ورقة بيانات مصباح LED 494-10SURT/S530-A3 - عبوة 5 مم - جهد أمامي 2.0 فولت - لون أحمر ساطع - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED عالي السطوع مقاس 5 مم من نوع "ثقب عبر اللوحة". الجهاز جزء من سلسلة مصممة هندسياً للتطبيقات التي تتطلب إخراجاً ضوئياً فائقاً. يستخدم شريحة أشباه الموصلات من نوع AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) لإنتاج لون أحمر ساطع، مغلفة براتنج إيبوكسي شفاف أحمر. تم تصميم المنتج ليكون موثوقاً وقوياً، مما يجعله مناسباً لمجموعة متنوعة من تطبيقات المؤشرات الإلكترونية والإضاءة الخلفية.

1.1 المزايا الأساسية

• سطوع عالٍ:مصمم خصيصاً للتطبيقات التي تتطلب شدة إضاءة أعلى.
• الامتثال:المنتج متوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية بما في ذلك RoHS، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، وهو خالٍ من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).
• خيارات التعبئة:متوفر على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي.
• اختيار زاوية الرؤية:يُعرض بزوايا رؤية مختلفة لتناسب احتياجات التطبيقات المتنوعة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

تشمل التطبيقات الأساسية لهذا المصباح الثنائي الباعث للضوء الإلكترونيات الاستهلاكية وملحقات الكمبيوتر حيث تكون المؤشرات البصرية الواضحة والساطعة ضرورية. حالات الاستخدام النموذجية هي:

• أجهزة التلفزيون (مؤشرات الحالة، الإضاءة الخلفية)
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• معدات الكمبيوتر العامة

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيراً مفصلاً وموضوعياً للمواصفات الكهربائية والبصرية والحرارية للجهاز.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):60 مللي أمبير. هذا التصنيف للتيار النبضي (بدورة عمل 1/10، تردد 1 كيلوهرتز) مخصص للتشغيل المؤقت غير المستمر.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ملي واط. أقصى قدرة يمكن للجهاز تبديدها كحرارة.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -40°م إلى +85°م (التشغيل)، من -40°م إلى +100°م (التخزين).
• درجة حرارة اللحام:260°م لمدة 5 ثوانٍ. هذا يحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس في حالة اختبار قياسية بتيار أمامي 20 مللي أمبير ودرجة حرارة محيطة 25°م (T_a).

• شدة الإضاءة (I_v):القيمة النموذجية هي 32 مللي كانديلا، بحد أدنى 16 مللي كانديلا. هذا يقيس السطوع الملحوظ لإخراج الضوء الأحمر.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):100 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى، مما يحدد انتشار الحزمة.
• طول موجة الذروة (λ_p):632 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):624 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الفردي الذي يتطابق بشكل أفضل مع اللون الملحوظ لـ LED.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير. هذا أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة وحساب مقاومة تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند انحياز عكسي 5 فولت.

تفاوتات القياس:الجهد الأمامي (±0.1 فولت)، شدة الإضاءة (±10%)، الطول الموجي السائد (±1.0 نانومتر). يجب مراعاة هذه الشكوك في التصاميم الدقيقة.

3. تحليل منحنيات الأداء

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

3.1 التوزيع الطيفي والتوجيهية

يظهر منحنىالشدة النسبية مقابل الطول الموجيطيف انبعاث ضيق يتركز حول 632 نانومتر، وهو سمة مميزة لثنائيات LED الحمراء من نوع AlGaInP. يمثل نمطالتوجيهية(الرسم القطبي) زاوية الرؤية البالغة 100 درجة بشكل مرئي، موضحاً كيف تنخفض الشدة من المحور المركزي.

3.2 العلاقات الكهربائية والحرارية

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):هذا المنحنى غير الخطي ضروري لتحديد المقاومة الديناميكية لـ LED ولتصميم دائرة القيادة المناسبة. يظهر العلاقة الأسية النموذجية للثنائي.
• الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح أن إخراج الضوء يزداد مع التيار، ولكن ليس بالضرورة بشكل خطي عبر النطاق بأكمله. هذا يوجه القرارات بشأن تيار القيادة للسطوع المطلوب.
• الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح معامل درجة الحرارة السالب لإخراج الإضاءة. مع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض الكفاءة وإخراج الضوء بشكل عام.
• التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:غالباً ما يستخدم هذا المنحنى جنباً إلى جنب مع إرشادات تخفيض التصنيف، فهو يساعد في تحديد أقصى تيار تشغيل آمن في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.

4. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد العبوة

يُحفظ الجهاز في عبوة قياسية مقاس 5 مم بأطراف شعاعية. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات.
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة).
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

يحدد الرسم الأبعادي تباعد الأطراف، وقطر وشكل العدسة، والارتفاع الكلي، وهي أمور بالغة الأهمية لتصميم البصمة على اللوحة المطبوعة وضمان الملاءمة المناسبة في العلبات.

4.2 تحديد القطبية

يُحدد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على حافة العدسة و/أو طرف أقصر. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التثبيت لمنع تلف الانحياز العكسي.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على موثوقية وأداء الجهاز.

5.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة بصيلة الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيلقبل soldering.
• تجنب إجهاد العبوة. يمكن أن تؤدي ثقوب اللوحة المطبوعة غير المحاذية التي تسبب إجهاداً للأطراف إلى تدهور الإيبوكسي و LED.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

5.2 معاملات اللحام

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة بحد أقصى 300°م (30 واط كحد أقصى)، وقت اللحام بحد أقصى 3 ثوانٍ، حافظ على مسافة 3 مم على الأقل من نقطة اللحام إلى بصيلة الإيبوكسي.
اللحام بالموجة/الغمس:التسخين المسبق بحد أقصى 100°م (60 ثانية كحد أقصى)، حمام اللحام بحد أقصى 260°م لمدة 5 ثوانٍ، حافظ على مسافة 3 مم من نقطة اللحام إلى البصيلة.
القواعد العامة:تجنب الإجهاد على الأطراف في درجة حرارة عالية. لا تلحم أكثر من مرة. اسمح بالتبريد التدريجي إلى درجة حرارة الغرفة دون صدمة ميكانيكية. استخدم أقل درجة حرارة فعالة.

5.3 التخزين والتعامل

• التخزين:يوصى بالتخزين عند ≤30°م و ≤70% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي هو 3 أشهر من تاريخ الشحن. للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم وعاء محكم الإغلاق مع نيتروجين ومادة مجففة.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):الجهاز حساس تجاه التفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتخاذ احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي القياسية (محطات عمل مؤرضة، أسوار معصم) أثناء التعامل.
• التنظيف:إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة. تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية ما لم يتم التأهيل المسبق للتطبيق بشكل محدد، حيث يمكن أن يتلف القطعة.

5.4 إدارة الحرارة

الإدارة الحرارية السليمة ضرورية لطول العمر. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، كما هو موضح في منحنى تخفيض التصنيف. يجب التحكم في درجة الحرارة المحيطة بـ LED في التطبيق النهائي.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED باستخدام مواد مقاومة للرطوبة ومضادة للكهرباء الساكنة لمنع التلف أثناء الشحن والتخزين. التسلسل الهرمي للتعبئة هو:

1. كيس مضاد للكهرباء الساكنة:يحتوي على 200 إلى 1000 قطعة.
2. الصندوق الداخلي:يحتوي على 4 أكياس.
3. الصندوق الخارجي:يحتوي على 10 صناديق داخلية.

6.2 شرح الملصق والتصنيف

يتضمن ملصق التعبئة رموزاً لتحديد المنتج وتصنيف الأداء:

• P/N:رقم الإنتاج (مثال: 494-10SURT/S530-A3).
• CAT:رتب شدة الإضاءة (تصنيف السطوع).
• HUE:رتب الطول الموجي السائد (تصنيف اللون).
• REF:رتب الجهد الأمامي (تصنيف الجهد).
• رقم الدفعة:رقم دفعة التصنيع القابل للتتبع.

يضمن نظام التصنيف هذا أن المعايير الكهربائية والبصرية تقع ضمن نطاقات فرعية محددة، مما يسمح بأداء متسق في الإنتاج الآلي.

7. اعتبارات تصميم التطبيق

7.1 تصميم الدائرة

مقاومة تحديد التيار إلزامية عند تشغيل LED من مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. استخدم أقصى V_Fمن ورقة البيانات (2.4 فولت) لتصميم قوي يضمن ألا يتجاوز I_F20 مللي أمبير حتى مع تفاوتات المكونات. لمصدر 5 فولت: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. ستوفر مقاومة قياسية 150 Ω هامش أمان.

