشات LED المتعددة أو مؤشرات الحالة.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (CAT)

يتم أيضًا تصنيف شدة الإضاءة (CAT). يسمح ذلك للمصممين باختيار مصابيح LED بنطاق سطوع محدد، مما يوفر مرونة في التصميم حيث قد تكون هناك حاجة إلى مستويات سطوع مختلفة أو للتعويض عن خسائر النظام البصري.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي (REF)

يتم تصنيف الجهد الأمامي (REF). يساعد تجميع مصابيح LED حسب الجهد الأمامي في تصميم دوائر تشغيل أكثر اتساقًا، حيث يقلل من التباين في استهلاك التيار عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي أو تشغيلها بواسطة مصدر جهد ثابت.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات خصائص نموذجية توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث. يتميز عادةً بذروة واحدة حول 589-591 نانومتر (أصفر)، مع عرض نطاق محدد (Δλ) يبلغ حوالي 15 نانومتر. يؤكد شكل هذا المنحنى الطبيعة أحادية اللون لشريحة AlGaInP.

4.2 نمط التوجيه (Directivity Pattern)

يمثل منحنى التوجيه (نمط الإشعاع) زاوية الرؤية البالغة 110 درجة بشكل مرئي. يوضح كيف تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة الزاوية من المحور المركزي (0 درجة)، لتصل إلى نصف قيمتها القصوى عند حوالي ±55 درجة.

4.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

هذه خاصية أساسية لأشباه الموصلات. بالنسبة لـ LED، تكون العلاقة أسية. يُظهر المنحنى أن زيادة صغيرة في الجهد الأمامي تتجاوز نقطة التشغيل (حوالي 1.7 فولت) تؤدي إلى زيادة سريعة في التيار. يسلط هذا الضوء على أهمية آليات تحديد التيار (مثل المقاومات أو مشغلات التيار الثابت) في تصميم الدائرة لمنع الانحراف الحراري (Thermal Runaway).

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى أن ناتج الضوء (الشدة النسبية) يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جدًا بسبب زيادة توليد الحرارة.

4.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

يُظهر منحنيان رئيسيان تأثير درجة الحرارة المحيطة (Ta). يُظهر منحنىالشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةعادةً انخفاضًا في ناتج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، وهي خاصية شائعة لمصابيح LED بسبب إعادة التركيب غير الإشعاعي وتأثيرات أخرى. يُظهر منحنىالتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة(على الأرجح عند جهد ثابت) كيف يتغير الجهد الأمامي لـ LED مع درجة الحرارة، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم الاستقرار الحراري في الدوائر.

5. معلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يتميز المصباح بغلاف قياسي مزود بأطراف شعاعية. تشمل الأبعاد الرئيسية من الرسم التباعد بين الأطراف، وقطر الجسم، والارتفاع الكلي. تم ملاحظة التسامحات المحددة: يجب أن يكون ارتفاع الحافة (Flange) أقل من 1.5 مم، والتسامحات العامة هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب أخذ الأبعاد الدقيقة من رسم الغلاف المقدم لتصميم بصمة PCB.

5.2 تحديد الأطراف والقطبية

كمكون شعاعي، يحتوي على طرفين. يُشير الطرف الأطول عادةً إلى الأنود (الموجب)، ويشير الطرف الأقصر إلى الكاثود (السالب). هذه ممارسة قياسية في الصناعة لتحديد القطبية. يجب الرجوع إلى رسم الغلاف لتأكيد أي حافة مسطحة أو علامة أخرى تشير إلى القطبية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. توفر ورقة البيانات تعليمات مفصلة.

6.1 تشكيل الأطراف

يجب ثني الأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة لمبة الإيبوكسي. يجب إجراء التشكيل قبل اللحام وفي درجة حرارة الغرفة لتجنب إجهاد الغلاف أو إتلاف الوصلات السلكية الداخلية. يجب أن تتماشى ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لمنع إجهاد التركيب.

