ورقة بيانات مصفوفة مصابيح LED طراز A264B/SUR/S530-A3 - أحمر ساطع - 20 مللي أمبير - 125 ميللي كانديلا - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد A264B/SUR/S530-A3 مكونًا منفصلاً لمصفوفة مصابيح LED، مُصممة للاستخدام كمؤشر حالة أو وظيفة في مختلف الأجهزة والمعدات الإلكترونية. تم تصنيعها باستخدام حامل بلاستيكي يسمح بدمج مصابيح فردية، مما يوفر حلاً متعدد الاستخدامات للتركيب على اللوحات.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

يقدم المنتج عدة مزايا رئيسية لمهندسي التصميم:

• استهلاك منخفض للطاقة:مصممة للتشغيل بكفاءة، مما يقلل من استهلاك الطاقة لدوائر المؤشرات.
• كفاءة عالية وتكلفة منخفضة:توفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة للإشارة البصرية مع إخراج ضوئي جيد.
• مرونة في التصميم:توفر تحكمًا جيدًا وتركيبات حرة لألوان مصابيح LED داخل شكل المصفوفة.
• سهولة التجميع:تتميز بتصميم سهل القفل في مكانه والتجميع. المصفوفة قابلة للتكديس رأسيًا وأفقيًا، مما يوفر مرونة في التخطيط.
• تركيب متعدد الاستخدامات:يمكن تركيبها على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو مباشرة على اللوحات.
• الامتثال البيئي:المنتج متوافق مع توجيه RoHS (تقييد المواد الخطرة)، ولوائح الاتحاد الأوروبي REACH، وهو خالٍ من الهالوجين (مع حدود Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.2 التطبيقات المستهدفة

تُستخدم مصفوفة مصابيح LED هذه بشكل أساسي كمؤشر لإظهار الحالة، الدرجة، الوظيفة، الموضع، أو معلمات أخرى داخل الأجهزة والأدوات الإلكترونية. تشمل تطبيقاتها النموذجية لوحات التحكم، ومعدات الاختبار، وواجهات الآلات الصناعية، والإلكترونيات الاستهلاكية حيث تكون هناك حاجة إلى ردود فعل بصرية واضحة.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 اختيار الجهاز والتركيب المادي

رقم الجزء المحدد المفصل في ورقة البيانات هذا هو264-10SURD/S530-A3-L. مواصفات المواد الرئيسية هي:

• مادة الشريحة:AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). تُستخدم هذه المادة شبه الموصلة عادةً لإنتاج مصابيح LED حمراء وبرتقالية وصفراء عالية السطوع.
• اللون المنبعث:أحمر ساطع.
• لون الراتنج:أحمر منتشر. تساعد العدسة المنتشرة على توسيع زاوية الرؤية وتلطيف إخراج الضوء.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. جميع القيم محددة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تيار أمامي مستمر (I_F):25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• تيار أمامي ذروي (I_FP):60 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار النبضي، المسموح به تحت دورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز.
• جهد عكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يتلف وصلة LED.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ملي واط. الحد الأقصى للطاقة التي يمكن للجهاز تبديدها.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. هذا يحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.3 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• الجهد الأمامي (V_F):1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى). انخفاض الجهد عبر LED عند توصيل 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت. تيار تسرب منخفض جدًا في حالة الإيقاف.
• شدة الإضاءة (I_V):63 ميللي كانديلا (الحد الأدنى)، 125 ميللي كانديلا (النموذجي). هذا هو مقياس القوة الملحوظة للضوء المرئي المنبعث. القيمة النموذجية البالغة 125 ميللي كانديلا مناسبة للعديد من تطبيقات المؤشرات.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):60 درجة (النموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف شدة الذروة (المقاسة عند 0 درجة). توفر زاوية 60 درجة مخروط رؤية واسع بشكل معقول.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):632 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج الطاقة الضوئية في الحد الأقصى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):624 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق بشكل أفضل مع لون LED.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). العرض الطيفي للضوء المنبعث، مقاسًا عند نصف الحد الأقصى للشدة (FWHM).

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. فهم هذه المنحنيات أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة قوي.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى التوزيع الطيفي للضوء المنبعث، حيث يبلغ ذروته حوالي 632 نانومتر (نموذجي) بعرض نطاق (FWHM) يبلغ حوالي 20 نانومتر، مما يؤكد إخراج اللون الأحمر الساطع.

3.2 نمط التوجيهية

يوضح مخطط التوجيهية التوزيع المكاني لشدة الضوء. يتم تأكيد زاوية الرؤية النموذجية البالغة 60 درجة، مما يُظهر انخفاضًا سلسًا في الشدة مع زيادة الزاوية من المحور المركزي.

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

يُظهر هذا المنحنى الأساسي العلاقة الأسية بين التيار والجهد للدايود. بالنسبة لهذا LED، عند نقطة التشغيل النموذجية البالغة 20 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 2.0 فولت. المنحنى ضروري لاختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى أن ناتج الضوء (الشدة) يزداد مع التيار الأمامي. ومع ذلك، فهو ليس خطيًا تمامًا، ولن يؤدي التشغيل خارج الحدود القصوى المطلقة إلى زيادات متناسبة ويخاطر بالتلف.

