ورقة بيانات مصباح LED 1533SURD/S530-A3 - أحمر ساطع - 20mcd - 2.0V - 60mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED طراز 1533SURD/S530-A3. هذا المكون هو صمام ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع السطح (SMD) مصمم للتطبيقات التي تتطلب أداءً موثوقًا وإخراج ضوئي ثابت. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية الإضاءة الخلفية للإلكترونيات الاستهلاكية ووظائف المؤشرات.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

يقدم هذا الصمام الثنائي عدة ميزات رئيسية تجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التصميمات الإلكترونية. وهو متوفر باختيار زوايا رؤية مختلفة، مما يوفر مرونة في التصميم لمتطلبات توزيع الضوء المتنوعة. يتم توريد المكون على شريط وبكرة، وهو مثالي لعمليات التجميع الآلي، مما يعزز كفاءة التصنيع. تم تصنيعه ليكون موثوقًا وقويًا، مما يضمن أداءً مستقرًا طوال عمره التشغيلي. المنتج خالٍ من الرصاص (Pb-free) ومصمم للبقاء متوافقًا مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة)، والالتزام باللوائح البيئية.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

تم تصميم سلسلة LED هذه خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب مستويات سطوع أعلى. تتوفر مصابيح LED بألوان وشدة مختلفة، مما يسمح بالتخصيص بناءً على احتياجات التصميم المحددة. تشمل التطبيقات النموذجية أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، وملحقات الكمبيوتر العامة، حيث تُستخدم عادةً كمؤشرات للحالة، أو إضاءة خلفية للأزرار، أو إضاءة للشاشات.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية للصمام الثنائي كما هو محدد في ورقة البيانات.

2.1 اختيار الجهاز والتكوين المادي

يستخدم الصمام الثنائي مادة شريحة أشباه الموصلات من نوع AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). يُعرف نظام المواد هذا بإنتاج انبعاث ضوئي عالي الكفاءة في الطيف من الأحمر إلى الكهرماني. يتم تحديد اللون المنبعث على أنه أحمر ساطع، ولون راتنج علبة LED هو أحمر منتشر، مما يساعد في تشتيت الضوء لتحقيق زاوية الرؤية الواسعة المحددة.

2.2 القيم القصوى المطلقة

تحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديد هذه القيم عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C. يجب ألا يتجاوز التيار الأمامي المستمر (IF) 25 مللي أمبير. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروي (IFP) قدره 60 مللي أمبير تحت دورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز. أقصى جهد عكسي (VR) يمكن أن يتحمله LED هو 5 فولت. إجمالي تبديد الطاقة (Pd) للجهاز محدود بـ 60 ملي واط. نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr) هو من -40°C إلى +85°C، ونطاق درجة حرارة التخزين (Tstg) هو من -40°C إلى +100°C. يتم تحديد درجة حرارة اللحام (Tsol) بـ 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، وهو متطلب قياسي لعمليات اللحام الخالية من الرصاص.

2.3 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس الخصائص الكهروضوئية في حالة اختبار قياسية Ta=25°C وتيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. الشدة الضوئية (Iv) لها قيمة نموذجية تبلغ 20 ملي كانديلا (mcd) بحد أدنى 10 mcd. زاوية الرؤية (2θ1/2)، المعرفة على أنها الزاوية التي تنخفض فيها الشدة الضوئية إلى نصف قيمتها القصوى، تبلغ نموذجيًا 170 درجة، مما يشير إلى نمط انبعاث واسع جدًا. الطول الموجي الذروي (λp) هو نموذجيًا 632 نانومتر (nm)، والطول الموجي السائد (λd) هو نموذجيًا 624 نانومتر، وكلاهما يقع ضمن المنطقة الحمراء من الطيف المرئي. عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ) هو نموذجيًا 20 نانومتر. الجهد الأمامي (VF) يقيس نموذجيًا 2.0 فولت، مع نطاق من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. التيار العكسي (IR) له قيمة قصوى تبلغ 10 ميكرو أمبير (μA) عند تطبيق جهد عكسي قدره 5 فولت.

تتضمن ورقة البيانات ملاحظات مهمة حول عدم اليقين في القياس: ±0.1V للجهد الأمامي، ±10% للشدة الضوئية، و±1.0nm للطول الموجي السائد. يجب مراعاة هذه التفاوتات أثناء تصميم الدائرة ومراقبة الجودة.

3. تحليل منحنى الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة أعمق في سلوك LED تحت ظروف متغيرة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يظهر المنحنى توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث. يبلغ ذروته عادةً حوالي 632 نانومتر (أحمر) بعرض نطاق محدد، مما يؤكد نقاء اللون. يوضح مخطط نمط الاتجاهية توزيع الشدة عبر زاوية الرؤية البالغة 170 درجة، ويظهر ملف تعريف انبعاث لامبرتي أو شبه لامبرتي شائع في مصابيح LED المنتشرة.

