مواصفات مصباح LED 1383UYD/S530-A3 - أصفر لامع - 20 مللي أمبير - 800 ميللي كانديلا - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات الفنية لمصباح LED طراز 1383UYD/S530-A3. هذا المكون هو جهاز مثبت على السطح (SMD) مصمم لتقديم سطوع عالي في عبوة مدمجة. وهو جزء من سلسلة مُحسَّنة للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا وموثوقية فائقين.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED شدة إضاءته العالية، وتوافره بتغليف الشريط والبكرة للتجميع الآلي، وامتثاله لمعايير السلامة والبيئة الرئيسية مثل RoHS وREACH ومتطلبات الخلو من الهالوجين. تم تصميمه خصيصًا ليكون موثوقًا وقويًا تحت ظروف تشغيل متنوعة. التطبيقات المستهدفة هي بشكل أساسي في الإلكترونيات الاستهلاكية، بما في ذلك أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، ومعدات الحوسبة العامة حيث تكون هناك حاجة لوظائف المؤشر أو الإضاءة الخلفية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة للـ LED.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار دون خطر التدهور.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):60 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار الأعلى فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز) للتعامل مع قمم التيار العابرة.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها، وتحسب كـ (الجهد الأمامي (VF) * التيار الأمامي (IF)).
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:تتراوح من -40°C إلى +85°C (التشغيل) ومن -40°C إلى +100°C (التخزين). تحدد هذه الحدود البيئية لفترات التشغيل وعدم التشغيل.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260°C لمدة 5 ثوانٍ. تحدد هذا الملف الحراري الأقصى الذي يمكن للجهاز تحمله أثناء اللحام بالموجة أو إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعايير في ظل ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، IF=20mA) وتحدد أداء الجهاز.

• الشدة الضوئية (Iv):400 ميللي كانديلا (الحد الأدنى)، 800 ميللي كانديلا (النموذجي). هذا هو المقياس الأساسي للسطوع. تشير القيمة النموذجية البالغة 800 ميللي كانديلا إلى إخراج سطوع عالي ضمن فئته.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):25° (النموذجي). تشير زاوية المشاهدة الضيقة هذه إلى أن الضوء يُبعث في حزمة أكثر تركيزًا، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات الإضاءة الموجهة أو المؤشرات.
• الطول الموجي للذروة والمسيطر (λp / λd):591 نانومتر (النموذجي) / 589 نانومتر (النموذجي). تؤكد هذه القيم أن اللون المنبعث هو الأصفر اللامع. يشير التقارب بين طولي الموجة الذروة والمسيطر إلى نقاء لوني جيد.
• عرض نطاق الطيف الإشعاعي (Δλ):15 نانومتر (النموذجي). يحدد هذا العرض الطيفي للضوء المنبعث عند نصف الشدة القصوى.
• الجهد الأمامي (VF):1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر الـ LED أثناء التشغيل. يجب أن يأخذ تصميم الدائرة الكهربائية هذا النطاق في الاعتبار.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. هذا هو تيار التسرب عندما يكون الجهاز في حالة انحياز عكسي.

ملاحظة حول عدم اليقين في القياس:تحدد ورقة البيانات التفاوتات المسموح بها للقياسات الرئيسية: ±0.1V لـ VF، ±10% لـ Iv، و ±1.0nm لـ λd. يجب مراعاة هذه التفاوتات في التطبيقات الدقيقة.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص النموذجية نظرة ثاقبة على سلوك الجهاز في ظل ظروف غير قياسية.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يمثل هذا المنحنى الإخراج الطيفي بيانياً، ويظهر ذروة حادة حول 591 نانومتر، مما يؤكد انبعاث اللون الأصفر بعرض نطاق محدد يبلغ حوالي 15 نانومتر.

3.2 نمط التوجيه

يوضح الرسم القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء، ويرتبط بزاوية المشاهدة البالغة 25°. يظهر نمط انبعاث لامبرتي أو شبه لامبرتي شائع في مصابيح LED.

3.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية النموذجية للثنائي. يزداد الجهد الأمامي لوغاريتميًا مع التيار. عند نقطة التشغيل النموذجية البالغة 20 مللي أمبير، يكون الجهد حوالي 2.0 فولت.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني أن الشدة الضوئية تتناسب تقريبًا خطيًا مع التيار الأمامي في نطاق التشغيل (حتى الحد الأقصى للتيار المقنن). وهذا يسمح بتعتيم السطوع ببساطة عبر التحكم في التيار.

3.5 الاعتماد على درجة الحرارة

يظهر منحنيان رئيسيان تأثير درجة الحرارة المحيطة (Ta):

• الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر انخفاضًا في إخراج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، وهي خاصية لانخفاض كفاءة LED.
• التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:من المحتمل أن يُظهر كيف يتغير الجهد الأمامي مع درجة الحرارة لتيار ثابت، مما يؤثر على جهد التشغيل المطلوب.

هذه المنحنيات حاسمة لتصميم إدارة الحرارة للحفاظ على أداء ثابت.

4. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد العبوة

يتم وضع الـ LED في عبوة SMD قياسية على شكل مصباح. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية من ورقة البيانات:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مم).
• يجب أن يكون ارتفاع حافة المكون أقل من 1.5 مم.
• التفاوت الافتراضي للأبعاد غير المحددة هو ±0.25 مم.

يتم توفير رسم تفصيلي بالأبعاد في ورقة البيانات الأصلية، يحدد تباعد الأطراف، وحجم الجسم، والارتفاع الكلي.

4.2 تحديد القطبية

عادةً ما يتم الإشارة إلى القطبية بواسطة علامة مرئية على العبوة، مثل شق، أو حافة مسطحة، أو أطراف بأحجام مختلفة (غالبًا ما يكون الطرف الكاثودي أقصر أو عليه علامة). يجب الرجوع إلى الرسم التخطيطي للعبوة للتحقق من العلامة المحددة.

5. إرشادات اللحام والتركيب

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. تستند الإرشادات إلى بناء الجهاز وحدود المواد.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على السد.
• يجب إجراء التشكيلقبل soldering.
• تجنب إجهاد العبوة؛ استخدم الأدوات المناسبة.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) تمامًا مع أطراف الـ LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 ظروف التخزين

• موصى به: ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية (RH).
• العمر الافتراضي للتخزين القياسي بعد الشحن: 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: الحد الأقصى 300°C (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط).
• وقت اللحام لكل طرف: الحد الأقصى 3 ثوانٍ.

اللحام بالغمس/الموجة:

• درجة حرارة التسخين المسبق: الحد الأقصى 100°C (لمدة أقصاها 60 ثانية).
• درجة حرارة وحوض اللحام والوقت: الحد الأقصى 260°C لمدة 5 ثوانٍ.

ملاحظات حرجة بعد اللحام:

• تجنب الإجهاد الميكانيكي أو الاهتزاز على الـ LED وهو ساخن.
• برّد من درجة الحرارة القصوى تدريجيًا؛ تجنب التبريد السريع.
• لا ينبغي إجراء اللحام بالغمس أو اليدوي أكثر من مرة واحدة.
• استخدم دائمًا أقل درجة حرارة لحام فعالة.

5.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• جفف بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتيةما لم يكن ضروريًا تمامًا وتم التأهل مسبقًا، حيث يمكن أن يتلف الهيكل الداخلي.

5.5 إدارة الحرارة

التصميم الحراري الفعال ضروري:

• ضع في اعتبارك تبديد الحرارة خلال مرحلة تصميم التطبيق.
• قلل تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة، باستخدام منحنى تقليل التصنيف (المشار إليه في ورقة البيانات).
• تحكم في درجة الحرارة المحيطة بالـ LED في التطبيق النهائي.

5.6 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

الجهاز حساس تجاه ESD وارتفاعات الجهد. يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD خلال جميع مراحل التعامل والتركيب والاختبار. استخدم محطات عمل مؤرضة، وأسوار معصم، وحاويات موصلة.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التغليف

يتم تعبئة مصابيح LED لمنع التلف من الرطوبة والكهرباء الساكنة والصدمات المادية:

• التغليف الأساسي:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• التغليف الثانوي:صناديق داخلية (5 أكياس لكل صندوق).
• التغليف الثالثي:صناديق خارجية (10 صناديق داخلية لكل صندوق).

6.2 كمية التعبئة

يتم هيكلة الحد الأدنى لكميات الطلب على النحو التالي:

• 200-500 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
• 5 أكياس لكل صندوق داخلي.
• 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي.

6.3 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معرفات رئيسية:

• CPN:رقم قطعة العميل.
• P/N:رقم قطعة الشركة المصنعة (مثال: 1383UYD/S530-A3).
• QTY:الكمية الموجودة.
• CAT / HUE:معلومات التصنيف لفئة الشدة الضوئية والطول الموجي المسيطر (اللون).
• LOT No:رقم الدفعة القابلة للتتبع من التصنيع.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

لتشغيل هذا الـ LED، تعتبر دائرة تحديد التيار إلزامية. أبسط طريقة هي استخدام مقاوم متسلسل. يمكن حساب قيمة المقاوم (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5V، وجهد أمامي نموذجي 2.0V، وتيار أمامي مطلوب 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. يُوصى باستخدام دائرة متكاملة (IC) للسائق للتحكم في التيار الثابت، خاصة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا ثابتًا أو تعتيمًا.

7.2 توصيات تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

• تأكد من أن هندسة الوسادة تتطابق مع رسم أبعاد العبوة.
• وفر مساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل قريبًا من الحدود القصوى.
• حافظ على مسافة 3 مم من وسادة اللحام إلى أي مكون آخر أو جسم الإيبوكسي للـ LED وفقًا لإرشادات اللحام.

7.3 التكامل البصري

نظرًا لزاوية المشاهدة البالغة 25°، ضع في اعتبارك استخدام العدسات، أو أدلة الضوء، أو المشتتات إذا كان التطبيق النهائي يتطلب توزيع ضوء أوسع أو بشكل مختلف.

