ورقة بيانات مصباح LED 333-2SURD/S530-A3 - 5 مم أحمر منتشر - جهد 2.4 فولت - قدرة 60 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED طراز 333-2SURD/S530-A3. هذا المكون هو مصباح LED بفتحة تمرير بقطر 5 مم، مصمم لتقديم أداء موثوق وقوي في مجموعة متنوعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية. يستخدم الجهاز مادة شريحة من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم) لإنتاج إخراج ضوئي أحمر ساطع منتشر، مغلف في علبة راتنجية حمراء منتشرة. يركز تصميمه الأساسي على توفير سطوع أعلى مناسب للإلكترونيات الاستهلاكية التي تتطلب إشارات بصرية واضحة.

يتوفر مصباح LED على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي وهو متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، حيث يتم تصنيعه كمكون خالٍ من الرصاص (Pb-free). وهذا يجعله مناسبًا للاستخدام في المنتجات التي يتم تسويقها عالميًا بموجب اللوائح البيئية الحديثة.

2. المعلمات والمواصفات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديد هذه التقييمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ولا يجب تجاوزها تحت أي ظروف تشغيل.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه باستمرار على مصباح LED.
• التيار الأمامي الذروي (IFP):60 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار الأمامي النبضي، المسموح به تحت دورة عمل 1/10 بتردد 1 كيلو هرتز.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تطبيق جهد عكسي يتجاوز هذه القيمة يمكن أن يتلف وصلة أشباه الموصلات في مصباح LED.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميغاواط. هذه هي أقصى قدرة يمكن للجهاز تبديدها.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة الذي صُمم مصباح LED للعمل ضمنه.
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260°C لمدة 5 ثوانٍ. أقصى درجة حرارة ووقت يمكن تعريض الأطراف لهما أثناء اللحام بالموجة أو اللحام اليدوي.

2.2 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. تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لمصباح LED.

• شدة الإضاءة (Iv):100 مللي كانديلا (الحد الأدنى)، 200 مللي كانديلا (النموذجي). يحدد هذا كمية الضوء المرئي التي يصدرها مصباح LED. تشير القيمة النموذجية البالغة 200 مللي كانديلا إلى إخراج سطوع متوسط لمصباح LED قياسي 5 مم.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):30° (النموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة عند 0° (على المحور). تشير زاوية 30° إلى حزمة ضيقة نسبيًا، مناسبة لأضواء المؤشر الموجهة.
• الطول الموجي الذروي (λp):632 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λd):624 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الوحيد الذي يصف اللون المدرك للضوء. تضع هذه القيمة مصباح LED في منطقة اللون الأحمر الساطع.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). العرض الطيفي للضوء المنبعث، مقاسًا عند نصف أقصى شدة (FWHM).
• الجهد الأمامي (VF):2.0 فولت (الحد الأدنى)، 2.4 فولت (النموذجي). انخفاض الجهد عبر مصباح LED عند تشغيله بتيار 20 مللي أمبير المحدد. يجب على المصممين التأكد من أن دائرة القيادة يمكنها توفير هذا الجهد.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عندما يكون مصباح LED في حالة انحياز عكسي.

تفاوتات القياس:تلاحظ ورقة البيانات حالات عدم اليقين المحددة: ±0.1 فولت للجهد الأمامي، ±10% لشدة الإضاءة، و±1.0 نانومتر للطول الموجي السائد. يجب أخذ هذه في الاعتبار في تطبيقات التصميم الحرجة.

3. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية مميزة توضح سلوك مصباح LED تحت ظروف مختلفة. فهم هذه المنحنيات أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة الأمثل وإدارة الحرارة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا الرسم البياني التوزيع الطيفي للضوء المنبعث. سيكون عادةً في ذروته حول 632 نانومتر المحدد (النموذجي) بعرض نطاق (FWHM) يبلغ حوالي 20 نانومتر، مما يؤكد خاصية الإخراج الأحمر أحادي اللون لتقنية AlGaInP.

