ورقة بيانات مصباح LED بيضاوي الشكل 3474BARR/MS - شكل بيضاوي - زاوية رؤية 110°/60° - جهد أمامي 1.6-2.6 فولت - لون أحمر لامع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED عالي الأداء ذو شكل بيضاوي. تم تصميم الجهاز للتطبيقات التي تتطلب أداءً بصريًا دقيقًا وإضاءة موثوقة في أنظمة عرض المعلومات.

1.1 المزايا الأساسية وتحديد موقع المنتج

الميزة الأساسية لهذا LED هي نمط الإشعاع البيضاوي الفريد، المصمم خصيصًا لتطبيقات مزج الألوان في الأنظمة الصفراء أو الزرقاء أو الخضراء. تم تصميمه لتقديم ناتج عالي من شدة الإضاءة ضمن نطاق إشعاعي مكاني محدد جيدًا. يتم وضع المنتج كمكون متخصص لعروض المعلومات التجارية والعامة حيث تكون الوضوح والموثوقية وتشكيل الحزمة الضوئية المحددة أمرًا بالغ الأهمية.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يشمل السوق المستهدف مصنعي أنظمة اللافتات والمعلومات الاحترافية. تشمل التطبيقات الرئيسية:

• لافتات الرسوم البيانية الملونة
• لوحات الرسائل
• لافتات الرسائل المتغيرة (VMS)
• الإعلانات التجارية الخارجية

تستفيد هذه التطبيقات من سطوع LED العالي، ونمط الحزمة المحدد، ومتانته البيئية.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً موضوعيًا للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية للجهاز.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بتشغيل الجهاز باستمرار عند هذه الحدود أو بالقرب منها، حيث سيؤثر ذلك على الموثوقية.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (I_F):50 مللي أمبير (مستمر).
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):160 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز). يسمح هذا التصنيف بالتشغيل الزائد لفترة قصيرة، وهو مفيد في تطبيقات العرض المتعدد.
• تبديد الطاقة (P_d):120 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطية (Ta)=25°C. من الضروري تخفيض التصنيف عند درجات حرارة محيطية أعلى.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40°C إلى +85°C. يضمن هذا النطاق الواسع الوظيفة في البيئات الخارجية القاسية.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة 5 ثوانٍ. يحدد هذا تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية عند I_F= 15 مللي أمبير و Ta = 25°C، مما يوفر خط أساس لمقارنة الأداء.

• شدة الإضاءة (I_v):715 ملي شمعة (الحد الأدنى)، 1573 ملي شمعة (الحد الأقصى). تقع القيمة النموذجية ضمن نطاق التصنيف هذا (انظر القسم 3). الشدة العالية حاسمة لرؤية اللافتات في ضوء النهار.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):110° (المحور X) / 60° (المحور Y). هذا النمط البيضاوي غير المتماثل هو ميزة رئيسية، حيث يوفر تغطية أفقية واسعة وانبعاث رأسي أكثر تركيزًا، مما يجعله مثاليًا للافتات التي تُشاهد من زوايا أفقية مختلفة.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):632 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):619 نانومتر (الحد الأدنى)، 621 نانومتر (نموذجي)، 629 نانومتر (الحد الأقصى). هذا هو إدراك العين البشرية للون LED كطول موجي واحد، وهو خاضع للتصنيف.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى نقاء الطيف للضوء الأحمر المنبعث من شريحة AlGaInP.
• الجهد الأمامي (V_F):1.6 فولت (الحد الأدنى)، 2.6 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=15 مللي أمبير. يجب مراعاة هذا النطاق في تصميم السائق ومتطلبات مصدر الطاقة.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت. يشير التيار العكسي المنخفض إلى جودة جيدة للوصلة.

2.3 الخصائص الحرارية

على الرغم من عدم سردها صراحة في جدول منفصل، إلا أن الأداء الحراري يُفهم من خلال تصنيف تبديد الطاقة ونطاق درجة حرارة التشغيل. سيختلف أداء الجهاز مع درجة حرارة المحيط، كما هو موضح في منحنيات الخصائص. يلزم تخطيط PCB مناسب، وإذا لزم الأمر، استخدام مشتتات حرارية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود الآمنة، خاصة عند التشغيل بتيارات أمامية عالية أو في درجات حرارة محيطية مرتفعة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في التجميع، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على معلمات رئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاثة أصناف (RH، RJ، RK) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند I_F= 15 مللي أمبير. التسامح داخل الصنف هو ±10%.

