ورقة بيانات LED أزرق SMD5050N - عبوة 5.0x5.0x1.6 مم - جهد 3.2 فولت - قدرة 0.306 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

سلسلة SMD5050N هي ثنائي باعث للضوء (LED) ذو تركيب سطحي، مُصمم للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا عاليًا وموثوقية في مساحة مضغوطة مقاسها 5.0 مم × 5.0 مم. توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة للنسخة الزرقاء، الموديل T5A003BA. يتميز الجهاز بعبوة SMD قياسية مناسبة لعمليات التجميع الآلي، ومصمم للاستخدام في الإضاءة الخلفية، اللافتات، الإضاءة الزخرفية، والإضاءة العامة.

2. الغوص العميق في المعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد المعايير التالية الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. جميع القيم محددة عند درجة حرارة محيطة (T_s) تساوي 25°م.

• التيار الأمامي (I_F):90 مللي أمبير (مستمر)
• تيار النبضة الأمامي (I_FP):120 مللي أمبير (عرض النبضة ≤10 مللي ثانية، دورة العمل ≤1/10)
• تبديد القدرة (P_D):306 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°م إلى +80°م
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°م إلى +80°م
• درجة حرارة التقاطع (T_j):125°م
• درجة حرارة اللحام (T_sld):لحام إعادة التدفق عند 200°م أو 230°م لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معايير التشغيل النموذجية عند T_s=25°م مع تيار أمامي (I_F) بقيمة 60 مللي أمبير، وهي حالة الاختبار الموصى بها.

• الجهد الأمامي (V_F):نموذجي 3.2 فولت، أقصى 3.4 فولت (التسامح: ±0.08 فولت)
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التيار العكسي (I_R):أقصى 10 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت
• الطول الموجي السائد (λ_d):460 نانومتر (راجع القيم المصنفة في القسم 2.4)
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120° (زاوية رؤية واسعة، تصميم بدون عدسة إضافية)

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

3.1 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف ناتج التدفق الضوئي إلى مجموعات لضمان الاتساق. تؤخذ القياسات عند I_F=60 مللي أمبير مع تسامح ±7%.

• الرمز A4:الحد الأدنى 1.5 لومن، نموذجي 2.0 لومن
• الرمز A5:الحد الأدنى 2.0 لومن، نموذجي 2.5 لومن
• الرمز A6:الحد الأدنى 2.5 لومن، نموذجي 3.0 لومن
• الرمز A7:الحد الأدنى 3.0 لومن، نموذجي 3.5 لومن
• الرمز A8:الحد الأدنى 3.5 لومن، نموذجي 4.0 لومن

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التحكم بدقة في اللون الأزرق من خلال تصنيف الطول الموجي.

• الرمز B1:445 نانومتر – 450 نانومتر
• الرمز B2:450 نانومتر – 455 نانومتر
• الرمز B3:455 نانومتر – 460 نانومتر
• الرمز B4:460 نانومتر – 465 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسومات بيانية رئيسية للأداء ضرورية لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة.

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

يظهر هذا الرسم البياني العلاقة غير الخطية بين الجهد والتيار. يزداد الجهد الأمامي مع زيادة التيار ويعتمد أيضًا على درجة الحرارة. يجب على المصممين استخدام هذا المنحنى لحساب تبديد القدرة (V_F* I_F) والتأكد من أن السائق يمكنه توفير الجهد اللازم، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة حيث V_F increases.

4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى كيف يتدرج ناتج الضوء مع تيار القيادة. بينما يزداد الناتج مع التيار، تنخفض الكفاءة عادةً عند التيارات الأعلى بسبب زيادة التأثيرات الحرارية. قد يؤدي التشغيل بشكل كبير فوق نقطة الاختبار الموصى بها 60 مللي أمبير إلى تقليل العمر الافتراضي وتغيير اللون.

4.3 القدرة الطيفية النسبية مقابل درجة حرارة التقاطع

بالنسبة لمصابيح LED الزرقاء، يمكن أن يتحول الطول الموجي القياسي مع درجة حرارة التقاطع (عادة 0.1-0.3 نانومتر/°م). هذا الرسم البياني حاسم للتطبيقات التي تتطلب ناتج لوني مستقر. تسبب درجات حرارة التقاطع الأعلى انزياحًا نحو الأحمر (طول موجي أطول)، وهو ما يجب أخذه في الاعتبار في التصميم الحراري.