3.2 نمط التوجيه

يصور هذا الرسم البياني القطبي زاوية الرؤية البالغة 30 درجة، ويوضح كيف تنخفض شدة الضوء مع ابتعاد زاوية المراقبة عن المحور المركزي. هذا النمط حاسم للتطبيقات التي تتطلب أشكال حزمة محددة.

3.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يوضح هذا المنحنى العلاقة الأسية بين التيار والجهد في الصمام الثنائي. بالنسبة لهذا مصباح LED، عند نقطة التشغيل النموذجية البالغة 20 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 2.4 فولت. يساعد المنحنى في اختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة أو تصميم مشغلات التيار الثابت.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا الرسم البياني أن إخراج الضوء (الشدة) يزداد مع التيار الأمامي، ولكن ليس بالضرورة بطريقة خطية تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. يؤكد على أهمية تشغيل مصباح LED بتيار مستقر، وليس بجهد، للحصول على سطوع ثابت.

3.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

يُظهر رسمان بيانيان رئيسيان تأثيرات درجة الحرارة:الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر أن ناتج الإضاءة بشكل عام ينخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يجب أخذ هذا التخفيض في الاعتبار للتطبيقات التي تعمل في بيئات مرتفعة الحرارة.التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:قد يوضح كيف تتحول خاصية الجهد الأمامي مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم لاستقرار الدوائر التي تعمل بالجهد.

4. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالعلبة

4.1 رسم أبعاد العلبة

يتميز مصباح LED بعلبة قياسية دائرية بفتحة تمرير قطرها 5 مم. تشمل الأبعاد الرئيسية من الرسم:

• القطر الكلي: 5.0 مم (اسمي).
• تباعد الأطراف: حوالي 2.54 مم (0.1 بوصة)، وهو بصمة قياسية للفتحة التمرير.
• نقطة الانحناء الدنيا: يجب ثني الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على العلبة.
• ارتفاع الحافة: يجب أن يكون أقل من 1.5 مم.

تفاوت الأبعاد العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسم. يجب على المهندسين الرجوع إلى الرسم ذي الأبعاد الدقيق في ورقة البيانات الأصلية لوضع PCB الدقيق.

4.2 تحديد القطبية

يتم تحديد الكاثود (الطرف السالب) عادةً بميزتين: بقعة مسطحة على حافة الحافة البلاستيكية لمصباح LED وطول طرف أقصر. الأنود (الطرف الموجب) أطول. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع.

5. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة أمر بالغ الأهمية لضمان الموثوقية ومنع تلف مصباح LED.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• شكل الأطراف قبل اللحام.
• تجنب تطبيق إجهاد على العلبة؛ يمكن أن تسبب ثقوب PCB غير المحاذاة إجهادًا وتدهور راتنج الإيبوكسي.
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

5.2 ظروف التخزين

يجب تخزين مصابيح LED عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي للتخزين الموصى به بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.

5.3 عملية اللحام

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

اللحام اليدوي:

• درجة حرارة طرف المكواة: 300°C كحد أقصى (لمكواة بقدرة 30 واط كحد أقصى).
• وقت اللحام: 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.

اللحام بالموجة (DIP):

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

يتم توفير ملف تعريف درجة حرارة لحام موصى به، مع التركيز على مرحلة تسارع محكومة، وهضبة درجة حرارة ذروية، ومرحلة تبريد محكومة. تجنب التبريد السريع. لا ينبغي إجراء اللحام بالغمس أو اليدوي أكثر من مرة. اسمح لمصباح LED بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة بشكل طبيعي بعد اللحام قبل تعريضه لصدمة ميكانيكية أو اهتزاز.

5.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا كان ذلك ضروريًا للغاية وفقط بعد اختبار التأهيل المسبق الشامل، حيث يمكن أن تتلف طاقة الموجات فوق الصوتية القالب الداخلي أو وصلات الأسلاك.