• الصنف RH:من 715 إلى 930 ملي شمعة
• الصنف RJ:من 930 إلى 1210 ملي شمعة
• الصنف RK:من 1210 إلى 1573 ملي شمعة

تحديد رمز الصنف أمر ضروري للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا للوحة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب طولها الموجي السائد للتحكم في اتساق اللون. التسامح هو ±1 نانومتر.

• الصنف R1:من 619 إلى 624 نانومتر
• الصنف R2:من 624 إلى 629 نانومتر

لتطبيقات مزج الألوان أو اللافتات التي تتطلب درجة محددة من الأحمر، فإن تحديد صنف الطول الموجي أمر بالغ الأهمية.

4. تحليل منحنيات الأداء

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

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، حيث يبلغ ذروته حوالي 632 نانومتر بعرض نطاق نموذجي (FWHM) يبلغ 20 نانومتر. يؤكد أن الانبعاث يقع ضمن الطيف الأحمر لشريحة AlGaInP.

4.2 نمط التوجيه (Directivity Pattern)

يمثل الرسم البياني القطبي زاوية الرؤية غير المتماثلة بصريًا: حوالي 110° في المستوى الأفقي (X) و 60° في المستوى الرأسي (Y)، مما يؤكد نمط الإشعاع البيضاوي.

4.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

هذا المنحنى ضروري لتصميم السائق. يظهر العلاقة الأسية بين التيار والجهد. عند تيار التشغيل النموذجي، من المتوقع أن يكون الجهد الأمامي بين 1.6 فولت و 2.6 فولت. يساعد المنحنى في حساب المقاومات التسلسلية أو تصميم سائقي التيار الثابت.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى اعتماد ناتج الضوء على تيار القيادة. بينما يزداد الناتج مع زيادة التيار، إلا أنه ليس خطيًا تمامًا، وقد تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جدًا بسبب التأثيرات الحرارية. يُحظر التشغيل فوق الحد الأقصى المطلق للتصنيف.

4.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

الشدة النسبية مقابل درجة حرارة المحيط:يُظهر انخفاض ناتج الضوء مع زيادة درجة حرارة المحيط. يجب أخذ هذا التخفيض في الاعتبار في التصميم الحراري للحفاظ على سطوع كافٍ في البيئات الحارة.
التيار الأمامي مقابل درجة حرارة المحيط:من المحتمل أن يوضح كيف تتغير خاصية الجهد الأمامي مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم في سيناريوهات القيادة بجهد ثابت.

5. معلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يوفر الرسم البعدي القياسات الحرجة لتصميم بصمة PCB والموضع والمسافة الحرة. تشمل الميزات الرئيسية شكل العدسة البيضاوي، وتباعد الأطراف (2.54 مم)، والبروز الأقصى للراتنج أسفل الحافة (1.5 مم). جميع الأبعاد غير المحددة لها تسامح ±0.25 مم. يجب على المصممين الالتزام بهذه الأبعاد لضمان الملاءمة واللحام المناسبين.

5.2 تحديد القطبية

يشير مخطط ورقة البيانات إلى أطراف الأنود والكاثود. عادةً ما يكون الطرف الأطول هو الأنود (+)، ولكن يجب أن يتطابق تصميم بصمة PCB بوضوح مع رسم العبوة لمنع التثبيت العكسي. القطبية الصحيحة ضرورية لتشغيل الجهاز ومنع التلف من الانحياز العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة حاسمة للموثوقية.