3.5 الاعتماد على درجة الحرارة

يُظهر منحنيان رئيسيان تأثير درجة الحرارة المحيطة (T_a):
الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:تنخفض شدة الإضاءة عادةً مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. يجب أخذ هذا التخفيض في الاعتبار للتطبيقات التي تعمل في درجات حرارة عالية.
التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:يشير هذا المنحنى، الذي يُظهر على الأرجح سيناريو تشغيل بجهد ثابت، إلى كيفية تغير التيار الأمامي مع درجة الحرارة بسبب تحولات V_F للدايود. للتشغيل المستقر، يوصى بشدة باستخدام تشغيل بتيار ثابت.

4. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد العبوة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد لمصفوفة مصابيح LED. تشمل الملاحظات الرئيسية من الرسم:
1. جميع الأبعاد بالمليمترات (مم).
2. التسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُشار إلى تسامح محدد على الرسم.
3. يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم العبوة. القياس الدقيق لهذا البعد أمر بالغ الأهمية لتصميم بصمة PCB لتجنب الإجهاد الميكانيكي أثناء التجميع.

4.2 تحديد القطبية

يجب مراعاة القطبية للتشغيل الصحيح. تستخدم العبوة مؤشر قطبية LED قياسي: الطرف الأطول هو الأنود (+)، والطرف الأقصر هو الكاثود (-). يجب تصميم بصمة PCB أو فتحة اللوحة لمطابقة هذا الاتجاه.

5. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة السليمة ضرورية للحفاظ على الموثوقية والأداء.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة لمبة الإيبوكسي لمنع الإجهاد على القالب الداخلي وروابط الأسلاك.
• شكل الأطرافقبللحام المكون.
• تجنب تطبيق إجهاد على العبوة أثناء التشكيل.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤70% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي للتخزين الموصى به 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

القاعدة العامة:حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:
- درجة حرارة طرف المكواة: 300 درجة مئوية كحد أقصى (لمكواة بقوة 30 واط كحد أقصى).
- وقت اللحام: 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.

اللحام بالموجة أو الغمس:
- درجة حرارة التسخين المسبق: 100 درجة مئوية كحد أقصى (لمدة تصل إلى 60 ثانية).
- درجة حرارة وحوض اللحام والوقت: 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى.
- يتم توفير رسم بياني موصى به لملف تعريف درجة حرارة اللحام، يوضح العلاقة بين الوقت ودرجة الحرارة للتسخين المسبق، والتكسية، والموجة الصفحية، والتبريد.

ملاحظات لحام حرجة:
- تجنب الإجهاد الميكانيكي على الأطراف بينما LED ساخن.
- لا تُلحم الجهاز أكثر من مرة (مرور واحد فقط).
- احمِ LED من الصدمات/الاهتزازات حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
- تجنب التبريد السريع من درجة حرارة اللحام القصوى.
- استخدم دائمًا أقل درجة حرارة لحام فعالة.

5.4 التنظيف

• إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل فقط في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة.
• جفف في درجة حرارة الغرفة قبل الاستخدام.
• لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية.إذا كان ذلك لا مفر منه تمامًا، فإن التقييم المسبق المكثف مطلوب لتقييم تأثير قوة الموجات فوق الصوتية وظروف التجميع على سلامة LED.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لمنع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وتلف الرطوبة:
1. كيس مضاد للكهرباء الساكنة:يوفر حماية من ESD أثناء النقل والتخزين.
2. الصندوق الداخلي:يحتوي على عدة أكياس.
3. الصندوق الخارجي:حاوية الشحن النهائية.

6.2 كمية التعبئة

تدفق التعبئة القياسي هو:
- 250 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
- 6 أكياس لكل صندوق داخلي (إجمالي 1,500 قطعة).
- 10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي خارجي (إجمالي 15,000 قطعة).

6.3 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على المعلومات التالية:
- CPN:رقم إنتاج العميل.
- P/N:رقم الإنتاج (رقم جزء الشركة المصنعة).
- QTY:كمية التعبئة.
- CAT:رتب شدة الإضاءة (صنف السطوع).
- HUE:رتب الطول الموجي السائد (صنف اللون).
- REF:رتب الجهد الأمامي (صنف الجهد).
- LOT No:رقم الدفعة للتتبع.

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتم تشغيل هذا LED عادةً بواسطة مصدر جهد مستمر من خلال مقاوم محدد للتيار. يمكن حساب قيمة المقاوم (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. لمصدر 5 فولت وهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير مع V_Fنموذجي بقيمة 2.0 فولت: R_s= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. يمكن استخدام قيمة أعلى قليلاً (مثل 180 أوم) لزيادة هامش الأمان والعمر الافتراضي.

