ورقة بيانات مصباح LED طراز 1224SDRC/S530-A4 - الأحمر العميق الفائق - 650 نانومتر - 25 مللي أمبير - 500 ميللي كانديلا - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 1224SDRC/S530-A4 مصباح LED عالي السطوع مُصممًا للتطبيقات التي تتطلب شدة إضاءة فائقة في طيف اللون الأحمر العميق. باستخدام تقنية شريحة AlGaInP، ينبعث هذا المكون بلون أحمر عميق فائق ذي طول موجي قياسي يبلغ 650 نانومتر. يتم تغليف الجهاز في عبوة قياسية من نوع "through-hole" مع عدسة راتنجية شفافة، مما يوفر زاوية مشاهدة نموذجية تبلغ 25 درجة. تم تصميمه ليكون موثوقًا وقويًا، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من تطبيقات العرض والإشارة الإلكترونية.

1.1 المزايا الأساسية

• سطوع عالٍ:يوفر شدة إضاءة نموذجية تبلغ 500 ميللي كانديلا (mcd) عند تيار أمامي قدره 20 مللي أمبير، مما يضمن وضوحًا ممتازًا.
• اختيار زوايا المشاهدة:متوفر بزوايا مشاهدة مختلفة لتناسب متطلبات التطبيقات المتنوعة.
• بناء موثوق:مصنوع من مواد قوية لتحقيق متانة طويلة الأمد وأداء مستقر.
• الامتثال البيئي:المنتج خالٍ من الرصاص ومصمم للبقاء ضمن مواصفات متوافقة مع RoHS.
• مرونة التغليف:متوفر على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا المصباح الثنائي الباعث للضوء (LED) على وجه التحديد الإلكترونيات الاستهلاكية وتطبيقات العرض حيث يكون مؤشر اللون الأحمر الساطع والواضح ضروريًا. تشمل تطبيقاته الأساسية، على سبيل المثال لا الحصر:

• أجهزة التلفاز (مؤشرات الطاقة، أضواء الحالة)
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• أجهزة الكمبيوتر المكتبية والملحقات الطرفية
• المعدات الإلكترونية العامة التي تتطلب مؤشرات حالة أو إضاءة خلفية.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

التفسير:يمكن للجهاز التعامل مع تيار مستمر مستمر يصل إلى 25 مللي أمبير. للنبضات القصيرة، يمكنه تحمل ما يصل إلى 160 مللي أمبير. يشير تقييم الجهد العكسي المنخفض (5 فولت) إلى أن LED حساس للانحياز العكسي؛ يجب توخي الحذر في تصميم الدائرة لتجنب تطبيق جهد عكسي. تقييم ESD البالغ 2000 فولت (HBM) هو معيار للعديد من مصابيح LED المنفصلة، ولكن لا يزال يوصى باتخاذ احتياطات التعامل المناسبة مع ESD أثناء التجميع.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (Ta=25°م)

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف التشغيل العادية.

التفسير:يبلغ الحد الأدنى لشدة الإضاءة 250 ميللي كانديلا والقيمة النموذجية 500 ميللي كانديلا، مما يشير إلى اتساق جيد في السطوع. توفر زاوية المشاهدة البالغة 25 درجة حزمة ضوئية مركزة. يضع الطول الموجي الذروي البالغ 650 نانومتر في المنطقة الحمراء العميقة من الطيف. يبلغ الجهد الأمامي النموذجي 2.0 فولت منخفض نسبيًا لمصباح LED أحمر، وهي سمة مميزة لتقنية AlGaInP، مما يؤدي إلى استهلاك أقل للطاقة. الحد الأقصى للتيار العكسي البالغ 10 ميكرو أمبير عند 5 فولت هو مواصفات تسرب.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهاز يستخدم نظام اختيار يعتمد على المعلمات البصرية الرئيسية. بينما لم يتم تفصيل رموز التصنيف المحددة في المقتطف المقدم، فإن المعلمات التي تشارك عادةً في مثل هذا النظام لهذا النوع من مصابيح LED تشمل:

• الطول الموجي السائد (HUE):يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على طولها الموجي السائد (على سبيل المثال، 639 نانومتر نموذجي) لضمان اتساق اللون داخل التطبيق.
• شدة الإضاءة (CAT - الرتب):يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى رتب أو فئات (على سبيل المثال، الحد الأدنى 250 ميللي كانديلا، النموذجي 500 ميللي كانديلا). وهذا يضمن تحقيق مستوى سطوع أدنى.
• الجهد الأمامي:على الرغم من عدم ذكره صراحةً كمعلمة مصنفة هنا، يمكن أيضًا تصنيف VF (النموذجي 2.0 فولت، الحد الأقصى 2.4 فولت) للمساعدة في تصميم الدائرة لتنظيم التيار.

يؤكد شرح الملصق على العبوة (CPN, P/N, QTY, CAT, HUE, REF, LOT No.) أن معلومات الفئة (CAT) واللون (HUE) يتم تتبعها لكل دفعة، وهو أمر ضروري للتخطيط للشراء والإنتاج للحفاظ على اتساق التطبيق.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات خصائص نموذجية وهي حاسمة لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية. سوف يبلغ ذروته عند حوالي 650 نانومتر بعرض نطاق طيفي نموذجي (FWHM) يبلغ 20 نانومتر. هذا النطاق الضيق نموذجي لمصابيح LED من نوع AlGaInP وينتج عنه لون أحمر عميق نقي ومشبع.

4.2 نمط التوجيه

يوضح هذا الرسم القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء، ويرتبط بزاوية المشاهدة البالغة 25 درجة. يوضح كيف تنخفض شدة الضوء مع زيادة الزاوية من المحور المركزي.

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

يصور هذا الرسم البياني العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي (VF) والتيار الأمامي (IF). بالنسبة لمصباح LED أحمر نموذجي من نوع AlGaInP، سيظهر المنحنى جهد تشغيل حول 1.8-2.0 فولت، يرتفع بعد ذلك بشكل حاد. هذا المنحنى حيوي لتصميم دائرة تحديد التيار.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى أن شدة الإضاءة تزيد مع زيادة التيار الأمامي ولكن ليس بشكل خطي. سوف تميل إلى التشبع عند التيارات الأعلى. التشغيل عند 20 مللي أمبير الموصى به يضمن الكفاءة المثلى وطول العمر.

4.5 الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة والتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة

تُظهر هذه المنحنيات الخصائص الحرارية لـ LED. عادةً ما تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة درجة الحرارة المحيطة بسبب انخفاض الكفاءة الكمية الداخلية. على العكس من ذلك، لجهد تشغيل ثابت، قد ينخفض التيار الأمامي مع ارتفاع درجة الحرارة بسبب تغيرات في خصائص أشباه الموصلات. تسلط هذه المنحنيات الضوء على أهمية إدارة الحرارة في تصميم التطبيق.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يتم تغليف LED بتنسيق قياسي 3 مم أو 5 مم من نوع "radial through-hole" (يتم تفصيل الأبعاد المحددة في رسم العبوة في الصفحة 5 من ورقة البيانات). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالميليمتر.
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة (الحافة عند قاعدة القبة) أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة).
• ينطبق تسامح نموذجي يبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تحديد القطبية

يتم تحديد الكاثود عادةً عن طريق بقعة مسطحة على حافة عبوة LED و/أو عن طريق الرصاصة الأقصر. الأنود هو الرصاصة الأطول. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التثبيت.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لضمان الموثوقية ومنع تلف LED.

6.1 تشكيل الرصاصات

• اثني الرصاصات عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة بصيلة الإيبوكسي.
• قم بإجراء تشكيل الرصاصاتقبل soldering.
• تجنب إجهاد عبوة LED أثناء الانحناء.
• اقطع الرصاصات في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب اللوحة PCB تمامًا مع رصاصات LED لتجنب إجهاد التركيب.