4.4 توزيع القدرة الطيفية

يعرض هذا الرسم البياني طيف الانبعاث الكامل لـ LED الأزرق، مُظهرًا ذروة ضيقة حول الطول الموجي السائد (مثل 460 نانومتر). العرض الكامل عند نصف القيمة القصوى (FWHM) هو عادة 20-30 نانومتر لمصابيح LED الزرقاء القائمة على InGaN. فهم الطيف أمر حيوي لتطبيقات مزج الألوان أو عند استخدام تحويل الفوسفور للضوء الأبيض.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

عبوة SMD5050N لها أبعاد اسمية 5.0 مم (طول) × 5.0 مم (عرض) × 1.6 مم (ارتفاع). يتم توفير رسومات ميكانيكية مفصلة مع تسامحات: الأبعاد .X لها تسامح ±0.10 مم، والأبعاد .XX لها تسامح ±0.05 مم.

5.2 تخطيط الوسادة الموصى به وتصميم الإستنسل

للحصول على لحام موثوق، يُوصى بنمط وسادة محدد. يضمن تصميم الوسادة تكوين حشوة لحام مناسبة وقوة ميكانيكية. يتم توفير تصميم فتحة إستنسل مقابلة للتحكم في حجم معجون اللحام، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق وصلة لحام موثوقة بدون جسور أو لحام غير كافٍ.

5.3 تحديد القطبية

يتم عادةً تمييز الكاثود (القطب السالب) لـ LED على العبوة. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع الانحياز العكسي، المحدود بـ 5 فولت.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 الحساسية للرطوبة والتجفيف

عبوة SMD5050N حساسة للرطوبة (مصنفة MSL وفقًا لـ IPC/JEDEC J-STD-020C).

• التخزين:قم بالتخزين في الكيس الأصلي المغلق مع مجفف عند <30°م و <85% رطوبة نسبية.
• مدة الصلاحية بعد الفتح:بعد فتح الكيس المغلق، يجب استخدام المكونات خلال 12 ساعة إذا تم تخزينها عند <30°م / <60% رطوبة نسبية.
• التجفيف مطلوب إذا:تم فتح الكيس لأكثر من 12 ساعة، أو إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة رطوبة عالية.
• إجراء التجفيف:جفف عند 60°م لمدة 24 ساعة. لا تتجاوز 60°م. استخدم خلال ساعة واحدة بعد التجفيف أو قم بالتخزين في خزانة جافة (<20% رطوبة نسبية).

6.2 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يمكن لـ LED تحمل ملف تعريف لحام إعادة تدفق خالي من الرصاص بدرجة حرارة ذروية 200°م أو 230°م لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. استشر توصيات الملف التعريفي المحدد لتقليل الإجهاد الحراري على مادة التغليف السيليكونية وروابط الأسلاك.

7. الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED الزرقاء حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. تشمل أنماط الفشل زيادة تيار التسرب (انخفاض السطوع، تغير اللون) أو فشل كارثي (LED تالف).

• إجراءات الوقاية:استخدم محطات عمل مضادة للكهرباء الساكنة مؤرضة، وسجاد أرضي، وأسوار معصم.
• الأفراد:يجب على المشغلين ارتداء ملابس وقفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• المعدات:استخدم مؤينات وتأكد من أن مكاوي اللحام مؤرضة بشكل صحيح.
• التعبئة والتغليف:استخدم مواد موصلة أو مضادة للكهرباء الساكنة للتعامل والنقل.

8. تصميم دائرة التطبيق

8.1 طريقة القيادة

يُوصى بشدة باستخدام قيادة التيار الثابت.مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار؛ ناتج ضوئها يتناسب مع التيار، وليس الجهد. يوفر مصدر التيار الثابت سطوعًا مستقرًا ويحمي LED من الانحراف الحراري.

8.2 مقاومة تحديد التيار (لمصدر جهد ثابت)

إذا كان يجب استخدام مصدر جهد ثابت (مثل مصدر تيار مستمر منظم)، فإن مقاومة تحديد التيار على التوالي إلزامية. تحسب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. يجب أن تكون قدرة المقاومة كافية: P_R= (I_F)² * R. هذه الطريقة أقل كفاءة وأقل استقرارًا من قيادة التيار الثابت، حيث أن V_Fيختلف مع درجة الحرارة.

8.3 تسلسل التوصيل

عند توصيل وحدة LED بالسائق، اتبع هذا التسلسل لتجنب طفرات الجهد: 1) حدد قطبية LED والسائق. 2) قم بتوصيل ناتج السائق بوحدة LED. 3) أخيرًا، قم بتوصيل مدخل السائق بمصدر الطاقة. هذا يمنع توصيل سائق نشط بمصابيح LED.