8. المقارنة والتمييز التقني

على الرغم من عدم تقديم مقارنة مباشرة مع المنافسين في الوثيقة المصدر، إلا أنه يمكن استنتاج ميزات التمييز الرئيسية لهذا الـ LED:

• السطوع العالي:شدة إضاءة نموذجية تبلغ 800 ميللي كانديلا ملحوظة لعبوة مصباح قياسية.
• الامتثال البيئي:الامتثال الكامل لمعايير RoHS وREACH والخلو من الهالوجين يمثل ميزة كبيرة للأسواق العالمية والتصاميم الواعية بيئيًا.
• البناء القوي:تشير إرشادات اللحام والتعامل التفصيلية إلى تصميم يركز على تحمل عمليات التجميع القياسية.
• المادة:استخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP هو المعيار لمصابيح LED الصفراء والعنبرية عالية الكفاءة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بمصدر جهد 3.3 فولت؟

ج: نعم. باستخدام صيغة المقاوم المتسلسل: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω. تأكد من أن قدرة المقاوم كافية (P = I²R = 0.026 ملي واط).

س2: ما الفرق بين الطول الموجي للذروة والمسيطر؟

ج: الطول الموجي للذروة (λp) هو الطول الموجي عند أعلى نقطة شدة في الطيف. الطول الموجي المسيطر (λd) هو الطول الموجي الواحد للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المُدرك. غالبًا ما يكونان قريبين، كما هو موضح هنا (591 نانومتر مقابل 589 نانومتر).

س3: لماذا يقتصر عمر التخزين على 3 أشهر؟

ج: هذا مرتبط بحساسية الرطوبة. يمكن للعبوة البلاستيكية امتصاص الرطوبة المحيطة، والتي قد تتحول إلى بخار وتسبب انفصال الطبقات أو التشقق (ظاهرة "الفشار") أثناء اللحام عالي الحرارة إذا لم يتم تخزينها بشكل صحيح أو تجفيفها قبل الاستخدام.

س4: كيف أفسر منحنى تقليل التصنيف؟

ج: منحنى تقليل التصنيف (المشار إليه ولكن غير موضح في المقتطف المقدم) سيرسم الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة. مع ارتفاع درجة الحرارة، ينخفض الحد الأقصى للتيار الآمن لمنع ارتفاع درجة الحرارة والفشل المبكر.

10. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات حالة لموجه شبكة.

تم اختيار مصباح LED الأصفر اللامع 1383UYD/S530-A3 لسطوعه العالي ولونه الواضح. يتم وضع عدة مصابيح LED على لوحة دوائر مطبوعة للإشارة إلى الطاقة، ونشاط الشبكة، وأخطاء النظام. يقوم طرف GPIO لوحدة التحكم الدقيقة بتشغيل كل LED عبر مقاوم متسلسل 150Ω متصل بسكة جهد 5V. زاوية المشاهدة الضيقة البالغة 25° مثالية للفتحات الصغيرة في اللوحة، مما يضمن توجيه الضوء مباشرة إلى المستخدم دون تسرب مفرط. أثناء التجميع، يتم تجميع لوحة الدوائر المطبوعة باستخدام عملية لحام بالموجة مع ملف حراري يلتزم تمامًا بحد 260°C لمدة 5 ثوانٍ. يتم تخزين مصابيح LED في أكياسها المحكمة الغلق والحاجزة للرطوبة حتى لحظة الاستخدام ويتم التعامل معها على محطة عمل آمنة من ESD. يضمن هذا النهج تشغيلًا موثوقًا وطويل الأمد للمؤشرات.

11. مقدمة عن المبدأ التقني

يعتمد هذا الـ LED على شريحة أشباه موصلات من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر (~589-591 نانومتر). تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي على حماية الشريحة، وتعمل كعدسة أولية لتشكيل إخراج الضوء، وتوفر هيكلًا ميكانيكيًا للأطراف.

12. اتجاهات وتطورات الصناعة

تستمر صناعة LED في التطور نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وموثوقية أكبر. بينما هذه عبوة قياسية على شكل مصباح، فإن الاتجاهات المؤثرة على مثل هذه المكونات تشمل:

• التصغير:الاستمرار في تقليل حجم العبوة لنفس إخراج الضوء أو أعلى.
• تحسين الأداء الحراري:مواد وتصاميم عبوات جديدة لإدارة الحرارة بشكل أفضل، مما يسمح بتيارات تشغيل أعلى وعمر أطول.
• معايير أكثر صرامة:زيادة الطلب على الامتثال للوائح البيئية (مثل توسع RoHS وREACH في الاتحاد الأوروبي) وشفافية سلسلة التوريد.
• التكامل الذكي:على الرغم من عدم انطباقه على هذا المكون المنفصل، إلا أن السوق الأوسع يشهد نموًا في مصابيح LED الذكية المتكاملة مع سائقين ومنطق تحكم مدمجين.

تمثل أجهزة مثل 1383UYD/S530-A3 تقنية ناضجة وموثوقة تشكل العمود الفقري للعديد من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الأساسية.