ورقة بيانات مصباح LED البيضاوي 3474DKRR/MS - الأبعاد 3.4x7.4 مم - الجهد 1.6-2.6 فولت - الطاقة 120 مللي واط - اللون الأحمر اللامع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED البيضاوي الدقيق 3474DKRR/MS. تم تصميم الجهاز باستخدام تقنية شريحة AlGaInP لبعث لون أحمر لامع، مغلف داخل عدسة حمراء مبعثرة. الغرض الأساسي من تصميمه هو الاستخدام في أنظمة معلومات الركاب وتطبيقات الإشارات المختلفة حيث يكون التواصل البصري الواضح والمحدد أمرًا بالغ الأهمية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED ناتج شدة إضاءة عالي، ونمط إشعاع مكاني بيضاوي فريد ومحدد جيدًا، وتكوين زاوية رؤية واسعة بمقدار 90° على المحور X و 45° على المحور Y. تم تصميم زاوية الرؤية غير المتماثلة هذه خصيصًا لتتناسب مع متطلبات تطبيقات خلط الألوان في الإشارات. تم بناء التغليف من راتنج الإيبوكسي المقاوم للأشعة فوق البنفسجية، مما يضمن موثوقية طويلة الأمد في البيئات الخارجية. علاوة على ذلك، يلتزم المنتج بمعايير RoHS و EU REACH وخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون)، مما يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.

1.1 التطبيقات المستهدفة

يعتبر 3474DKRR/MS مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا عاليًا واتساقًا في اللون. تشمل أسواقه المستهدفة الرئيسية:

• إشارات الرسومات الملونة:تُستخدم في النقل العام والمطارات والملاعب.
• لوحات الرسائل:لعرض المعلومات الديناميكية في الأماكن العامة.
• لوحات الرسائل المتغيرة (VMS):أساسية لإدارة المرور وأنظمة معلومات الطرق السريعة.
• الإعلانات التجارية الخارجية:توفير إضاءة ساطعة وموثوقة للشاشات الإعلانية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• 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).
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):160 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز). يسمح هذا بنبضات قصيرة من تيار أعلى، مفيدة للتعددية (Multiplexing) في تطبيقات العرض.
• تبديد الطاقة (P_d):120 مللي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للتغليف تبديدها عند Ta=25°C. يلزم إدارة حرارية مناسبة إذا كان التشغيل قريبًا من أقصى تيار.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C. يضمن هذا النطاق الواسع الوظيفة في البيئات الخارجية القاسية.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة 5 ثوانٍ. هذا نموذجي لعمليات اللحام بالموجة أو إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (Ta=25°C)

يتم قياس هذه المعلمات تحت ظروف الاختبار القياسية (I_F=20 مللي أمبير) وتمثل الأداء النموذجي للجهاز.

• شدة الإضاءة (I_v):1976-4600 ميل كانديلا (نموذجي: 2800 ميل كانديلا). هذا الناتج العالي هو ميزة رئيسية للرؤية في ضوء النهار.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):X: 90°، Y: 45°. تم تحسين النمط البيضاوي للرؤية الأفقية في الإشارات.
• الطول الموجي القمة (λ_p):632 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي المحدد لأقصى انبعاث طيفي.
• الطول الموجي السائد (λ_d):619-629 نانومتر (نموذجي: 621 نانومتر). هذا يحدد اللون المُدرك (أحمر لامع).
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):1.6 فولت - 2.6 فولت (عند I_F=20 مللي أمبير). يجب مراعاته لتصميم دائرة القيادة.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى (عند V_R=5 فولت).

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins). هذا يسمح للمصممين باختيار قطع تلبي متطلبات تطبيقية محددة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تعريف المجموعات بتحمل ±10%. يمكن للمصممين اختيار المجموعات بناءً على مستويات السطوع المطلوبة، حيث تقدم المجموعات الأعلى (مثل RE) أقصى شدة.

• RA:1976 - 2370 ميل كانديلا
• RB:2370 - 2840 ميل كانديلا
• RC:2840 - 3400 ميل كانديلا
• RD:3400 - 4080 ميل كانديلا
• RE:4080 - 4600 ميل كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

تضمن مجموعات الطول الموجي تجانس اللون عبر الشاشة. التحمل هو ±1 نانومتر.