6.1 تشكيل الأطراف (Lead Forming)

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• شكل الأطرافقبل soldering.
• تجنب تطبيق إجهاد على العبوة أثناء الانحناء.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

6.2 ظروف التخزين

• التخزين الموصى به: ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية.
• العمر الافتراضي بعد الشحن: 3 أشهر في ظل هذه الظروف.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة): استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 عملية اللحام

• حافظ على مسافة تزيد عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
• يجب ألا يمتد اللحام إلى ما بعد قاعدة شريط الربط على إطار الأطراف.
• اتبع حد درجة حرارة اللحام الذروية البالغة 260°C لمدة 5 ثوانٍ أثناء إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم توريد المكونات في عبوات مقاومة للرطوبة، والتي تشمل الشريط الحامل والبكرة، موضوعة داخل صناديق داخلية وصناديق خارجية.

7.2 كميات التعبئة

• 2500 قطعة لكل صندوق داخلي.
• 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي (إجمالي 25,000 قطعة).

7.3 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات أساسية للتتبع والتحقق: رقم منتج العميل (CPN)، ورقم المنتج (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورموز التصنيف لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF)، جنبًا إلى جنب مع رقم الدفعة (LOT No).

7.4 مواصفات الشريط الحامل والبكرة (Carrier Tape and Reel)

يتم توفير أبعاد مفصلة للشريط الحامل (تباعد الجيوب، العمق، إلخ) والبكرة للتأكد من التوافق مع معدات التجميع الآلي (pick-and-place). تشمل المعلمات الرئيسية تباعد المكونات (F) البالغ 2.54 مم وتباعد ثقوب تغذية الشريط (P) البالغ 12.70 مم.

7.5 تسمية المنتج / رقم القطعة

يتبع رقم القطعة تنسيقًا منظمًا:3474 B A R R - □ □ □ □. يشير "3474" على الأرجح إلى عائلة/حجم العبوة. تحدد الأحرف التالية (B، A، R، R) سمات مثل اللون (أحمر لامع)، ونوع العدسة، ودرجة الأداء. أما العناصر النائبة الأربعة الأخيرة (□) فهي لتحديد رموز التصنيف للشدة (CAT) والطول الموجي (HUE)، مما يسمح للمستخدمين بطلب درجة الأداء الدقيقة المطلوبة لتطبيقهم.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

لمصدر جهد ثابت بسيط (مثل 5 فولت)، يكون المقاوم المحدد للتيار التسلسلي إلزاميًا. يمكن حساب قيمة المقاوم (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. استخدم الحد الأقصى لـ V_Fمن ورقة البيانات لضمان عدم تجاوز التيار للحدود. لمصفوفات LED المتعددة أو التطبيقات الحرجة، يوصى بشدة باستخدام سائق تيار ثابت لضمان سطوع مستقر وعمر أطول، حيث يعوض عن اختلافات V_Fوالتأثيرات الحرارية.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أنه جهاز منخفض الطاقة، إلا أن إدارة الحرارة مهمة في اللافتات المزدحمة أو البيئات ذات درجات الحرارة المحيطية العالية (مثل الخزائن الخارجية). تأكد من التهوية الكافية وفكر في استخدام لوحات دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCBs) للمصفوفات الكبيرة لتبديد الحرارة بشكل فعال والحفاظ على ناتج الضوء.

8.3 التكامل البصري

تم تصميم نمط الحزمة البيضاوي للاختلاط مع الألوان الأخرى. عند تصميم بكسل متعدد الألوان (مثل اللافتات الملونة بالكامل)، يجب أن يأخذ الموضع المادي وتوجيه مصابيح LED الحمراء والخضراء والزرقاء في الاعتبار زوايا الرؤية الخاصة بها لتحقيق مزج ألوان مناسب في مواقع المشاهدة المقصودة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الأساسي لهذا LED هونمط الإشعاع البيضاوي (110°x60°). مقارنة بمصابيح LED المستديرة القياسية ذات زوايا الرؤية المتماثلة (مثل 120°)، يوفر هذا الشكل توزيعًا ضوئيًا محسنًا للافتات الأفقية، مما قد يقلل من الضوء المهدر ويحسن الكفاءة للتطبيق المستهدف. استخدامإيبوكسي مقاوم للأشعة فوق البنفسجيةأمر بالغ الأهمية للتطبيقات الخارجية لمنع اصفرار العدسة والحفاظ على ناتج الضوء بمرور الوقت. التوافق مع معاييرالخالية من الهالوجين(حدود Br/Cl) ومعاييرRoHS/REACHيجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج1: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الذروة الفعلية لمنحنى ناتج الطيف (632 نانومتر هنا). الطول الموجي السائد (λ_d) هو نقطة اللون المدركة (621 نانومتر نموذجي). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون في العروض.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20 مللي أمبير بدلاً من 15 مللي أمبير؟
ج2: نعم، ولكن يجب عليك الرجوع إلى منحنى "الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي". ستكون شدة الإضاءة أعلى، ولكن يجب عليك التأكد من أن حاصل ضرب I_Fو V_Fلا يتجاوز تبديد الطاقة القصوى المطلقة (120 ملي واط)، خاصة في درجات الحرارة المحيطية العالية. قد يكون التخفيض ضروريًا.

