ورقة بيانات مصباح LED طراز 7343-2SURD/S530-A3 - 3.0x1.6x1.9 مم - 2.0 فولت - 40 ميغاواط - أحمر ساطع - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED طراز 7343-2SURD/S530-A3. هذا المكون هو جهاز مثبت على السطح (SMD) مصمم للتطبيقات التي تتطلب أداءً موثوقًا وإخراج ضوئيًا ثابتًا. يركز التصميم الأساسي على توفير مصدر ضوء أحمر ساطع مستقر، مناسب لمختلف تطبيقات المؤشرات الإلكترونية والإضاءة الخلفية.

1.1 المزايا الأساسية

يقدم هذا المصباح الثنائي الباعث للضوء (LED) عدة مزايا رئيسية تجعله مناسبًا للإلكترونيات الصناعية والاستهلاكية. وهو متوفر باختيار من زوايا رؤية مختلفة لتناسب احتياجات التطبيقات المتنوعة. يتم توريد المنتج على شريط وبكرة لتوافقه مع عمليات التجميع الآلي (pick-and-place)، مما يعزز كفاءة التصنيع. تم تصميمه ليكون موثوقًا وقويًا، مما يضمن أداءً طويل الأمد. علاوة على ذلك، يتوافق الجهاز مع اللوائح البيئية الرئيسية، بما في ذلك توجيه الاتحاد الأوروبي RoHS، ولائحة الاتحاد الأوروبي REACH، ويتم تصنيعه خاليًا من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، والكلور <900 جزء في المليون، و Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

تم تصميم سلسلة مصابيح LED هذه خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب مستويات سطوع أعلى. تتوفر المصابيح بألوان وشدة إضاءة مختلفة. تشمل مجالات التطبيق النموذجية أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، والملحقات العامة للكمبيوتر حيث تكون هناك حاجة للإشارة إلى الحالة أو للإضاءة الخلفية.

2. التعمق في المعلمات التقنية

إن الفهم الشامل لحدود الجهاز وخصائص تشغيله أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة موثوقة وضمان طول عمر المنتج.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود. يتم تحديد جميع القيم عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تيار الأمام المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه باستمرار على LED.
• تيار الأمام الذروي (IFP):60 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار النبضي، المسموح به تحت دورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يؤدي تطبيق جهد عكسي يتجاوز هذه القيمة إلى حدوث انهيار.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميغاواط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للجهاز تبديدها.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة لتخزين الجهاز عندما لا يكون موصولاً بالطاقة.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. أقصى درجة حرارة ووقت لعمليات اللحام.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف التشغيل العادية (Ta=25°C، IF=20mA ما لم يُذكر خلاف ذلك). هذه القيم حاسمة للتصميم البصري.

• شدة الإضاءة (Iv):160 ميكروكانديلا (الحد الأدنى)، 320 ميكروكانديلا (النموذجي). هذا هو مقياس قوة الضوء المُدرك المنبعث.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):40 درجة (النموذجي). الزاوية التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف شدة الذروة.
• طول موجة الذروة (λp):632 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λd):624 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). عرض الطيف المنبعث عند نصف شدة الذروة.
• جهد الأمام (VF):1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند IF=20mA. انخفاض الجهد عبر LED عند التوصيل.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. تيار التسرب الصغير عندما يكون الجهاز متحيزًا عكسيًا.

2.3 اختيار الجهاز والتقسيم

يستخدم LED مادة شريحة من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) لإنتاج لون منبعث أحمر ساطع. لون الراتنج هو أحمر منتشر. تشير ورقة البيانات إلى نظام تقسيم يُشار إليه بعلامات مثل CAT (لرتب شدة الإشعاع وجهد الأمام) و HUE (للإشارة إلى اللون). يجب على المصممين الرجوع إلى معلومات التقسيم المحددة من الشركة المصنعة لمطابقة دقيقة للون والشدة في الإنتاج.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص المقدمة نظرة أعمق على سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

3.1 التوزيع الطيفي والزاوي

يُظهر منحنىالشدة النسبية مقابل الطول الموجيطيف الانبعاث النموذجي المتمركز حول 632 نانومتر بعرض نطاق يبلغ حوالي 20 نانومتر، مما يؤكد اللون الأحمر الساطع. يمثل منحنىالاتجاهيةزاوية الرؤية البالغة 40 درجة بشكل مرئي، ويوضح كيف تنخفض شدة الضوء من المحور المركزي.