7.2 تخطيط اللوحة المطبوعة

تأكد من تطابق تباعد ثقوب اللوحة المطبوعة مع تباعد أطراف LED بدقة لتجنب الإجهاد الميكانيكي. وفر مساحة كافية حول بصيلة الإيبوكسي للمسافة الموصى بها لللحام وهي 3 مم.

7.3 التصميم الحراري

في التطبيقات ذات درجة الحرارة المحيطة العالية أو حيث يتم تجميع عدة مصابيح LED بكثافة، ضع في اعتبارك تخفيض التصنيف الحراري. إذا تجاوزت درجة الحرارة المحلية النطاق الموصى به، قلل تيار القيادة لمنع تسارع استهلاك اللومن والفشل المحتمل.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم هذا LED الأحمر القائم على AlGaInP مزايا مميزة مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم):

• كفاءة وسطوع أعلى:يوفر AlGaInP فعالية إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى إخراج أكثر سطوعاً عند نفس تيار القيادة.
• نقاء لوني فائق:ينتج الطول الموجي السائد البالغ 624 نانومتر لوناً أحمر "ساطعاً" أعمق وأكثر تشبعاً مقارنة باللون الأحمر المائل للبرتقالي غالباً في مصابيح LED من نوع GaAsP.
• استقرار حراري أفضل:تظهر أجهزة AlGaInP بشكل عام أداءً أكثر استقراراً عبر نطاقات درجات الحرارة، على الرغم من أن تخفيض التصنيف لا يزال ضرورياً.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكثر؟

لا. التقييم الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 25 مللي أمبير. التشغيل عند 30 مللي أمبير يتجاوز هذا التصنيف، مما قد يسبب درجة حرارة وصلة مفرطة، واستهلاك سريع لللومن، وفشل كارثي. للحصول على سطوع أعلى، اختر LED مصنفاً لتيار أعلى.

9.2 ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

طول موجة الذروة (λ_p):الطول الموجي الفيزيائي حيث تكون القدرة الضوئية المنبعثة في أعلى مستوياتها.
الطول الموجي السائد (λ_d):الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون LED. بالنسبة لـ LED الحمراء، غالباً ما يكون λ_dأقصر قليلاً من λ_p. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون في التطبيقات.

9.3 لماذا تعتبر مسافة 3 مم من نقطة اللحام مهمة جداً؟

راتنج الإيبوكسي المغلف للقطعة شبه الموصلة حساس لدرجة الحرارة العالية. يمكن أن يؤدي اللحام بالقرب من البصيلة إلى نقل حرارة مفرطة، مما قد يسبب تشققات داخلية ("صدمة حرارية")، أو انفصال الطبقات، أو تغييرات في الخصائص البصرية للراتنج، مما يؤدي إلى فشل مبكر أو انخفاض في إخراج الضوء.

10. مبادئ التشغيل والاتجاهات التكنولوجية

10.1 مبدأ التشغيل الأساسي

هذا جهاز ضوئي شبه موصل. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تشغيل الثنائي (حوالي 1.7-2.4 فولت)، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة (بئر الكم AlGaInP). عندما تتحد هذه حاملات الشحنة، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر.

10.2 اتجاهات الصناعة

بينما تظل مصابيح LED ذات الثقب عبر اللوحة مثل هذا المصباح مقاس 5 مم مستخدمة على نطاق واسع للمؤشرات والإضاءة البسيطة، فإن اتجاه الصناعة يتجه بقوة نحو عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) (مثل 0603، 0805، 2835). تقدم SMD مزايا للتصنيع الحديث: حجم أصغر، مظهر جانبي منخفض، ملاءمة أفضل للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع، وغالباً ما تكون إدارة حرارية محسنة عبر التثبيت المباشر على اللوحة المطبوعة. ومع ذلك، تحتفظ مصابيح LED ذات الثقب عبر اللوحة بمزايا في النماذج الأولية، وتطبيقات الهواة، والحالات التي يكون فيها سطوع نقطة واحدة فائق أو زوايا رؤية أوسع من عبوة منفصلة مطلوبة.