ورقة بيانات سلسلة Mini TOP View LED 65-11 - حزمة SMT - أزرق 468 نانومتر - زاوية رؤية 120° - جهد تشغيل نموذجي 3.2 فولت - تيار 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 65-11 عائلة من مصابيح LED السطحية المصغرة ذات الإشعاع العلوي (SMT). تتميز هذه المكونات بحزمة بيضاء مدمجة وتصميم إشعاع فريد من أعلى إلى أسفل حيث ينبعث الضوء عبر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يُصدر هذا الطراز المحدد ضوءًا أزرقًا بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 468 نانومترًا.

تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة زاوية رؤية واسعة جدًا، مُحسَّنة لاقتران ضوئي فعال في الموجهات الضوئية أو الأنابيب. يتضمن التصميم ميزات لتعزيز الأداء البصري وهو متوافق بالكامل مع معايير البيئة الخالية من الرصاص ومعايير RoHS. توفر الحماية المدمجة من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) حماية للجهاز أثناء التعامل والتجميع.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود القيم التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التيار الأمامي (I_F):25 مللي أمبير (مستمر)
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):100 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز)
• تبديد الطاقة (P_d):110 ملي واط
• حماية ESD (HBM):2000 فولت
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +100°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +110°C
• درجة حرارة اللحام:إعادة التدفق: 260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى؛ يدوي: 350°C لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند درجة حرارة محيطة قياسية تبلغ 25°C وتيار أمامي 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. التسامحات حرجة للتصميم.

• الشدة الضوئية (I_v):112 إلى 285 ملي كانديلا. التسامح هو ±11%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي). هذا يُعرِّف الانتشار الزاوي حيث تكون الشدة على الأقل نصف القيمة القصوى.
• الطول الموجي القمة (λ_p):468 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λ_d):464.5 إلى 476.5 نانومتر. التسامح هو ±1 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). هذا يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأزرق.
• الجهد الأمامي (V_F):2.90 إلى 3.60 فولت. التسامح هو ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (I_R):50 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية لضمان الاتساق في عمليات الإنتاج. يمكن للمصممين تحديد المجموعات لمطابقة متطلبات التطبيق لتوحيد اللون والسطوع.

3.1 تصنيف الطول الموجي السائد (المجموعة أ)

يُعرِّف الدرجة الدقيقة للون الأزرق. المجموعات مُوسَّمة من A9 إلى A12، حيث تمثل A9 أقصر نطاق طول موجي (464.5-467.5 نانومتر) وA12 أطول نطاق (473.5-476.5 نانومتر).

3.2 تصنيف الشدة الضوئية

يُعرِّف مستوى السطوع. تتراوح المجموعات من R1 (الأدنى، 112-140 ملي كانديلا) إلى S2 (الأعلى، 225-285 ملي كانديلا).

3.3 تصنيف الجهد الأمامي (المجموعة B2)

يُعرِّف الخاصية الكهربائية. المجموعات مرقمة من 36 إلى 42، تتوافق مع نطاقات الجهد من 2.90-3.00 فولت (المجموعة 36) إلى 3.50-3.60 فولت (المجموعة 42).

4. معلومات الميكانيكا والتعبئة

4.1 أبعاد مخطط الحزمة

يتميز الجهاز ببصمة سطحية مدمجة. تشمل الأبعاد الحرجة حجم الجسم، وتباعد الأطراف، والارتفاع الكلي. جميع التسامحات غير المحددة هي ±0.1 مم. يُشار إلى القطبية بواسطة علامة محددة أو تكوين دبوس على الحزمة، والتي يجب مراعاتها أثناء تخطيط وتجميع PCB.

4.2 التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل وبكرة للتجميع الآلي. يتم تحديد أبعاد البكرة وتصميم جيوب الشريط لضمان التوافق مع معدات SMT القياسية. الكمية القياسية المحملة هي 2000 قطعة لكل بكرة.