7.2 اعتبارات التصميم

• تشغيل التيار:قم دائمًا بتشغيل مصابيح LED بتيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاوم على التوالي. لا تقم بالاتصال مباشرة بمصدر جهد بدون تحديد للتيار.
• إدارة الحرارة:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، تأكد من التهوية الكافية إذا تم استخدام عدة مصابيح LED في مساحة ضيقة، خاصة بالقرب من الحد الأعلى لدرجة حرارة التشغيل.
• تخطيط PCB:صمم بصمة PCB وفقًا لأبعاد العبوة، مع احترام نصف قطر الانحناء الأدنى البالغ 3 مم من اللمبة لأي تشكيل مطلوب للأطراف.
• احتياطات ESD:على الرغم من عدم تصنيفها صراحةً كجهاز حساس، إلا أنه يوصى بإجراءات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

8. المقارنة التقنية والتمييز

تميز A264B/SUR/S530-A3 نفسها من خلالشكل المصفوفةوتصميمها الميكانيكي متعدد الاستخدامات. على عكس مصابيح LED المنفردة المنفصلة، يسمح حامل المصفوفة بتجميعات مصابيح متعددة مُعدة مسبقًا، مما يبسط تصميم اللوحة وتجميعها. توفر قابلية التكديس (الرأسي والأفقي) مرونة فريدة في التخطيط لا توجد دائمًا في عبوات LED القياسية. يجعل الجمع بين تقنية AlGaInP للون الأحمر عالي السطوع، وزاوية رؤية واسعة 60 درجة، والامتثال البيئي الكامل (RoHS، REACH، خالية من الهالوجين) هذا المنتج خيارًا قويًا للتصميمات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب مؤشرات بصرية موثوقة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما هو تيار التشغيل الموصى به؟

شرط الاختبار القياسي هو 20 مللي أمبير، وهي نقطة تشغيل آمنة وشائعة توفر سطوعًا جيدًا. يجب ألا تتجاوز الحد الأقصى المطلق للتصنيف البالغ 25 مللي أمبير تيار مستمر.

9.2 هل يمكنني استخدام هذا LED في تطبيق خارجي؟

نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، وهو ما يغطي العديد من الظروف الخارجية. ومع ذلك، قد تكون عبوة راتنج الإيبوكسي عرضة لتدهور الأشعة فوق البنفسجية وتسلل الرطوبة مع التعرض المطول. للبيئات الخارجية القاسية، يجب النظر في طلاء واقي إضافي أو استخدام مصابيح LED مصنفة خصيصًا للاستخدام الخارجي.

9.3 لماذا يُوصى بالتشغيل بتيار ثابت؟

الجهد الأمامي (V_F) لـ LED له معامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع زيادة درجة الحرارة). إذا تم تشغيله بجهد ثابت، فإن ارتفاع درجة الحرارة يتسبب في انخفاض V_F، مما يؤدي إلى زيادة التيار (I_F= (V_supply-V_F)/R). يولد هذا التيار المتزايد المزيد من الحرارة، مما يخفض V_Fبشكل أكبر ويزيد التيار، مما قد يؤدي إلى هروب حراري. يمنع مصدر التيار الثابت ذلك من خلال تنظيم I_Fبغض النظر عن V_F variations.

.

9.4 كيف أفسر قيمة شدة الإضاءة؟

القيمة النموذجية هي 125 ميللي كانديلا (mcd) عند 20 مللي أمبير. الكانديلا هي وحدة شدة الإضاءة، وهي القوة الملحوظة للضوء لكل وحدة زاوية صلبة. للمقارنة، قد يتراوح مؤشر LED قياسي من 20 mcd إلى أكثر من 1000 mcd. قيمة 125 mcd ساطعة بما يكفي لمعظم تطبيقات مؤشرات اللوحات الداخلية.

10. دراسة حالة تصميمية عمليةالسيناريو:

تصميم لوحة تحكم بها 10 مؤشرات حالة، كل منها يتطلب LED أحمر ساطع. المساحة محدودة على PCB، ولكن هناك مساحة متاحة على اللوحة.الحل باستخدام مصفوفة A264B:
1. بدلاً من وضع 10 مصابيح LED فردية على PCB، يمكن للمصمم استخدام واحدة أو أكثر من مصفوفات المصابيح هذه. يمكن لحامل المصفوفة الواحد استيعاب عدة مصابيح LED في نمط محدد مسبقًا. يتم تركيب المصفوفة على اللوحة نفسها، مع مرور الأطراف إلى PCB. هذا النهج:يوفر مساحة PCB:
2. يقلل من عدد المكونات المنفصلة والبصمات على اللوحة الرئيسية.يبسط التجميع:
3. تنغلق المصفوفة أو تُقفل في اللوحة، مما يحافظ على مكانها أثناء اللحام.يحسن الجماليات:
4. يوفر مظهرًا موحدًا ومحاذيًا للمؤشرات على واجهة اللوحة.يعزز قابلية الخدمة:

إذا فشل LED، فقد تحتاج فقط وحدة المصفوفة إلى الاستبدال بدلاً من إزالة لحام LED واحد من PCB مزدحم. يظل التصميم الكهربائي كما هو - سيكون لكل LED داخل المصفوفة مقاومه المحدد للتيار الخاص به المتصل بدائرة التشغيل على PCB.