3.2 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يصور هذا المنحنى الأساسي العلاقة بين التيار المتدفق عبر LED والجهد عبره. إنه غير خطي، وهو خاصية الصمام الثنائي. يظهر المنحنى أنه عند تيار التشغيل النموذجي البالغ 20 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 2.0 فولت. يستخدم المصممون هذا المنحنى لتحديد قيمة المقاوم المحدد للتيار اللازمة لجهد إمداد معين.

3.3 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يظهر هذا الرسم البياني كيف يزداد إخراج الضوء (الشدة النسبية) مع زيادة التيار الأمامي. يكون خطيًا بشكل عام ضمن نطاق التشغيل الموصى به ولكن قد يشبع أو يسبب تسخينًا مفرطًا عند التيارات التي تقترب من القيم القصوى المطلقة.

3.4 الاعتماد على درجة الحرارة

يحلل رسمان بيانيان رئيسيان تأثيرات درجة الحرارة:الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةوالتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة. يُظهر الأول عادةً انخفاضًا في إخراج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، وهو عامل حاسم للإدارة الحرارية في تطبيقات السطوع العالي أو الكثافة العالية. قد يُظهر الثاني العلاقة بين الجهد الأمامي للصمام الثنائي ودرجة الحرارة، والتي يمكن استخدامها لاستشعار درجة الحرارة في بعض التطبيقات، على الرغم من عدم ذكر ذلك صراحة هنا.

4. المعلومات الميكانيكية وعلبة التغليف

4.1 أبعاد العلبة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا ميكانيكيًا مفصلاً لعلبة LED. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات. تشير الملاحظات الرئيسية إلى أن ارتفاع الحافة يجب أن يكون أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة) وأن التسامح العام على الأبعاد هو ±0.25 مم، ما لم يُعلن خلاف ذلك. يحدد الرسم تباعد الأطراف، وحجم الجسم، والمساحة الكلية، وهي ضرورية لتصميم تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

4.2 تحديد القطبية

على الرغم من عدم تفصيلها صراحةً في النص المقدم، فإن علب LED القياسية تحتوي على علامات للأنود والكاثود، غالبًا ما يُشار إليها بطرف أطول (الأنود)، أو حافة مسطحة على العلبة، أو نقطة بالقرب من الكاثود. يجب أن يحترم تخطيط PCB هذه القطبية.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. يجمع هذا القسم الملاحظات الحرجة من ورقة البيانات.

5.1 تشكيل الأطراف

إذا كانت هناك حاجة لثني الأطراف، فيجب أن يتم ذلك عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة لمبة الإيبوكسي. يجب أن يتم التشكيل دائمًاقبلاللحام. يجب تجنب الإجهاد على علبة LED أثناء التشكيل لمنع التلف الداخلي أو الكسر. يجب قطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة. يجب أن تتماشى ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 ظروف التخزين

يجب تخزين مصابيح LED عند 30°C أو أقل ورطوبة نسبية (RH) 70% أو أقل. العمر الافتراضي للتخزين الموصى به بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الغلق بجو من النيتروجين ومادة ماصة للرطوبة. يجب تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

5.3 عملية اللحام

يجب أن تكون نقطة اللحام على بعد 3 مم على الأقل من لمبة الإيبوكسي. الظروف الموصى بها هي:
اللحام اليدوي:أقصى درجة حرارة لطرف المكواة 300°C (لمكواة بقوة 30 واط كحد أقصى)، أقصى وقت لحام 3 ثوانٍ.
اللحام بالموجة/الغمس:أقصى درجة حرارة تسخين مسبق 100°C (لمدة 60 ثانية كحد أقصى)، أقصى درجة حرارة لحوض اللحام 260°C لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى.
يوصى بمخطط لحام لمراقبة العملية. لا يجب تطبيق إجهاد على الأطراف بينما LED ساخن. لا يجب إجراء اللحام بالغمس واليدوي أكثر من مرة. بعد اللحام، يجب حماية LED من الصدمات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة. لا يوصى بعملية تبريد سريعة.

5.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة، ثم جففه بالهواء. لا يوصى عمومًا بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية. إذا كان يجب استخدامه، فيجب التأهيل المسبق لمعلمات العملية (القدرة، الوقت) لضمان عدم حدوث تلف.

5.5 إدارة الحرارة

تعد الإدارة الحرارية اعتبارًا تصميميًا حاسمًا. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة، بالرجوع إلى منحنيات تخفيض التصنيف إذا كانت متوفرة. يجب التحكم في درجة الحرارة المحيطة بـ LED في التطبيق لضمان موثوقية طويلة الأجل والحفاظ على إخراج الضوء.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لمنع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وتلف الرطوبة. يتم وضعها في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة. ثم يتم تعبئة هذه الأكياس في صناديق داخلية، والتي توضع لاحقًا في صناديق خارجية للشحن.

