ورقة بيانات مصباح LED 513S YGD/S530-E2 - أصفر سوبر - زاوية رؤية 140 درجة - جهد أمامي 2.4 فولت - تبديد طاقة 60 ميلي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED 513S YGD/S530-E2 هو مصباح LED عالي السطوع مصمم لتطبيقات المؤشرات العامة والإضاءة الخلفية. يستخدم شريحة أشباه الموصلات من نوع AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم) لإنتاج ضوء أصفر سوبر. يتميز الجهاز بعدسة راتنجية خضراء منتشرة تساعد في توسيع زاوية الرؤية وتلطيف مظهر الضوء. يتميز هذا المصباح LED بموثوقيته وقوته وامتثاله للوائح البيئية الرئيسية بما في ذلك معايير RoHS وREACH والخالية من الهالوجين.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة من مصابيح LED اختيار زوايا رؤية متنوعة لتناسب احتياجات التطبيقات المختلفة وتوافرها على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي. يركز تصميمه على إنتاج سطوع أعلى. التطبيقات المستهدفة هي في المقام الأول في الإلكترونيات الاستهلاكية، بما في ذلك استخدامها كمؤشرات حالة أو عناصر إضاءة خلفية في أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر والهواتف وأجهزة الحوسبة الأخرى.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعياً للمواصفات التقنية الرئيسية للمصباح LED كما هي محددة في الحدود القصوى المطلقة والخصائص الكهروضوئية.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف تشغيل.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. تجاوز هذا التيار يمكن أن يسبب فشلاً كارثياً بسبب ارتفاع درجة حرارة وصلة أشباه الموصلات.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان:2000 فولت. يشير هذا التصنيف إلى مستوى متوسط من الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي. يلزم اتباع إجراءات التعامل المناسبة مع التفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تطبيق جهد عكسي أعلى من هذا يمكن أن يعطل وصلة P-N للمصباح LED.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميلي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها تحت ظروف محددة، وترتبط بالتيار الأمامي والجهد.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -40°C إلى +85°C (التشغيل)، من -40°C إلى +100°C (التخزين). الجهاز مناسب لمجموعة واسعة من الظروف البيئية.
• درجة حرارة اللحام:260°C لمدة 5 ثوانٍ. هذا يحدد تحمل درجة الحرارة القصوى لعمليات اللحام بالموجة أو إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات تحت ظروف الاختبار النموذجية (Ta=25°C، IF=20mA ما لم يُذكر خلاف ذلك) وتحدد أداء الجهاز.

• الشدة الضوئية (Iv):القيمة النموذجية هي 12.5 مللي كانديلا، مع حد أدنى 6.3 مللي كانديلا. لا يوجد حد أقصى محدد، مما يشير إلى فرز الشدة. عدم اليقين في القياس هو ±10%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):140 درجة (نموذجي). هذه الزاوية الواسعة للرؤية هي نتيجة العدسة المنتشرة، مما يجعل المصباح LED مناسباً للتطبيقات حيث تكون الرؤية من زوايا متعددة مهمة.
• الطول الموجي الذروي (λp):575 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λd):573 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد لون "الأصفر السوبر". عدم اليقين في القياس هو ±1.0 نانومتر.
• الجهد الأمامي (VF):نموذجي 2.0 فولت، أقصى 2.4 فولت عند 20mA. هذا الجهد الأمامي المنخفض هو سمة من سمات تقنية AlGaInP. عدم اليقين في القياس هو ±0.1V.
• التيار العكسي (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5V. من المرغوب فيه وجود تيار تسرب عكسي منخفض.

3. شرح نظام الفرز

تشير ورقة البيانات إلى نظام فرز للمعايير الرئيسية، على الرغم من عدم تقديم جداول رموز فرز محددة في المقتطف. يذكر شرح الملصق رتب الشدة الضوئية (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF). هذا يعني أن وحدات الإنتاج يتم فرزها إلى فئات أو "صناديق" مختلفة بناءً على الأداء المقاس لضمان الاتساق ضمن طلبية محددة. يجب على المصممين استشارة الشركة المصنعة للحصول على مواصفات فرز مفصلة عندما تكون هناك حاجة لمطابقة لون أو شدة دقيقة عبر مصابيح LED متعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن 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. بالنسبة لمصباح LED أصفر سوبر من نوع AlGaInP، يكون الطيف ضيقاً نسبياً مقارنة بمصابيح LED البيضاء، ومركزه حول 573-575 نانومتر. عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ) هو نموذجياً 20 نانومتر.

4.2 نمط التوجيه

يُظهر هذا الرسم القطبي زاوية الرؤية البالغة 140 درجة، موضحاً كيف تنخفض شدة الضوء من المركز (0°). تخلق العدسة المنتشرة نمط انبعاث واسع وسلس.