• R1:619 - 624 نانومتر
• R2:624 - 629 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة.

4.1 توزيع الطيف

يظهر منحنى الشدة النسبية مقابل الطول الموجي توزيعًا ضيقًا يشبه Gaussian يتمركز حول 632 نانومتر (القمة)، بعرض نطاق نموذجي 20 نانومتر. هذا يؤكد انبعاث اللون الأحمر النقي.

4.2 نمط التوجيه

يؤكد مخطط نمط الإشعاع بصريًا الشكل البيضاوي، مع نقاط نصف الشدة عند 90° (أفقي) و 45° (عمودي). هذا أمر بالغ الأهمية لتصميم الأنظمة البصرية لتحقيق ملفات الإضاءة المطلوبة.

4.3 الخصائص الكهربائية

يظهر منحنى التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (I-V) العلاقة الأسية النموذجية للدايود. عند تيار الاختبار 20 مللي أمبير، يقع الجهد الأمامي عادة بين 1.6 فولت و 2.6 فولت. منحنى الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي شبه خطي في نطاق التشغيل، مما يشير إلى أنه يمكن التحكم في السطوع بشكل فعال عبر التيار.

4.4 الاعتماد على درجة الحرارة

يظهر منحنى الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة أن ناتج الإضاءة ينخفض مع زيادة درجة الحرارة، وهي خاصية شائعة لمصابيح LED. يوضح منحنى التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة (على الأرجح عند جهد ثابت) كيف تتحول نقطة تشغيل الجهاز مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم للإدارة الحرارية في التطبيق النهائي.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد التغليف

يتميز الـ LED بتغليف مصباح بيضاوي قياسي. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم الجسم الكامل وتباعد الأطراف (Leads). الأطراف على مسافة 2.54 مم، متوافقة مع تخطيطات اللوحات المطبوعة القياسية. ملاحظة حرجة هي بروز الراتنج بحد أقصى 1.5 مم تحت الحافة (Flange)، والتي يجب أخذها في الاعتبار في التركيب الميكانيكي ومناطق الاستبعاد على اللوحة المطبوعة. جميع الأبعاد غير المحددة لها تحمل ±0.25 مم.

5.2 تحديد القطبية

يُشار إلى الكاثود (القطب السالب) عادةً بجانب مسطح على العدسة أو بطرف أقصر. يجب الرجوع إلى الرسم البياني في ورقة البيانات للعلامة الدقيقة على هذا التغليف المحدد (3474DKRR/MS). القطبية الصحيحة ضرورية لمنع تلف الانحياز العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على أداء وموثوقية الـ LED.

6.1 تشكيل الأطراف (Leads)

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على التثبيت الداخلي للشريحة (Die Attach).
• يجب دائمًا إجراء التشكيلقبل soldering.
• اللحام. يمكن أن يتسبب الإجهاد المفرط أثناء التشكيل في تشقق الإيبوكسي أو إتلاف وصلات الأسلاك (Wire Bonds).
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة؛ القص في درجة حرارة عالية يمكن أن يسبب صدمة حرارية.
• يجب أن تتماشى ثقوب اللوحة المطبوعة تمامًا مع أطراف الـ LED لتجنب إجهاد التركيب، والذي يمكن أن يضعف ختم الإيبوكسي بمرور الوقت.

6.2 ظروف التخزين

• التخزين الموصى به: ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية.
• العمر الافتراضي بعد الشحن: 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين الأطول (حتى سنة واحدة)، يجب حفظ الأجهزة في حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف على المكونات.

6.3 عملية اللحام

• أثناء اللحام اليدوي أو بالموجة، يجب أن تكون نقطة اللحام على بعد أكثر من 3 مم من لمبة الإيبوكسي.
• يوصى باللحام فقط حتى قاعدة شريط الربط (Tie Bar) على إطار الأطراف (Leadframe).
• أقصى درجة حرارة لحام هي 260°C لمدة 5 ثوانٍ، وهي متوافقة مع ملفات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم توريد مصابيح LED في عبوات مقاومة للرطوبة لمنع التلف أثناء التخزين والنقل. يتم وضعها عادةً على أشرطة حاملة بارزة (Embossed Carrier Tapes).