6.2 التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤70% رطوبة نسبية عند الاستلام.
• العمر الافتراضي هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين الأطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومادة مجففة.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 معاملات اللحام

اللحام اليدوي:
درجة حرارة طرف المكواة: 300°م كحد أقصى (30 واط كحد أقصى).
زمن اللحام: 3 ثوانٍ كحد أقصى.
المسافة من نقطة اللحام إلى بصيلة الإيبوكسي: 3 مم كحد أدنى.

اللحام بالموجة أو الغمس:
درجة حرارة التسخين المسبق: 100°م كحد أقصى (60 ثانية كحد أقصى).
درجة حرارة الحوض والزمن: 260°م كحد أقصى، 5 ثوانٍ كحد أقصى.
المسافة من نقطة اللحام إلى بصيلة الإيبوكسي: 3 مم كحد أدنى.

ملاحظات حرجة:

• تجنب الإجهاد على الرصاصات في درجات الحرارة العالية.
• لا تقم بلحام (غمس/يدوي) أكثر من مرة واحدة.
• احمِ بصيلة الإيبوكسي من الصدمات/الاهتزازات حتى تبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
• تجنب التبريد السريع من درجة الحرارة القصوى.
• استخدم دائمًا أقل درجة حرارة لحام ممكنة.

6.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• جفف بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
• لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتيةما لم يتم التأهل المسبق تحت ظروف محددة ومسيطر عليها، حيث يمكن أن يسبب تلفًا.

6.5 إدارة الحرارة

التصميم الحراري السليم أمر أساسي. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة، بالرجوع إلى منحنى تخفيض التصنيف الموجود عادةً في ورقة البيانات الكاملة. سيؤدي عدم كفاية تبديد الحرارة أو التشغيل فوق درجات الحرارة الموصى بها إلى تقليل الناتج الضوئي وتقصير عمر LED.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

• التغليف الأساسي:1000 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
• الصندوق الداخلي:4 أكياس (4000 قطعة) لكل صندوق داخلي.
• الصندوق الرئيسي:10 صناديق داخلية (40,000 قطعة) لكل صندوق خارجي.

7.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على المعلومات التالية:
CPN: رقم جزء العميل
P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (1224SDRC/S530-A4)
QTY: الكمية
CAT: رتبة/فئة الشدة
HUE: فئة الطول الموجي السائد
REF: رمز المرجع
LOT No.: رقم الدفعة القابل للتتبع

8. اقتراحات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتم تشغيل هذا LED عادةً بواسطة مصدر تيار ثابت أو، بشكل أكثر شيوعًا، مصدر جهد مع مقاومة محددة للتيار على التوالي. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF، حيث Vcc هو جهد التغذية، VF هو جهد LED الأمامي (استخدم 2.4 فولت كحد أقصى هامش تصميم)، و IF هو التيار الأمامي المطلوب (على سبيل المثال، 20 مللي أمبير).

8.2 اعتبارات التصميم

• تنظيم التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت نشط لمنع تجاوز الحد الأقصى للتيار الأمامي، خاصة مع جهود التغذية المتغيرة.
• حماية الجهد العكسي:فكر في إضافة ثنائي على التوازي في انحياز عكسي عبر LED إذا كانت الدائرة لا تستطيع ضمان بقاء الجهد العكسي أقل من 5 فولت.
• إدارة الحرارة:في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو المساحات المغلقة، تأكد من التهوية الكافية أو فكر في تخفيض تصنيف تيار التشغيل.
• حماية ESD:نفذ حماية ESD على خطوط الإدخال إذا كان LED في موقع يمكن للمستخدم الوصول إليه.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED الحمراء القديمة القائمة على GaAsP، يقدم هذا LED من نوع AlGaInP كفاءة إضاءة أعلى بكثير (ناتج أكثر سطوعًا عند نفس التيار) واستقرارًا حراريًا أفضل. لونه الأحمر العميق (650 نانومتر) أكثر تشبعًا من مصابيح LED الحمراء القياسية (عادةً 620-630 نانومتر). زاوية المشاهدة البالغة 25 درجة أضيق من المتغيرات "زاوية واسعة" (على سبيل المثال، 60 درجة)، مما يوفر حزمة ضوئية أكثر تركيزًا مثالية لمؤشرات التركيب على اللوحة حيث يجب توجيه الضوء نحو المشاهد.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 25 مللي أمبير بشكل مستمر؟
ج: نعم، 25 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر. للحصول على عمر افتراضي وموثوقية مثاليين، يوصى بالتشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار البالغة 20 مللي أمبير.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (650 نانومتر) والطول الموجي السائد (639 نانومتر)؟
ج: الطول الموجي الذروي هو نقطة أعلى شدة في الطيف. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الوحيد للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملحوظ لـ LED. يرجع الاختلاف إلى شكل طيف الانبعاث.