س3: لماذا عمر التخزين 3 أشهر فقط؟
ج3: هذا احتياطي للأجهزة الحساسة للرطوبة. يمكن أن تمتص عبوة الإيبوكسي الرطوبة من الهواء. إذا تعرض جهاز "رطب" للحام بدرجة حرارة عالية، يمكن أن يسبب التبخر السريع للرطوبة تلفًا داخليًا (ظاهرة "الفشار"). يفترض حد الـ 3 أشهر ظروف أرضية المصنع القياسية. للتخزين لفترات أطول، يتم وصف طريقة كيس النيتروجين.

س4: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟
ج4: يجب عليك تحديد التركيبة المطلوبة من صنف شدة الإضاءة (مثل RK) وصنف الطول الموجي السائد (مثل R1) في حقول العناصر النائبة لرقم القطعة. وهذا يضمن حصولك على مصابيح LED ذات سطوع ولون متسقين.

11. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لافتة رسائل متغيرة (VMS) ذات سطر واحد للطريق السريع.
يقوم مهندس بتصميم لافتة رسائل متغيرة. يتطلب كل بكسل بكسل فرعي أحمر. يختارون هذا LED البيضاوي لسطوعه العالي (الرؤية في ضوء النهار) وزاوية الرؤية الأفقية الواسعة، مما يضمن وضوح القراءة للسائقين عبر عدة حارات. يختارون الصنف RK لأقصى شدة والصنف R1 للحصول على درجة لون أحمر متسقة. يتم تشغيل مصابيح LED بواسطة سائق تيار ثابت مضبوط على 15 مللي أمبير لكل LED لضمان طول العمر وناتج مستقر. يتبع تخطيط PCB أبعاد العبوة تمامًا، ويتضمن التصميم فتحات حرارية (thermal vias) أسفل وسادة LED لتبديد الحرارة في غلاف اللافتة المعدني. يتم توجيه نمط الحزمة غير المتماثل مع المحور 110° أفقيًا لتعظيم ممر الرؤية على طول الطريق السريع.

12. مبدأ التشغيل

يعتمد هذا LED على شريحة أشباه موصلات من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. في مواد AlGaInP، يطلق حدث إعادة التركيب هذا الطاقة في شكل فوتونات (ضوء) في الجزء الأحمر إلى الكهرماني من الطيف المرئي. يحدد التركيب المحدد لطبقات AlGaInP الطول الموجي السائد. ثم يتم تشكيل الضوء الناتج بواسطة عدسة الإيبوكسي البيضاوية المصبوبة، والتي تعمل كبصريات أولية لإنشاء نمط الإشعاع المطلوب 110°x60°.

13. اتجاهات التكنولوجيا

في سوق LED للافتات والعروض، تستمر الاتجاهات نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، مما يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري. هناك أيضًا دفع لتحسين اتساق اللون وتقليل تسامحات التصنيف لتمكين عروض ملونة عالية الجودة دون معايرة معقدة. تتطور تكنولوجيا التغليف لتقديم موثوقية أكبر ودرجات حرارة تشغيل قصوى أعلى للبيئات الصعبة. بينما يستخدم هذا المنتج عبوة تقليدية ذات أطراف، فإن الصناعة تتحرك على نطاق واسع نحو عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي، على الرغم من أن العبوات ذات الأطراف تظل ذات صلة لتطبيقات معينة تتطلب متانة التركيب عبر الثقب أو خصائص بصرية محددة.