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

هذا الرسم البياني أساسي لتصميم الدائرة. يظهر العلاقة غير الخطية بين التيار والجهد. يبدأ المصباح LED في التوصيل بشكل ملحوظ حول جهد التشغيل (~1.8-2.0V لـ AlGaInP). يجب أن تستخدم السواقات تياراً ثابتاً، وليس جهداً ثابتاً، لضمان إخراج ضوء مستقر.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء (الشدة) يزداد مع التيار الأمامي، ولكن ليس خطياً عبر النطاق بأكمله. قد تنخفض الكفاءة عند تيارات عالية جداً بسبب زيادة الحرارة.

4.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:ينخفض إخراج ضوء LED عادةً مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. يقوم هذا المنحنى بتحديد هذا التخفيض، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم أنظمة موثوقة في البيئات الحارة.

التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:قد يوضح هذا كيف يتحول منحنى I-V مع درجة الحرارة. عادةً ما ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة الحرارة لمصابيح LED.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 رسم أبعاد العبوة

يأتي المصباح LED في عبوة قياسية دائرية 3 مم (T-1) ذات أطراف شعاعية. تشمل الأبعاد الرئيسية من الرسم تباعد الأطراف، وقطر الجسم، والارتفاع الكلي. تشمل الملاحظات الحرجة أن جميع الأبعاد بالمليمترات، ويجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم، والتسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب على المصممين الالتزام بهذه الأبعاد لتصميم بصمة PCB صحيحة.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED ذات الأطراف الشعاعية، يتم تحديد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على حافة العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة أخرى. يجب الرجوع إلى طريقة التعريف المحددة مع الرسم البعدي. القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لمنع التلف وضمان الموثوقية طويلة الأجل.

6.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيل قبل اللحام.
• تجنب إجهاد العبوة؛ يمكن أن يتسبب الإجهاد في تشقق الإيبوكسي أو إتلاف الروابط الداخلية.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تماماً مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

6.2 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية بعد الاستلام.
• مدة الصلاحية هي 3 أشهر تحت هذه الظروف. للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على نيتروجين ومادة مجففة.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 عملية اللحام

القاعدة العامة:حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300°C (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط)، وقت اللحام القصوى 3 ثوانٍ.

اللحام بالموجة/الغمس:التسخين المسبق بحد أقصى 100°C لمدة 60 ثانية كحد أقصى. درجة حرارة حمام اللحام بحد أقصى 260°C لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى.

الملف الشخصي:يتم توفير رسم بياني موصى به لملف اللحام، مع التركيز على التسخين التدريجي المتحكم فيه، ودرجة حرارة/وقت ذروة محدد، وتبريد متحكم فيه. لا يوصى بعملية تبريد سريعة.

مهم:تجنب الإجهاد على الأطراف أثناء درجات الحرارة العالية. لا تقم بلحام (غمس/يدوي) أكثر من مرة واحدة. قم بحماية المصباح LED من الصدمات/الاهتزازات حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.

6.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية بشكل روتيني. إذا كان مطلوباً بشكل مطلق، فقم بتأهيل العملية مسبقاً (القدرة، المدة) لضمان عدم حدوث أي تلف.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في مواد مقاومة للرطوبة ومضادة للكهرباء الساكنة. التسلسل الهرمي للتعبئة هو:

1. كيس مضاد للكهرباء الساكنة:يحتوي على 200 إلى 500 قطعة.

2. الصندوق الداخلي:يحتوي على 6 أكياس.

3. الصندوق الخارجي:يحتوي على 10 صناديق.

لذلك، يحتوي الصندوق الكامل على حد أدنى 200 قطعة/كيس * 6 أكياس/صندوق * 10 صناديق/كرتون = 12000 قطعة.

7.2 شرح الملصق

تشمل الملصقات على العبوة:

- CPN: رقم إنتاج العميل

- P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 513S YGD/S530-E2)

- QTY: الكمية في العبوة

- CAT, HUE, REF: رموز فرز للشدة الضوئية، والطول الموجي السائد، والجهد الأمامي، على التوالي.