5.5 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (60 ميغاواط)، إلا أن التصميم الحراري المناسب لا يزال مهمًا لطول العمر. يجب تخفيض تيار التشغيل بشكل مناسب إذا تم استخدام مصباح LED في درجات حرارة محيطة عالية. يجب على المصممين ضمان تهوية كافية وتجنب وضع مصباح LED بالقرب من المكونات الأخرى المولدة للحرارة.

5.6 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصباح LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يوصى بشدة باتخاذ احتياطات المناولة:

• استخدام أسوار معصم مؤرضة وأحذية واقية من التفريغ الكهروستاتيكي.
• العمل على أرضيات آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي واستخدام حاويات وتغليف آمن من التفريغ الكهروستاتيكي.
• استخدام مؤينات لتحييد الشحنات في بيئة العمل.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لمنع التلف أثناء الشحن والمناولة:

• التعبئة الأولية:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الثانوية:صناديق داخلية، كل منها يحتوي على 5 أكياس.
• التعبئة الثالثية:صناديق خارجية، كل منها يحتوي على 10 صناديق داخلية.

كمية التعبئة:الحد الأدنى 200 إلى 500 قطعة لكل كيس. لذلك، يحتوي الصندوق الخارجي الواحد على ما بين 10,000 و 25,000 قطعة (10 صناديق داخلية * 5 أكياس * 200-500 قطعة).

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات رئيسية:

• CPN:رقم إنتاج العميل.
• P/N:رقم الإنتاج (رقم الجزء، على سبيل المثال، 333-2SURD/S530-A3).
• QTY:كمية التعبئة.
• CAT / Ranks:قد تشير إلى درجات الأداء (على سبيل المثال، درجة شدة الإضاءة).
• HUE:الطول الموجي السائد.
• LOT No:رقم الدفعة للتتبع.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 التطبيقات النموذجية

كما هو مذكور في ورقة البيانات، هذا مصباح LED مناسب لـ:

• أجهزة التلفزيون (مؤشرات الحالة، الإضاءة الخلفية).
• الشاشات (أضواء الطاقة/النشاط).
• الهواتف (مؤشرات حالة الخط، انتظار الرسائل).
• أجهزة الكمبيوتر (مؤشرات الطاقة، نشاط القرص الصلب).
• مؤشرات اللوحة العامة، المعدات الإلكترونية، والأجهزة الاستهلاكية التي تتطلب مؤشرًا أحمر ساطعًا وموثوقًا.

7.2 اعتبارات تصميم الدائرة

تحديد التيار:يجب دائمًا تشغيل مصباح LED بجهاز تحديد تيار، عادةً مقاوم متسلسل مع مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_source - V_F) / I_F. على سبيل المثال، مع مصدر 5 فولت، V_F بقيمة 2.4 فولت، و I_F مرغوب بقيمة 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. سيكون المقاوم القياسي 130Ω أو 150Ω مناسبًا، مع مراعاة أيضًا قدرة المقاومة (P = I²R).

زاوية الرؤية:زاوية الرؤية البالغة 30 درجة تجعل هذا مصباح LED مثاليًا للتطبيقات التي يحتاج فيها الضوء إلى أن يكون مرئيًا بشكل أساسي من الأمام، وليس من زوايا جانبية واسعة.

إدارة الحرارة في تخطيط PCB:على الرغم من أنه ليس جهازًا عالي الطاقة، فإن توفير بعض مساحة النحاس حول الأطراف على PCB يمكن أن يساعد في تبديد الحرارة، خاصة إذا كان يعمل بالقرب من الحدود القصوى أو في غلاف دافئ.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم مصباح LED طراز 333-2SURD/S530-A3 مزايا محددة:

• تقنية الشريحة (AlGaInP):يوفر كفاءة أعلى وضوءًا أحمر/برتقالي/أصفر أكثر سطوعًا مقارنة بالتقنيات القديمة مثل GaAsP، مما يؤدي إلى شدة نموذجية محددة تبلغ 200 مللي كانديلا.
• العدسة المنتشرة:ينتج الراتنج الأحمر المنتشر بقعة رؤية ناعمة وعريضة بدون بقعة مركزية حادة، مما يبدو جميلًا لمؤشرات الحالة.
• البناء القوي:تؤكد ورقة البيانات على الأداء الموثوق والقوي، مما يشير إلى تصميم يركز على طول العمر والإخراج المتسق.
• الامتثال البيئي:كونه خاليًا من الرصاص ومتوافقًا مع RoHS هو ميزة قياسية ولكنها أساسية لتصنيع الإلكترونيات الحديث.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (λp) والطول الموجي السائد (λd)?