4.3 حساسية الرطوبة والتخزين

يتم تعبئة المكونات في كيس ألومنيوم مقاوم للرطوبة مع مجفف. الاحتياطات حرجة: لا يجب فتح الكيس حتى تصبح المكونات جاهزة للاستخدام. قبل الفتح، يجب أن يكون التخزين عند ≤30°C و≤90% رطوبة نسبية. بعد الفتح، للمكونات عمر افتراضي موصى به لمدة عام واحد تحت ظروف ≤30°C و≤60% رطوبة نسبية لمنع التلف الناجم عن الرطوبة أثناء لحام إعادة التدفق.

5. إرشادات اللحام والتجميع

طريقة اللحام الأساسية الموصى بها هي اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR). الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة الذروة للملف الشخصي هو 260°C لمدة لا تتجاوز 10 ثوانٍ. اللحام اليدوي مسموح به ولكن يجب أن يقتصر على 350°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل طرف لمنع التلف الحراري للحزمة البلاستيكية وشريحة أشباه الموصلات.

6. اقتراحات التطبيق

6.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• المؤشرات الضوئية:أضواء الحالة على الإلكترونيات الاستهلاكية، وضوابط الصناعة، ولوحات قيادة السيارات.
• اقتران الموجه/أنبوب الضوء:الإشعاع العلوي ذو الزاوية الواسعة مثالي للإضاءة الجانبية أو حقن الضوء في الموجهات الضوئية الأكريليكية أو البولي كربونات، شائع الاستخدام في إضاءة خلفية الأزرار، ومؤشرات اللوحات، والإضاءة الزخرفية.
• الإضاءة الخلفية:مناسبة لعروض LCD الصغيرة، ولوحات المفاتيح، وإضاءة المفاتيح، والإضاءة الزخرفية أو التمييزية العامة.
• إضاءة السيارات الداخلية:تطبيقات مثل إضاءة خلفية مفاتيح لوحة القيادة، حيث تكون الموثوقية وثبات اللون في غاية الأهمية.

6.2 اعتبارات التصميم

• الحد من التيار:مقاومة خارجية للحد من التيار هيإلزامية تمامًا. جهد المصباح الأمامي له معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار. يجب حساب قيمة المقاومة بناءً على جهد التغذية والتيار الأمامي المطلوب (عادة 20 مللي أمبير أو أقل).
• إدارة الحرارة:بينما تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان توفير PCB لتبديد حراري كافٍ، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بأقصى تيار مستمر، سيعزز الموثوقية طويلة المدى.
• احتياطات ESD:على الرغم من أن الجهاز يحتوي على حماية ESD مدمجة، إلا أنه يجب اتباع إجراءات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع والتركيب.

7. اختبار الموثوقية

يخضع المنتج لمجموعة شاملة من اختبارات الموثوقية التي تُجرى بمستوى ثقة 90% ونسبة عيوب متسامح معها للدفعة (LTPD) تبلغ 10%. تشمل الاختبارات الرئيسية:

• مقاومة لحام إعادة التدفق
• دورة درجة الحرارة (-40°C إلى +100°C)
• الصدمة الحرارية
• التخزين في درجات حرارة عالية ومنخفضة
• عمر التشغيل بالتيار المستمر (1000 ساعة عند 20 مللي أمبير)
• درجة حرارة عالية/رطوبة عالية (85°C/85% رطوبة نسبية لمدة 1000 ساعة)

هذه الاختبارات تتحقق من متانة الجهاز تحت الضغوط البيئية والتشغيلية النموذجية التي تواجهها المنتجات الإلكترونية.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على البيانات التقنية)

س: ما هي الميزة الأساسية لتصميم "TOP View"؟

ج: يُصدر الضوء عموديًا على مستوى PCB، عبر اللوحة نفسها. هذا هو الأمثل للتطبيقات التي تستخدم أنبوب ضوء موضع مباشرة فوق LED، حيث يعظم كفاءة الاقتران ويوفر إضاءة موحدة بزاوية رؤية واسعة.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر طاقة 5 فولت بدون مقاومة؟

ج:No.هذا سيدمر LED بالتأكيد تقريبًا. الجهد الأمامي حوالي 3.2 فولت. توصيل 5 فولت مباشرة سيجبر تيارًا يتجاوز بكثير الحد الأقصى المسموح به، مما يسبب فشلاً فوريًا. مقاومة على التوالي ضرورية.