6.2 ظروف التخزين

يجب تخزين مصابيح LED عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70%. العمر الافتراضي بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، يجب الاحتفاظ بها في وعاء محكم الغلق بجو من النيتروجين ومادة مجففة. يجب تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 معايير اللحام

اللحام اليدوي:يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 300°C (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط). يجب أن يكون وقت اللحام لكل طرف 3 ثوانٍ كحد أقصى. يجب أن تكون نقطة اللحام على بعد 3 مم على الأقل من لمبة الإيبوكسي.

اللحام بالموجة (DIP):يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التسخين المسبق 100°C لمدة أقصاها 60 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة حمام اللحام 260°C، مع وقت بقاء أقصاه 5 ثوانٍ. مرة أخرى، يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من اللمبة.

يتم توفير منحنى درجة حرارة لحام موصى به، مع التأكيد على أهمية معدلات التسخين والتبريد المتحكم فيها. لا ينبغي إجراء اللحام (بالغمس أو اليدوي) أكثر من مرة واحدة. يجب حماية LED من الصدمات الميكانيكية أثناء السخونة وأثناء التبريد.

6.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، فيجب استخدام كحول الأيزوبروبيل فقط في درجة حرارة الغرفة، ولمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. لا يُنصح بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية ويجب التأهيل المسبق إذا كان ضروريًا تمامًا، حيث يمكن أن يتلف الهيكل الداخلي.

6.5 إدارة الحرارة

تنص ورقة البيانات صراحةً على أنه يجب مراعاة إدارة الحرارة خلال مرحلة تصميم التطبيق. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة الأعلى للحفاظ على الموثوقية ومنع تدهور ناتج الضوء المبكر. يتضمن ذلك استخدام المنحنيات الحرارية لتحديد نقاط التشغيل الآمنة.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة للحماية من التفريغ الكهروستاتيكي. توضع هذه الأكياس داخل صناديق داخلية، والتي يتم بعد ذلك تعبئتها في صناديق خارجية للشحن. الحد الأدنى لكمية التعبئة هو 200 إلى 1000 قطعة لكل كيس. يتم تعبئة أربعة أكياس في صندوق داخلي واحد. يتم تعبئة عشرة صناديق داخلية في صندوق خارجي واحد.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق التغليف على عدة رموز: CPN (رقم إنتاج العميل)، P/N (رقم الإنتاج)، QTY (كمية التعبئة)، CAT (مجموعة شدة الإضاءة)، HUE (مجموعة الطول الموجي السائد)، REF (مجموعة الجهد الأمامي)، ورقم LOT (رقم الدفعة للتتبع).

8. اقتراحات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

الدائرة الأكثر شيوعًا لتشغيل هذا المصباح هي مقاومة متسلسلة بسيطة متصلة بمصدر جهد مستمر. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - V_F) / I_F، حيث V_F هو الجهد الأمامي للمصباح (استخدم 2.0 فولت نموذجي أو الحد الأقصى للتحمل) و I_F هو التيار الأمامي المطلوب (مثلاً 20 مللي أمبير). على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5 فولت: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. يلزم مقاومة بقدرة لا تقل عن I²R = (0.02)² * 150 = 0.06 واط.

8.2 اعتبارات التصميم

• التحكم في التيار:استخدم دائمًا جهازًا محددًا للتيار (مقاومة أو دائرة متكاملة مشغلة). لا تصل مباشرة بمصدر جهد.
• التصميم الحراري:تأكد من أن لوحة الدوائر المطبوعة والمنطقة المحيطة تسمح بتبديد الحرارة، خاصة إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من التيار الأقصى.
• الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD):على الرغم من التعبئة في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة، يجب اتباع إجراءات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.
• التصميم البصري:زاوية الرؤية الواسعة البالغة 110 درجة تجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة أو وضوح الرؤية من زوايا متعددة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بتقنية مصابيح LED الصفراء القديمة (على سبيل المثال، القائمة على GaAsP)، يقدم هذا المصباح القائم على AlGaInP كفاءة إضاءة أعلى بكثير وإخراجًا أكثر سطوعًا لنفس تيار التشغيل. امتثاله للمعايير البيئية الحديثة (RoHS، خالي من الهالوجين) هو عامل تمييز رئيسي عن المكونات القديمة. تجعل زاوية الرؤية الواسعة والتوفر على شريط وبكرة المنتج منافسًا للإنتاج الآلي للإلكترونيات الاستهلاكية حيث تكون التكلفة والسطوع وسرعة التجميع عوامل حاسمة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λp) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة. الطول الموجي السائد (λd) هو الطول الموجي الوحيد للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المُدرك لناتج LED. بالنسبة لـ LED ذي الطيف الضيق مثل هذا، يكونان قريبين جدًا (591 نانومتر مقابل 589 نانومتر نموذجيًا).