3.2 العلاقات الكهربائية والحرارية

يُظهر منحنىتيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى IV)الخاصية الأسية للثنائي. عند نقطة التشغيل النموذجية البالغة 20 مللي أمبير، يكون جهد الأمام حوالي 2.0 فولت. يُظهر منحنىالشدة النسبية مقابل تيار الأمامأن ناتج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد يصبح دون خطي عند التيارات الأعلى بسبب التسخين وانخفاض الكفاءة. تُعد منحنياتالشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةوتيار الأمام مقابل درجة الحرارة المحيطةحرجة لإدارة الحرارة. تُظهر أن شدة الإضاءة تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة، وأن جهد الأمام له معامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع زيادة درجة الحرارة).

4. معلومات الميكانيكا والعبوة

4.1 أبعاد العبوة

يتم وضع LED في عبوة مثبتة على السطح طراز 7343. تشمل الأبعاد الرئيسية طول الجسم حوالي 3.0 مم، وعرض 1.6 مم، وارتفاع 1.9 مم. يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم. التسامح البعدي القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب الرجوع إلى الرسم الميكانيكي التفصيلي لتصميم بصمة PCB للحصول على تخطيط الوسادة الدقيق، وتباعد الأطراف، والهندسة العامة.

4.2 تحديد القطبية

يُشار إلى الكاثود عادةً بواسطة علامة مرئية على العبوة، مثل شق، أو نقطة، أو علامة خضراء على الشريط. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع التلف.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر ضروري للحفاظ على سلامة الجهاز وأدائه.

5.1 تشكيل الأطراف (إن وجد)

إذا تطلب الأمر تشكيل الأطراف، فيجب أن يتم ذلك قبل اللحام. يجب أن يكون الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد. تجنب إجهاد العبوة، واقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة. يجب أن تتماشى ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لمنع إجهاد التركيب.

5.2 عملية اللحام

اللحام اليدوي:يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 300 درجة مئوية (لحد أقصى 30 واط)، مع تحديد وقت اللحام بـ 3 ثوانٍ لكل طرف. حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
اللحام بالموجة/الغمس:يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التسخين المسبق 100 درجة مئوية لمدة أقصاها 60 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة حمام اللحام 260 درجة مئوية، مع وقت بقاء أقصاه 5 ثوانٍ. مرة أخرى، حافظ على مسافة 3 مم من نقطة اللحام إلى اللمبة. يتم توفير ملف تعريف لحام موصى به، يوضح مراحل زيادة درجة الحرارة، والتسخين المسبق، والوقت فوق نقطة الانصهار، ومراحل التبريد. لا ينبغي إجراء اللحام بالغمس أو اليدوي أكثر من مرة. تجنب الإجهاد على الأطراف أثناء مراحل درجات الحرارة العالية واترك LED يبرد تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.

5.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة، يليها التجفيف بالهواء. لا يُنصح بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه يمكن أن يسبب تلفًا ميكانيكيًا لهيكل LED. إذا كان مطلوبًا تمامًا، فإن التأهيل المسبق الشامل ضروري.

5.4 ظروف التخزين

يجب تخزين مصابيح LED عند 30 درجة مئوية أو أقل ورطوبة نسبية 70٪ أو أقل. العمر الافتراضي للتخزين الموصى به بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين لفترة أطول (حتى عام واحد)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومادة ماصة للرطوبة. تجنب التحولات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6. إدارة الحرارة واعتبارات التصميم

6.1 إدارة الحرارة

تبديد الحرارة الفعال أمر بالغ الأهمية لأداء LED وعمره الافتراضي. يجب تخفيض التيار بشكل مناسب بناءً على درجة حرارة التشغيل المحيطة، كما هو موضح في منحنيات تخفيض التصنيف (راجع مواصفات المنتج المحددة للحصول على المنحنى الدقيق). يجب التحكم في درجة الحرارة المحيطة بـ LED في التطبيق النهائي. يجب على المصممين التأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على اللوحة PCB أو طرق أخرى لتبديد الحرارة للحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة.

