سلسلة مصابيح LED العلوية المصغرة 65-21 - الأبعاد 2.0x1.25x0.7 مم - الجهد 2.7-3.5 فولت - اللون الأزرق - الطاقة 0.11 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 65-21 عائلة من مصابيح LED العلوية المصغرة ذات التركيب السطحي (SMD). تم تصميم هذه المكونات كمصادر ضوئية مدمجة وفعالة، تُستخدم بشكل أساسي لأغراض الإشارة والإضاءة الخلفية. تتميز السلسلة بغلافها الأبيض للتركيب السطحي، والذي يحتوي على شريحة LED ويوفر الحماية البيئية.

تكمن الميزة الأساسية لهذه السلسلة في تصميمها البصري. يتضمن الغلاف ميزات تُنشئ زاوية رؤية واسعة، تُقاس عادةً بـ 120 درجة (2θ1/2). يتم تحقيق ذلك من خلال تصميم مُحسّن للعاكس الداخلي داخل الغلاف، مما يعزز استخراج وتوزيع الضوء. تجعل هذه الخاصية مصابيح LED هذه مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتضمن أنابيب ضوئية أو أدلة ضوئية، حيث يكون الاقتران الفعال والإضاءة الموحدة أمرًا بالغ الأهمية.

يشمل السوق المستهدف الإلكترونيات الاستهلاكية، ودواخل السيارات، وأجهزة التحكم الصناعية، وتطبيقات الإضاءة العامة حيث تكون هناك حاجة إلى إضاءة مؤشر موثوقة ومنخفضة الطاقة.

2. تحليل مفصل للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد الجهاز للعمل بشكل موثوق ضمن الحدود التالية، والتي إذا تجاوزها قد يحدث تلف دائم:

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر للعمل المستمر.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):100 مللي أمبير. يُسمح بهذا فقط في ظل ظروف النبض بدورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز.
• تبديد الطاقة (P_d):110 ملي واط. أقصى قدرة يمكن للغلاف تبديدها عند درجة حرارة محيطة 25°م.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40°م إلى +85°م. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40°م إلى +90°م.
• درجة حرارة اللحام:لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°م لمدة 10 ثوانٍ. للحام اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350°م لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس معايير الأداء الرئيسية عند درجة حرارة محيطة (T_a) قدرها 25°م وتيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_v):تتراوح من حد أدنى 180 ملي شمعة إلى حد أقصى 360 ملي شمعة، مع تسامح نموذجي ±11%. هذا يُحدد سطوع LED كما يُدرك.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):468 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 464 نانومتر إلى 472 نانومتر، مع تسامح ±1 نانومتر. هذا يُحدد اللون المُدرك (الأزرق).
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). عرض الطيف المنبعث عند نصف قوته القصوى.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 2.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.5 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير، مع تسامح نموذجي ±0.05 فولت.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعايير الرئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث مجموعات (S1، S2، T1) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند I_F=20 مللي أمبير:

- المجموعة S1:من 180 ملي شمعة إلى 225 ملي شمعة

- المجموعة S2:من 225 ملي شمعة إلى 285 ملي شمعة

- المجموعة T1:من 285 ملي شمعة إلى 360 ملي شمعة

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التحكم في اللون الأزرق من خلال أربع مجموعات طول موجي (AA1 إلى AA4):

- المجموعة AA1:من 464.0 نانومتر إلى 466.0 نانومتر

- المجموعة AA2:من 466.0 نانومتر إلى 468.0 نانومتر

- المجموعة AA3:من 468.0 نانومتر إلى 470.0 نانومتر

- المجموعة AA4:من 470.0 نانومتر إلى 472.0 نانومتر

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم فرز الجهد الأمامي إلى ثماني مجموعات (B34 إلى B41)، كل منها يغطي نطاق 0.1 فولت من 2.70 فولت إلى 3.50 فولت. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات V_Fمتطابقة لتقاسم التيار في الدوائر المتوازية.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية للتصميم.