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح بمصدر جهد 3.3 فولت؟

نعم. باستخدام الصيغة مع V_F نموذجي 2.0 فولت و I_F مستهدف 20 مللي أمبير: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 أوم. ستؤدي مقاومة قياسية 68 أوم إلى تيار يبلغ حوالي 19.1 مللي أمبير، وهو مقبول.

10.3 لماذا مسافة اللحام (3 مم من اللمبة) مهمة جدًا؟

تمنع هذه المسافة انتقال الحرارة المفرطة عبر الطرف وإتلاف راتنج الإيبوكسي لللمبة أو التثبيت الداخلي للشريحة والوصلات السلكية. يمكن أن تسبب الحرارة المفرطة تشققًا أو انفصالًا طبقيًا أو تغييرات في الخصائص البصرية، مما يؤدي إلى فشل فوري أو تقليل الموثوقية طويلة الأمد.

10.4 ماذا يعني "خالٍ من الهالوجين" في هذا السياق؟

يعني أن المواد المستخدمة في بناء LED تحتوي على مستويات منخفضة جدًا من الهالوجينات مثل البروم (Br) والكلور (Cl). على وجه التحديد، البروم<900 جزء في المليون، الكلور<900 جزء في المليون، ومجموعهما (Br+Cl)<1500 جزء في المليون. يقلل هذا من انبعاث الأبخرة السامة إذا تم حرق المكون في نهاية عمره الافتراضي.

11. مثال عملي على حالة الاستخدام

السيناريو:تصميم لوحة مؤشرات حالة لموجه شبكة (Router).

التنفيذ:يمكن استخدام عدة مصابيح LED طراز 484-10UYT/S530-A3 للإشارة إلى الطاقة، واتصال الإنترنت، ونشاط Wi-Fi، وحالة منفذ LAN. لونها الأصفر اللامع مرئي للغاية. سيتم تشغيلها بواسطة مصدر الجهد المنطقي 3.3 فولت الخاص بالموجه من خلال مقاومات تحديد التيار. نظرًا لتوفرها على شريط وبكرة، يمكن وضعها بسرعة وموثوقية بواسطة آلة "Pick-and-Place" أثناء التصنيع. تضمن زاوية الرؤية الواسعة رؤية الحالة من مواقع مختلفة في الغرفة. يتوافق الامتثال البيئي مع متطلبات السياسة الخضراء لشركة تصنيع الموجهات.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعتمد هذا المصباح على شريحة أشباه موصلات من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. عندما تتحد هذه حاملات الشحنة، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر (~589 نانومتر). يغلف عدسة الإيبوكسي الشريحة، ويوفر الحماية الميكانيكية، ويشكل حزمة ناتج الضوء (زاوية رؤية 110 درجة).

13. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

تمثل تكنولوجيا AlGaInP حلاً ناضجًا وعالي الكفاءة لإنتاج مصابيح LED الحمراء والبرتقالية والعنبرية والصفراء. بينما شهدت التقنيات الأحدث مثل مصابيح LED البيضاء المحولة بالفوسفور ومصابيح LED ذات الانبعاث المباشر InGaN (الأزرق، الأخضر) تقدمًا سريعًا، يظل AlGaInP الخيار المهيمن والأكثر فعالية من حيث التكلفة للضوء أحادي اللون عالي السطوع في طيف الأصفر-البرتقالي-الأحمر بسبب كفاءته الفائقة ونقاء لونه في هذا النطاق. يميل الاتجاه في مثل هذه المكونات نحو كفاءة أعلى (مزيد من الضوء لكل واط)، وتحسين الأداء الحراري لتيارات تشغيل أعلى، والاستمرار في الالتزام بلوائح البيئة والمواد الأكثر صرامة.