7.2 مواصفات الشريط الحامل والبكرة

يتم توفير أبعاد الشريط التفصيلية، بما في ذلك تباعد ثقوب التغذية (P=12.70 مم)، تباعد المكونات (F=2.54 مم)، وأبعاد الجيوب (Pockets). هذه أساسية لإعداد معدات الاختيار والوضع الآلية.

7.3 كميات التعبئة

• التعبئة القياسية: 2500 قطعة لكل صندوق داخلي.
• تعبئة الشحن: 10 صناديق داخلية (25,000 قطعة) لكل صندوق خارجي.

7.4 شرح الملصق وترقيم القطعة

يتضمن ملصق التعبئة معلومات حرجة للتتبع والمواصفات:

• CPN:رقم القطعة الداخلي للعميل.
• P/N:رقم القطعة الخاص بالشركة المصنعة (مثال: 3474DKRR/MS).
• QTY:الكمية في العبوة.
• CAT:رمز مجموعة شدة الإضاءة (مثال: RA, RB, RC...).
• HUE:رمز مجموعة الطول الموجي السائد (مثال: R1, R2).
• REF:رمز مجموعة الجهد الأمامي (إذا كان مطبقًا).
• LOT No:رقم الدفعة التصنيعية لتتبع الجودة.

يسمح هيكل رقم القطعة 3474 D K R R - □ □ □ □ بتحديد مجموعات مختلفة وميزات اختيارية.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة (Driver)

بسبب الخاصية الأسية I-V للدايود، يوصى بشدة بتنظيم التيار (وليس تنظيم الجهد) لقيادة مصابيح LED. يمكن استخدام مقاوم متسلسل بسيط للتطبيقات الأساسية، لكن قائد تيار ثابت يوفر استقرارًا أفضل عبر اختلافات درجة الحرارة وجهد التغذية. أقصى تيار مستمر هو 50 مللي أمبير؛ للتشغيل النبضي، راجع I_FP rating.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن الجهاز له نطاق تشغيل واسع لدرجة الحرارة، فإن الحفاظ على درجة حرارة وصلة أقل يطيل العمر الافتراضي ويحافظ على ناتج الضوء. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية على اللوحة المطبوعة أو تبديد حراري إذا كان التشغيل قريبًا من أقصى تيار (I_F=50 مللي أمبير) أو في درجات حرارة محيطة عالية.

8.3 التكامل البصري

نمط الإشعاع غير المتماثل (بيضاوي) مثالي لإضاءة المناطق المستطيلة الشائعة في الإشارات. عند تصميم مصفوفة، ضع في اعتبارك زوايا الرؤية لضمان مظهر موحد من مواقع الرؤية المقصودة. يجب تجنب خلط مجموعات الشدة/الطول الموجي المختلفة في نفس العرض لمنع عدم الاتساق المرئي.

9. المقارنة والتمييز التقني

يتميز 3474DKRR/MS من خلال نمط الحزمة البيضاوي المحدد، والذي لا يوجد عادةً في مصابيح LED المستديرة القياسية. يوفر هذا توزيع ضوء أكثر كفاءة ومخصصًا للإشارات الأفقية دون الحاجة إلى بصريات ثانوية. تقدم شدته العالية من شريحة AlGaInP سطوعًا وتشبع لون متفوقًا مقارنة ببعض التقنيات البديلة للانبعاث الأحمر. يجمع بين نطاق تشغيل واسع لدرجة الحرارة، والامتثال البيئي، وهيكل تصنيف محدد جيدًا، مما يجعله خيارًا قويًا وقابلًا للتنبؤ به لتطبيقات الإشارات الاحترافية.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λ_p) هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد (632 نانومتر نموذجي). الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المُدرك لـ LED (621 نانومتر نموذجي). بالنسبة لمصابيح LED، غالبًا ما يكون الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بتيار 160 مللي أمبير بشكل مستمر؟

لا. تصنيف 160 مللي أمبير مخصص لتيار الذروة الأماميالذروةتحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز). أقصى تيار أماميمستمر(I_F) هو 50 مللي أمبير. يمكن أن يؤدي تجاوز ذلك إلى ارتفاع درجة الحرارة، وتسارع استهلاك اللومن، وفشل كارثي.