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يُظهر العلاقة الأسية. يشير المنحنى إلى الجهد المطلوب لتحقيق تيار تشغيل محدد، وهو أمر بالغ الأهمية لاختيار مقاومات تحديد التيار أو تصميم دوائر التشغيل.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح أن ناتج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد لا يكون خطيًا تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى حيث يمكن أن تنخفض الكفاءة بسبب التسخين.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر الانخفاض الحراري لناتج الضوء. تنخفض شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، وهو ما يجب أخذه في الاعتبار في البيئات عالية الحرارة.
• الجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:يشير إلى أن V_Fله معامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض قليلاً مع زيادة درجة الحرارة.
• نمط الإشعاع:رسم قطبي يوضح التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا نمط الانبعاث الواسع الشبيه بـ Lambertian.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يوضح الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يُظهر ذروة الانبعاث الأزرق الضيقة المميزة المتمركزة حول 468 نانومتر.

5. معلومات الميكانيكا والغلاف

5.1 أبعاد مخطط الغلاف

يحتوي LED على بصمة SMD مدمجة. تشمل الأبعاد الرئيسية طول الجسم حوالي 2.0 مم، وعرض 1.25 مم، وارتفاع 0.7 مم. يتم تحديد وسادات الأنود والكاثود بوضوح. جميع التسامحات غير المحددة هي ±0.1 مم.

5.2 تصميم وسادة اللحام الموصى به

يتم توفير تصميم نمط الأرضية لضمان لحام موثوق ومحاذاة صحيحة أثناء عملية إعادة التدفق. الالتزام بهذه البصمة الموصى بها يساعد في منع ظاهرة "الشمعة" ويضمن اتصالًا حراريًا وكهربائيًا جيدًا.

5.3 تحديد القطبية

يتميز الغلاف بعلامة قطبية، عادةً ما تكون شقًا أو نقطة بالقرب من الطرف الكاثودي (السالب). الاتجاه الصحيح حيوي لوظيفة الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

طريقة اللحام الأساسية هي اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).

• ملف إعادة التدفق:يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°م، ويجب أن يقتصر الوقت فوق 260°م على 10 ثوانٍ كحد أقصى لمنع تلف الغلاف البلاستيكي والروابط السلكية الداخلية.
• اللحام اليدوي:إذا لزم الأمر، يمكن استخدام مكواة لحام بدرجة حرارة طرف لا تتجاوز 350°م، مع تحديد وقت اللحام بـ 3 ثوانٍ لكل طرف.
• ظروف التخزين:يتم تعبئة المكونات في أكياس مقاومة للرطوبة مع مجفف. إذا تم فتح الكيس لأكثر من 72 ساعة في بيئة تتجاوز 30°م/60% رطوبة نسبية، فقد تكون هناك حاجة إلى الخبز قبل إعادة التدفق لمنع تأثير "الفشار" أثناء اللحام.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED على شريط وبكرة للتجميع الآلي. يستوعب الشريط الحامل المكونات، وأبعاد البكرة موحدة. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. تتضمن التعبئة كيسًا ألومنيوم مقاومًا للرطوبة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة:

- CAT:رمز مجموعة شدة الإضاءة (مثل S1، T1).

- HUE:رمز مجموعة الطول الموجي السائد (مثل AA2، AA4).

- REF:رمز مجموعة الجهد الأمامي (مثل B36، B40).

- كما يتم تضمين رقم الجزء (PN)، والكمية (QTY)، ورقم الدفعة (LOT NO).

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• المؤشرات البصرية:أضواء الحالة على الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة والمعدات الصناعية.
• الاقتران مع أدلة الضوء/أنابيب الضوء:تجعل زاوية الرؤية الواسعة وتصميم الغلاف منه مثاليًا لنقل الضوء من لوحة الدوائر المطبوعة إلى اللوحة الأمامية أو الشاشة عبر أنبوب ضوئي من الأكريليك أو البولي كربونات.
• الإضاءة الخلفية:لشاشات LCD، لوحات المفاتيح، مفاتيح الغشاء، والرموز.
• إضاءة داخلية للسيارات:الإضاءة الخلفية للوحة القيادة، إضاءة المفاتيح، ووظائف الإضاءة الداخلية الأخرى منخفضة الطاقة، مع الأخذ في الاعتبار أن نطاق درجة حرارة التشغيل يمتد إلى +85°م.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو مشغل تيار ثابت لتحديد I_Fإلى القيمة المطلوبة (≤30 مللي أمبير مستمر). احسب المقاوم باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F.
• الإدارة الحرارية:بينما تبديد الطاقة منخفض، تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على لوحة الدوائر المطبوعة أو فتحات حرارية إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو تيارات عالية للحفاظ على الأداء والعمر الطويل.
• حماية ESD:تم تصنيف الجهاز لـ 1000 فولت (HBM). نفذ احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع. للتطبيقات الحساسة، فكر في إضافة قمع للجهد العابر على الخطوط.