الطول الموجي الذروي هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يكون طيف الانبعاث أقوى. الطول الموجي السائد هو اللون المدرك المكافئ، المحسوب من الطيف وحساسية العين البشرية (وظائف مطابقة ألوان CIE). بالنسبة لمصباح LED أحادي اللون أحمر مثل هذا، غالبًا ما يكونان قريبين، كما هو موضح هنا (632 نانومتر مقابل 624 نانومتر).

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا مصباح LED بمصدر 3.3 فولت بدون مقاوم?

لا، هذا خطير وسيدمر مصباح LED.يتصرف مصباح LED مثل الصمام الثنائي؛ جهد الأمامي ثابت نسبيًا (~2.4 فولت). توصيله مباشرة بمصدر 3.3 فولت سيتسبب في تدفق تيار كبير جدًا وغير مسيطر عليه (محدود فقط بالمقاومة الداخلية للمصدر والمقاومة الديناميكية لمصباح LED)، مما يتجاوز بسرعة تصنيف التيار المستمر البالغ 25 مللي أمبير ويسبب فشلاً كارثيًا. استخدم دائمًا مقاوم تحديد تيار متسلسل أو مشغل تيار ثابت.

9.3 لماذا يتم تحديد رطوبة التخزين (≤70% RH)?

يمكن أن تمتص الرطوبة بواسطة علبة الإيبوكسي. أثناء عملية اللحام عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحبوسة بسرعة، مما يسبب تشققات داخلية أو انفصال (\"تفرقع\")، مما قد يتلف القالب أو وصلات الأسلاك ويؤدي إلى فشل فوري أو كامن.

9.4 ماذا يعني \"متوفر على شريط وبكرة\"?

يعني أن مصابيح LED يتم توريدها مثبتة على شريط ناقل مستمر وملفوفة على بكرة. تم تصميم هذا التنسيق للاستخدام مع آلات الاختيار والوضع الآلية في خطوط التجميع السطحي ذات الحجم الكبير. على الرغم من أن هذا مكون بفتحة تمرير، إلا أنه يمكن تسليمه بهذا الشكل لآلات الإدخال الآلي.

10. المبادئ التشغيلية واتجاهات التكنولوجيا

10.1 المبدأ التشغيلي الأساسي

مصباح LED هو صمام ثنائي أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق الخاصة به، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة (شريحة AlGaInP في هذه الحالة). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد اللون المحدد (الطول الموجي) للضوء بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. لدى AlGaInP فجوة نطاق مناسبة لإنتاج الضوء الأحمر والبرتقالي والأصفر.

10.2 سياق الصناعة والاتجاهات

على الرغم من أن هذا مصباح LED قياسي بفتحة تمرير، فقد انتقلت الصناعة إلى حد كبير نحو علب الأجهزة السطحية (SMD) مثل 0603 و 0805 و 3528 لمعظم التصاميم الجديدة بسبب حجمها الأصغر، وملاءمتها للحام بإعادة التدفق، ومظهرها المنخفض. ومع ذلك، تظل مصابيح LED ذات الفتحة التمرير مثل النوع الدائري 5 مم شائعة للنماذج الأولية، ومشاريع الهواة، والمجموعات التعليمية، والتطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية مع اللحام اليدوي أو حيث يعمل المكون نفسه كمؤشر مثبت على اللوحة يمتد عبر فتحة الغلاف. تستمر التكنولوجيا الداخلية، AlGaInP، في أن تكون المعيار لمصابيح LED الحمراء والبرتقالية والعنبرية عالية الكفاءة.