10.3 كيف أفسر زاوية الرؤية 90°/45°؟

يشير هذا إلى الانتشار الزاوي حيث تكون شدة الإضاءة على الأقل نصف الشدة القصوى (نقاط نصف الشدة). النمط بيضاوي: 90° في المستوى الأفقي (X) و 45° في المستوى الرأسي (Y). هذا مثالي للرؤية الأفقية الواسعة كما هو موجود في إشارات الطرق.

10.4 لماذا تعتبر ظروف التخزين مهمة لمصابيح LED؟

يمكن أن تمتص عبوات LED الرطوبة من الغلاف الجوي. أثناء عملية اللحام عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو "انفجارًا" (Popcorning)، مما يشقق التغليف ويدمر الجهاز. تمنع ظروف التخزين المحددة والعمر الافتراضي امتصاص الرطوبة المفرط.

11. مثال تطبيقي عملي

سيناريو: تصميم عرض نصي أحادي الخط لمحطة حافلات.

1. المتطلبات:نص أحمر ساطع مرئي في ضوء الشمس المباشر، رؤية أفقية واسعة للمشاة، تشغيل مستمر.
2. اختيار الـ LED:تم اختيار 3474DKRR/MS لشدته العالية (اختر مجموعة RD أو RE لأقصى سطوع) وزاوية الرؤية الأفقية 90°.
3. تصميم الدائرة:تم تصميم قائد تيار ثابت مضبوط على 20 مللي أمبير لكل LED. يوفر هذا شدة الإضاءة النموذجية مع ضمان موثوقية واتساق طويل الأمد. يتم حساب المقاومات المتسلسلة بناءً على جهد خرج القائد و V_F range.
4. التخطيط الميكانيكي:يتم وضع مصابيح LED على لوحة مطبوعة بثقوب تتطابق مع تباعد الأطراف 2.54 مم. يتم محاذاة اتجاه العدسة البيضاوية لتعظيم الانتشار 90° على طول صف النص. يمكن وضع لوحة موزع (Diffuser) في المقدمة لدمج النقاط الفردية في أحرف سلسة.
5. الاعتبار الحراري:تم تصميم اللوحة المطبوعة بمساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة، حيث قد يكون العرض مغلقًا ومعرضًا لشمس الصيف.

12. مبدأ التشغيل

الـ 3474DKRR/MS هو مصدر ضوء أشباه الموصلات. جوهره هو شريحة مصنوعة من فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات حيث تتحد. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، في الطيف الأحمر (~621-632 نانومتر). تغلف عدسة الإيبوكسي الحمراء المبعثرة الشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل نمط الإشعاع إلى شكل بيضاوي، وتشتت الضوء لخلق مظهر أكثر تجانسًا.

13. اتجاهات التكنولوجيا

في مجال الإشارات والإضاءة المتخصصة، تستمر تكنولوجيا LED في التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون، ومزيد من التحكم البصري. بينما تتقدم مصابيح LED البيضاء القياسية بسرعة، تظل مصابيح LED الملونة المنفصلة مثل الأحمر القائم على AlGaInP حاسمة للتطبيقات التي تتطلب ألوانًا مشبعة محددة، وموثوقية عالية، وإلكترونيات قيادة بسيطة. تشمل الاتجاهات دمج دوائر التحكم على اللوحة (مثل مصابيح LED RGB القابلة للعنونة) والمزيد من التصغير. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات أحادية اللون القوية عالية السطوع مثل إشارات النقل، تحتفظ المكونات المنفصلة ذات الموثوقية المثبتة وأنماط الحزم المحددة، مثل المصباح البيضاوي المذكور هنا، بدور مهم في التصميم.