9. احتياطات التعامل والتخزين

• تجنب التعامل المباشر:لا تلمس عدسة LED باليدين العاريتين. يمكن للملوثات مثل زيوت الجلد أن تلطخ السيليكون بشكل دائم، مما يقلل من ناتج الضوء.
• استخدم الأدوات المناسبة:استخدم أدوات الالتقاط بالتفريغ أو ملاقط ذات أطراف ناعمة. تجنب الضغط الميكانيكي المفرط على العدسة، مما قد يتلف روابط الأسلاك أو الشريحة.
• التخزين طويل الأمد:للعبوات المفتوحة، قم بالتخزين في خزانة جافة مع تنقية بالنيتروجين أو مجفف عند 5-30°م و <60% رطوبة نسبية.

10. تسمية المنتج ومعلومات الطلب

يتبع رقم الموديل رمزًا منظمًا: T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. تشمل العناصر الرئيسية:

• رمز العبوة (5A):يشير إلى حجم عبوة 5050N.
• عدد الشرائح:يشير إلى عدد شرائح LED داخل العبوة (مثل 1، 2، 3).
• رمز اللون (B):B للأزرق. رموز أخرى: R (أحمر)، Y (أصفر)، G (أخضر)، إلخ.
• رمز البصريات (00):00 يشير إلى عدم وجود عدسة ثانوية (عدسة أولية فقط).
• رمز مجموعة التدفق الضوئي (مثل A6):يحدد مجموعة ناتج التدفق الضوئي.
• رمز مجموعة الطول الموجي (مثل B3):يحدد مجموعة الطول الموجي السائد.

11. سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:إضاءة حواف شاشات LCD التلفزيونية والمراقبة، صناديق الإعلانات المضيئة.
• الإضاءة الزخرفية:إضاءة الزخارف المعمارية، إضاءة الكوف، اللافتات.
• الإضاءة العامة:كمكون في وحدات LED البيضاء باستخدام تحويل الفوسفور.
• إضاءة داخلية للسيارات:لوحة القيادة، منطقة القدمين، والإضاءة المحيطة.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:مؤشرات الحالة، إضاءة خلفية لوحة المفاتيح.

12. اعتبارات التصميم والأسئلة الشائعة

12.1 كيف أختار التيار المناسب؟

اعمل عند أو أقل من تيار الاختبار الموصى به 60 مللي أمبير للحصول على التوازن الأمثل بين السطوع والكفاءة والعمر الافتراضي. التيارات الأعلى تزيد ناتج الضوء ولكنها تولد حرارة أكثر، مما يسرع من استهلاك اللومن وقد يغير اللون.

12.2 لماذا إدارة الحرارة مهمة؟

أداء LED وعمره الافتراضي يتناسبان عكسيًا مع درجة حرارة التقاطع. ارتفاع T_jيقلل ناتج الضوء (استهلاك اللومن)، ويسبب تغيرًا في اللون (لمصابيح LED الزرقاء والبيضاء)، وقد يؤدي إلى فشل مبكر. تأكد من وجود بالوعة حرارة كافية، خاصة في التطبيقات عالية القدرة أو المغلقة.

12.3 هل يمكنني توصيل عدة مصابيح LED على التوالي أو التوازي؟

التوصيل على التوالي هو المفضلعند استخدام سائق تيار ثابت، حيث يمر نفس التيار عبر جميع مصابيح LED. تأكد من أن جهد الامتثال للسائق أعلى من مجموع V_Fلجميع مصابيح LED في السلسلة.التوصيل على التوازي غير موصى به بشكل عامبسبب اختلافات تصنيف V_F، مما قد يسبب عدم توازن في التيار وعدم انتظام في السطوع/ارتفاع درجة الحرارة. إذا كان التوصيل على التوازي لا مفر منه، استخدم مقاومة تحديد تيار منفصلة لكل فرع متوازٍ.

13. المقارنة التقنية والاتجاهات

يقدم SMD5050N، بمساحته 5.0x5.0 مم، منطقة انبعاث أكبر وإمكانية ناتج ضوئي أعلى من العبوات الأصغر مثل 3528 أو 3014. إنه حل ناضج وفعال من حيث التكلفة للتطبيقات التي لا تتطلب الكثافة الفائقة للعبوات الأصغر والأحدث. يميل الاتجاه في الصناعة نحو كفاءة أعلى (لومن لكل واط) وتحسين اتساق اللون (تصنيف أضيق). قد تشمل التطورات المستقبلية تغليفًا على مستوى الشريحة (CSP) وتقنيات فوسفور محسنة لمصابيح LED البيضاء المشتقة من باعثات زرقاء.