6.2 كمية التعبئة

الكمية القياسية للتعبئة هي 200 إلى 500 قطعة كحد أدنى لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة. يتم تعبئة أربعة أكياس في صندوق داخلي واحد. يتم تعبئة عشرة صناديق داخلية في صندوق خارجي واحد.

6.3 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على عدة رموز: CPN (رقم إنتاج العميل)، P/N (رقم الإنتاج)، QTY (كمية التعبئة)، CAT (الرتب - على الأرجح رمز فرز للأداء)، HUE (الطول الموجي السائد)، REF (المرجع)، و LOT No (رقم الدفعة للتتبع).

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

التطبيق الأكثر شيوعًا هو كمصباح مؤشر يتم تشغيله بواسطة مصدر جهد تيار مستمر من خلال مقاوم محدد للتيار. يتم حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - V_F) / I_F، حيث V_F هو الجهد الأمامي لـ LED (استخدم 2.0V نموذجي أو 2.4V كحد أقصى لتصميم قوي) و I_F هو تيار أمامي مطلوب (مثل 20 مللي أمبير). على سبيل المثال، مع إمداد 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. توفر قيمة مقاومة أعلى قليلاً (مثل 180 أوم) هامش أمان.

7.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:قم دائمًا بتشغيل مصابيح LED بتيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاوم على التوالي. لا تقم بالاتصال مباشرة بمصدر جهد بدون تحديد تيار.
• تخطيط PCB:تأكد من أن نمط الوسادة يتطابق مع أبعاد العلبة. وفر مساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل بتيارات عالية أو في درجات حرارة محيطة عالية.
• زاوية الرؤية:زاوية الرؤية البالغة 170 درجة تجعل هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تحتاج فيها إلى رؤية الضوء من مجموعة واسعة من المواضع.
• حماية ESD:بينما يوفر الكيس الحماية أثناء التخزين، فكر في دوائر حماية ESD على PCB إذا كان LED متصلاً بواجهات خارجية عرضة للتفريغ الساكن.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج: الطول الموجي الذروي (λp) هو الطول الموجي الذي تكون فيه القدرة البصرية المنبعثة في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λd) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملاحظ لضوء LED. بالنسبة لمصابيح LED، غالبًا ما يكون الطول الموجي السائد أكثر صلة بالإدراك البشري للون.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند تياره الأمامي المستمر الأقصى المطلق البالغ 25 مللي أمبير؟
ج: على الرغم من أنه ممكن، إلا أنه لا يوصى به للتشغيل الموثوق طويل الأمد. التشغيل عند 20 مللي أمبير النموذجي يوفر هامش أمان ضد التغيرات في الجهد الأمامي، وجهد الإمداد، ودرجة الحرارة، والتي قد تدفع الجهاز إلى ما بعد حدوده.

س: لماذا يجب أن تكون نقطة اللحام على بعد 3 مم من لمبة الإيبوكسي؟
ج: تمنع هذه المسافة نقل الحرارة المفرطة من مكواة اللحام أو موجة اللحام إلى العدسة الإيبوكسية الحساسة وشريحة أشباه الموصلات الداخلية، مما قد يسبب تشققًا، أو تغيرًا في اللون (اصفرار)، أو تدهورًا في الخصائص البصرية والكهربائية.

س: الشدة الضوئية لها عدم يقين في القياس ±10%. كيف يؤثر هذا على تصميمي؟
ج: يعني هذا التسامح أن إخراج الضوء الفعلي بين وحدات مختلفة من نفس الطراز يمكن أن يختلف. إذا كان السطوع المتساوي بالغ الأهمية لتطبيقك (مثل في مصفوفة من المؤشرات)، فقد تحتاج إلى تنفيذ خطوة معايرة، أو استخدام مصابيح LED من نفس دفعة الإنتاج، أو اختيار أجزاء مصنفة حسب الشدة (إذا كانت متوفرة).

9. المقارنة التقنية والتحديد

على الرغم من عدم تقديم مقارنة مباشرة مع نماذج محددة أخرى في ورقة البيانات هذه، إلا أنه يمكن استنتاج المميزات الرئيسية لهذا LED. تشمل مزاياه الأساسية زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 170 درجة، وهي ممتازة للمؤشرات متعددة الاتجاهات. يوفر استخدام تقنية AlGaInP عادةً كفاءة أعلى وتشبع لوني أفضل في الطيف الأحمر مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم. يجمع بين شدة نموذجية تبلغ 20mcd عند 20mA مع جهد أمامي منخفض يبلغ 2.0V مما يجعله موفرًا للطاقة. تشير إرشادات اللحام والتعامل الشاملة إلى أنه مصمم لعمليات التجميع الصناعية القياسية. يضمن التوافق مع RoSS وكونه خاليًا من الرصاص تلبية المعايير البيئية الحديثة لتصنيع الإلكترونيات.