س: كيف أفسر قيمة الشدة الضوئية؟

ج: الشدة الضوئية (تقاس بالملي كانديلا، mcd) تشير إلى السطوع كما يُدركه العين البشرية من اتجاه محدد. زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة تعني أن هذا السطوع يُحافظ عليه على مساحة واسعة جدًا، ولكن قيمة شدة الذروة تُقاس على طول المحور المركزي (0°).

س: ماذا تعني معلومات التصنيف على الملصق؟

ج: يتضمن الملصق رموزًا لرتبة الشدة الضوئية (CAT)، وإحداثيات اللونية (HUE)، ورتبة الجهد الأمامي (REF). هذا يسمح بتتبع ويضمن أنك تتلقى مكونات ذات الخصائص البصرية والكهربائية المحددة التي طلبتها في طلبك، وهو أمر بالغ الأهمية لمطابقة الألوان في تطبيقات LED المتعددة.

9. مبدأ التشغيل

الجهاز هو مصدر ضوء أشباه الموصلات. يعتمد على شريحة نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، وهي مادة أشباه موصلات ذات فجوة نطاق مباشرة. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الجهاز، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة للشريحة. في نظام المادة هذا المحدد (InGaN)، تطلق عملية إعادة الاتحاد هذه الطاقة بشكل أساسي في شكل فوتونات في طيف الطول الموجي الأزرق (حوالي 468 نانومتر). مادة العدسة الشفافة تحيط بالشريحة وتساعد في تشكيل الضوء المنبعث إلى النمط ذي الزاوية الواسعة المطلوب.

10. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: إضاءة خلفية لوحة مفاتيح الغشاء

يقوم مصمم بإنشاء لوحة واجهة مستخدم مع عدة مفاتيح غشاء تحتاج إلى إضاءة خلفية باللون الأزرق للرؤية في ظروف الإضاءة المنخفضة. تستخدم اللوحة أنابيب ضوء فردية لكل أيقونة مفتاح، موجهة من PCB مركزي.

اختيار المكونات:تم اختيار LED الأزرق من سلسلة 65-11 لأن إشعاعه العلوي يقترن بكفاءة في قاعدة أنابيب الضوء. تضمن زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة إضاءة متساوية عبر منطقة الأيقونة حتى لو لم يكن المحاذاة مثالية.

تصميم الدائرة:مصدر طاقة النظام هو 5 فولت. لكل LED، يتم حساب مقاومة للحد من التيار. باستخدام V_Fنموذجي 3.2 فولت و I_Fهدف 20 مللي أمبير، قيمة المقاومة هي R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 أوم. تم اختيار مقاومة قياسية 91 أوم. تبديد الطاقة في المقاومة هو (1.8V)^2 / 91Ω ≈ 36 ملي واط، ضمن تصنيف مقاومة 1/8 واط القياسية.

تخطيط PCB:يتم وضع بصمات LED بدقة تحت فتحات التثبيت لأنابيب الضوء. تتطابق علامات القطبية على طبقة الحرير PCB مع مؤشر الأنود/الكاثود لـ LED. تُستخدم وصلات تخفيف حرارية صغيرة على اللوحة المتصلة بكاثود LED (اللوحة الحرارية، إذا وجدت) للمساعدة في اللحام مع توفير بعض تبديد الحرارة.

النتيجة:يحقق المنتج النهائي إضاءة خلفية زرقاء موحدة ومشرقة لجميع المفاتيح بأقل استهلاك للطاقة وموثوقية عالية، تم التحقق منها من خلال اختبارات الموثوقية المحددة للمكون.