6.2 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع إجراءات التعامل مع ESD القياسية خلال جميع مراحل التجميع والتعامل. وهذا يشمل استخدام محطات عمل مؤرضة، وأسوار معصم، وحاويات موصلة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED باستخدام مواد مقاومة للرطوبة ومضادة للكهرباء الساكنة للحماية من المجالات الكهروستاتيكية والكهرومغناطيسية. تدفق التعبئة القياسي هو: توضع مصابيح LED في كيس مضاد للكهرباء الساكنة. توضع عدة أكياس في صندوق كرتوني داخلي. يتم تعبئة عدة صناديق كرتونية داخلية في صندوق كرتوني خارجي للشحن.

7.2 شرح الملصق وكمية التعبئة

تشمل الملصقات: CPN (رقم منتج العميل)، P/N (رقم المنتج)، QTY (كمية التعبئة)، CAT (رتب شدة الإشعاع وجهد الأمام)، HUE (الإشارة إلى اللون)، و REF (مرجع عام).
كميات التعبئة القياسية هي: الحد الأدنى 200 إلى 500 قطعة لكل كيس، 5 أكياس لكل صندوق كرتوني داخلي، و 10 صناديق كرتونية داخلية لكل صندوق رئيسي خارجي.

8. ملاحظات التطبيق ودراسة حالة التصميم

8.1 دائرة التطبيق النموذجية

في تطبيق نموذجي، يتم تشغيل LED بواسطة مصدر تيار ثابت أو من خلال مقاومة محددة للتيار متصلة على التوالي مع مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاوم المتسلسل (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s = (V_supply - V_F) / I_F، حيث V_F هو جهد الأمام لـ LED (استخدم القيمة النموذجية أو القصوى للموثوقية) و I_F هو تيار الأمام المطلوب (على سبيل المثال، 20 مللي أمبير). لمصدر جهد 5 فولت و V_F بقيمة 2.0 فولت، R_s = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. يجب اختيار مقاوم بقدرة تصنيفية لا تقل عن I_F^2 * R_s = 0.06 واط.

8.2 اعتبارات التصميم للإضاءة الخلفية للشاشة

عند استخدامه كمؤشر حالة في شاشة، ضع في اعتبارك زاوية الرؤية المطلوبة (40 درجة مناسبة للعديد من تطبيقات اللوحة الأمامية). يوفر اللون الأحمر الساطع تباينًا عاليًا ضد ألوان الإطار النموذجية. تأكد من أن تيار التشغيل لا يتجاوز التصنيف المستمر، خاصة في المساحات المغلقة حيث قد ترتفع درجة الحرارة المحيطة. تعد الاستقرار طويل الأمد والامتثال لـ RoHS عوامل رئيسية لتصنيع الإلكترونيات الاستهلاكية.

9. المقارنة التقنية والأسئلة الشائعة

9.1 التمايز

مقارنة بمصابيح LED الحمراء ذات الثقب المار القديمة، توفر عبوة SMD هذه بصمة أصغر بكثير، ومظهر منخفض، وتوافق مع التجميع الآلي. توفر تقنية AlGaInP كفاءة أعلى ولونًا أكثر تشبعًا مقارنة بالتكنولوجيات القديمة مثل GaAsP.

9.2 الأسئلة المتكررة

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أعلى؟
ج: لا. الحد الأقصى المطلق لتيار الأمام المستمر هو 25 مللي أمبير. يتجاوز هذا التصنيف خطر التلف الدائم وتقليل العمر الافتراضي. قم دائمًا بالتشغيل ضمن الحدود المحددة.
س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟
ج: طول موجة الذروة هو الذروة الفيزيائية لطيف الانبعاث. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي الذي يطابق اللون المُدرك. بالنسبة لمصابيح LED، غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين.
س: هل مبرد الحرارة مطلوب؟
ج: للتشغيل عند أقصى تيار مصنف (25 مللي أمبير) أو في درجات حرارة محيطة عالية، فإن الإدارة الحرارية المناسبة عبر تصميم PCB ضرورية. راجع منحنيات تخفيض التصنيف للحصول على التوجيه.