9. الموثوقية وضمان الجودة

يخضع المنتج لمجموعة شاملة من اختبارات الموثوقية التي تُجرى بمستوى ثقة 90% ونسبة عيوب متسامحة للدفعة (LTPD) قدرها 10%. تشمل عناصر الاختبار:

- مقاومة لحام إعادة التدفق

- دورات درجة الحرارة (-40°م إلى +100°م)

- الصدمة الحرارية (-10°م إلى +100°م)

- التخزين في درجات حرارة عالية ومنخفضة

- عمر التشغيل المستمر (1000 ساعة عند 20 مللي أمبير)

- درجة الحرارة العالية/الرطوبة العالية (85°م/85% رطوبة نسبية)

تتحقق هذه الاختبارات من متانة LED تحت ضغوط بيئية وتشغيلية مختلفة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي الفيزيائي لأقصى انبعاث طيفي. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس لون LED للعين البشرية. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى لتصنيف التيار الأمامي المستمر. ومع ذلك، للحصول على عمر طويل أمثل ومراعاة الارتفاع الحراري المحتمل في التطبيق، فإن تشغيله عند تيار أقل مثل 20 مللي أمبير هو ممارسة شائعة ويوفر توازنًا جيدًا بين السطوع والموثوقية.

س: كيف أفسر رموز التصنيف على الملصق؟

ج: تسمح لك الرموز المكونة من ثلاثة أحرف (مثل CAT:T1، HUE:AA3، REF:B38) باختيار مصابيح LED ذات خصائص مضبوطة بدقة. للحصول على مظهر متسق في منتج ما، حدد واستخدم مصابيح LED من نفس المجموعات أو المجموعات المجاورة لشدة الإضاءة والطول الموجي السائد.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو: تصميم مؤشر حالة لموجه إنترنت استهلاكي باستخدام أنبوب ضوئي.

1. الاختيار:اختر LED من سلسلة 65-21 لزاوية رؤيته الواسعة، والتي تتوافق بكفاءة مع الأنبوب الضوئي.

2. تصميم الدائرة:مصدر الطاقة المنطقي للموجه هو 3.3 فولت. استهداف I_F= 15 مللي أمبير للحصول على سطوع كافي وقدرة أقل. باستخدام V_Fنموذجي قدره 3.0 فولت (من المجموعة B36)، احسب المقاوم التسلسلي: R = (3.3V - 3.0V) / 0.015A = 20 أوم. استخدم مقاومًا قياسيًا 20 أوم، 1/10 واط.

3. التخطيط:ضع LED على لوحة الدوائر المطبوعة وفقًا لتخطيط الوسادة الموصى به. ضعه بدقة تحت مدخل الأنبوب الضوئي. تأكد من عدم وجود مكونات طويلة تلقي بظلالها.

4. الحراري:تبديد الطاقة ضئيل (P = V_F* I_F≈ 45 ملي واط)، لذلك لا توجد حاجة إلى تبريد خاص في هذا التطبيق الداخلي.

12. مقدمة عن المبدأ التقني

يعتمد هذا LED على شريحة أشباه موصلات من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الوصلة للثنائي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من الشريحة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، في الطيف الأزرق (~468 نانومتر). عدسة الراتنج الإيبوكسي للغلاف شفافة تمامًا لتعظيم نقل الضوء ويتم تشكيلها للتحكم في زاوية الشعاع.

13. اتجاهات وسياق الصناعة

تناسب سلسلة 65-21 الاتجاه المستمر نحو التصغير والكفاءة في مجال الإلكترونيات الضوئية. تستمر مصابيح LED ذات التركيب السطحي في استبدال النسخ ذات الثقب بسبب ملاءمتها للتجميع الآلي، وبصمة أصغر، وارتفاع أقل. تعالج ميزة زاوية الرؤية الواسعة الحاجة المتزايدة لمكونات تعمل بكفاءة مع أدلة الضوء في تصميمات المنتجات الحديثة والأنيقة حيث غالبًا ما يكون مصدر الضوء مخفيًا. علاوة على ذلك، فإن توفر التصنيف الدقيق يسمح باتساق أكبر في اللون والسطوع في الإنتاج الضخم، وهو أمر يزداد أهمية لتطبيقات الإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات حيث يُطلب التوحيد الجمالي.