- LOT No: رقم دفعة التصنيع القابل للتتبع.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• مؤشرات الحالة:التشغيل/الإيقاف، اختيار الوضع، أو إشارة الخطأ في أجهزة التلفزيون والشاشات والهواتف وأجهزة الكمبيوتر.
• الإضاءة الخلفية:إضاءة النقوش أو الرموز أو اللوحات الصغيرة في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.
• التنبيه للأغراض العامة:أي تطبيق يتطلب ضوء مؤشر أصفر موثوق ومرئي للغاية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائماً مقاومة على التوالي أو سائق تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى قيمة آمنة (مثال: 20mA للتشغيل النموذجي، أقل من الحد الأقصى المطلق 25mA).
• إدارة الحرارة:على الرغم من أن هذا جهاز منخفض الطاقة، فإن ورقة البيانات تنص صراحةً على أنه يجب النظر في إدارة الحرارة أثناء التصميم. يجب تخفيض التيار بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة العالية. راجع منحنى "الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة".
• حماية التفريغ الكهروستاتيكي:نفذ حماية التفريغ الكهروستاتيكي على لوحات PCB أو أثناء التعامل، حيث أن الجهاز لديه تصنيف 2000 فولت HBM.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية المنتشرة البالغة 140 درجة رؤية واسعة ولكن بشدة محورية أقل. للضوء الموجه، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED الصفراء ذات التقنية القديمة (مثال: المستندة إلى GaAsP)، يقدم هذا المصباح LED القائم على AlGaInP سطوعاً وكفاءة أعلى بشكل ملحوظ. غالباً ما يشير تعيين "الأصفر السوبر" إلى لون أصفر أكثر تشبعاً ونقاءً. زاوية الرؤية الواسعة البالغة 140 درجة بسبب العدسة المنتشرة تميزه عن مصابيح LED ذات العدسات الشفافة التي لها حزمة أضيق. امتثاله لمعايير RoHS وREACH والخالية من الهالوجين يجعله مناسباً للأسواق العالمية الحديثة ذات المتطلبات البيئية الصارمة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 ما قيمة المقاومة التي يجب أن أستخدمها مع مصدر طاقة 5 فولت؟

باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - Vf_led) / I_led. لجهد أمامي نموذجي 2.0 فولت عند 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. استخدم أقصى جهد أمامي (2.4V) لحساب الحد الأدنى لقيمة المقاومة الآمنة: R_min = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 أوم. المقاومة القياسية 150Ω هي خيار جيد، توفر ~20mA عند الجهد الأمامي النموذجي وأقل قليلاً عند أقصى جهد أمامي، وهو آمن.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند أقصى تيار مستمر له وهو 25mA؟

بينما يمكنك تشغيله عند 25mA، فهو عند الحد الأقصى المطلق. لتحسين طول العمر والموثوقية، خاصة في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، يُنصح بشدة بالتشغيل عند أو أقل من تيار الاختبار النموذجي البالغ 20mA. ضع في اعتبارك دائماً تخفيض التيار الحراري.

10.3 لماذا تعتبر حالة رطوبة التخزين مهمة؟

يمكن للعبوات البلاستيكية مثل هذا المصباح LED أن تمتص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية اللحام عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يسبب انفصالاً داخلياً أو "انفجاراً" مما يؤدي إلى تشقق العبوة وتدمير الجهاز. تم تصميم ظروف التخزين وحدود مدة الصلاحية لمنع امتصاص الرطوبة المفرط.

11. مثال حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه شبكة.

تحتوي اللوحة على 4 مصابيح LED تشير إلى الطاقة والإنترنت وWi-Fi ونشاط Ethernet. يختار المصمم مصباح LED 513S YGD/S530-E2 لسطوعه العالي وزاوية رؤيته الواسعة، مما يضمن رؤية الحالة من جميع أنحاء الغرفة. تم تصميم PCB بثقوب متباعدة 2.54 مم (0.1 بوصة) لتتناسب مع تباعد أطراف LED. يتم وضع مقاومة تحديد تيار بقيمة 180Ω على التوالي مع كل مصباح LED على خط إمداد لوحة 3.3V، مما يؤدي إلى تيار أمامي يبلغ حوالي (3.3V - 2.0V)/180Ω ≈ 7.2mA، وهو كافٍ للإشارة مع تعظيم عمر المصباح LED وتقليل استهلاك الطاقة. تحدد تعليمات التجميع اللحام بالموجة وفقاً لملف 260°C لمدة 5 ثوانٍ.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا المصباح LED على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم) المزروعة على ركيزة. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من وصلة P-N، 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، الأصفر (~573-575 نانومتر). تؤدي عدسة الإيبوكسي الخضراء المنتشرة غرضين: 1) تغلف وتحمي شريحة أشباه الموصلات الهشة وروابط الأسلاك، و 2) تقوم الجسيمات المنتشرة داخل الراتنج بتشتيت الضوء، مما يوسع زاوية الانبعاث من النمط الأصلي للشريحة إلى 140 درجة المحددة.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

على الرغم من أن هذا منتج LED ناضج ذو ثقوب تمريرية، إلا أن اتجاهات صناعة LED الأوسع لا تزال تؤثر على سياقه. هناك دفع مستمر نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط) وتحسين اتساق اللون عبر دفعات الإنتاج. أصبحت معايير الامتثال البيئي (RoHS، REACH، الخالية من الهالوجين) التي تم تسليط الضوء عليها في ورقة البيانات هذه متطلبات أساسية. يظل سوق مصابيح LED المؤشر هذه مستقراً في التطبيقات القديمة والحساسة للتكلفة، على الرغم من أن مصابيح LED ذات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) أصبحت مهيمنة بشكل متزايد في التصميمات الجديدة بسبب حجمها الأصغر وملاءمتها للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع. تظل مبادئ الإدارة الحرارية المناسبة، وتشغيل التيار، وحماية التفريغ الكهروستاتيكي حاسمة عالمياً عبر جميع تقنيات LED.