س: ما مدى أهمية مسافة 3 مم من نقطة اللحام إلى بصيلة الإيبوكسي؟
ج: مهمة جدًا. يمكن أن يعرض اللحام على مسافة أقرب من 3 مم راتنج الإيبوكسي لحرارة مفرطة، مما قد يتسبب في تشقق، أو تغير اللون (اصفرار)، أو تلف داخلي لشريحة أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى فشل مبكر.

س: تقييم ESD هو 2000 فولت. هل هذا كافٍ للتعامل اليدوي؟
ج: على الرغم من أن 2000 فولت HBM هو تقييم شائع، إلا أنه ليس ترخيصًا للتعامل المهمل. اتبع دائمًا احتياطات ESD القياسية (استخدم أساور معصم مؤرضة، اعمل على حصائر ESD) أثناء التجميع لمنع التلف الكامن الذي قد لا يسبب فشلاً فوريًا ولكن يمكن أن يقلل الأداء بمرور الوقت.

11. مثال عملي لحالة الاستخدام

السيناريو: تصميم مؤشر طاقة لجهاز كمبيوتر مكتبي.
سيتم تركيب LED على اللوحة الأمامية. يتوفر خط تغذية 5 فولت (Vcc) من اللوحة الأم. لتحقيق مؤشر ساطع عند ~20 مللي أمبير:
1. احسب المقاومة التسلسلية: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 أوم. استخدم القيمة القياسية الأقرب، 120 أو 150 أوم.
2. تحقق من تبديد الطاقة في المقاومة: P_R = (IF)^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06 واط. مقاومة قياسية 1/4 واط كافية.
3. في تخطيط اللوحة PCB، تأكد من تطابق تباعد الثقوب مع تباعد رصاصات LED. قم بتضمين مخطط تفصيلي على الطبقة الحريرية يظهر الجانب المسطح (الكاثود) للتوجيه الصحيح.
4. أثناء التجميع، اثني رصاصات LED بعناية على بعد 4-5 مم من الجسم قبل إدخالها في اللوحة PCB. قم بلحام يدوي باستخدام مكواة ذات درجة حرارة مسيطر عليها مضبوطة على 300°م، مع تطبيق الحرارة لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل رصاصة.
يضمن هذا النهج ضوء مؤشر موثوق وطويل الأمد.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) المزروعة على ركيزة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر العميق عند 650 نانومتر. تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي الشفافة كعدسة، تشكل الناتج الضوئي إلى زاوية المشاهدة المحددة البالغة 25 درجة، وتحمي أيضًا شريحة أشباه الموصلات الدقيقة من التلف الميكانيكي والبيئي.

13. اتجاهات تطور التكنولوجيا

يستمر الاتجاه في مصابيح LED المؤشر مثل هذا نحو كفاءة أعلى (مزيد من الناتج الضوئي لكل واط من المدخلات الكهربائية) وموثوقية متزايدة. بينما تظل العبوة الأساسية من نوع "through-hole" شائعة للعديد من التطبيقات، هناك اتجاه موازٍ نحو عبوات أجهزة التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي. قد تؤدي التطورات في علم المواد إلى نطاقات طيفية أضيق للحصول على ألوان أكثر نقاءً أو أداء محسن في درجات حرارة أعلى. علاوة على ذلك، فإن دمج ميزات مثل المقاومات المحددة للتيار المدمجة أو الثنائيات الواقية داخل عبوة LED هو اتجاه متزايد لتبسيط تصميم الدائرة وتخطيط اللوحة.