ورقة بيانات LED UVA من نوع ELUA2835TG0 - عبوة 2.8x3.5 مم - جهد أمامي 3.0-4.0 فولت - تيار 150 مللي أمبير - طول موجي ذروة 360-400 نانومتر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة ELUA2835TG0 ثنائي باعث للضوء فوق البنفسجي من النوع A (UVA) مدمجًا وعالي الأداء، مصممًا لتطبيقات تقنية التركيب السطحي (SMT). تم هندسة هذا المنتج لتقديم كفاءة عالية وتشغيل موثوق ضمن مساحة صغيرة، مما يجعله مناسبًا للدمج في التصاميم المحدودة المساحة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الثنائي الضوئي (LED) استهلاكه المنخفض للطاقة، وزاوية رؤية واسعة تبلغ 100 درجة، وعامل شكل مدمج مقاسه 2.8 مم × 3.5 مم. وهو يتضمن حماية مدمجة من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) مصنفة حتى 2 كيلو فولت، مما يعزز متانته أثناء التعامل والتجميع. الجهاز متوافق بالكامل مع لوائح RoHS، وخالي من الرصاص، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، وخالي من الهالوجين (مع البروم <900 جزء في المليون، الكلور <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون)، مما يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات المتطلبات البيئية الصارمة. تطبيقاته المستهدفة هي في المقام الأول ضمن طيف UVA، بما في ذلك معالجة أظافر الأكريليك بالأشعة فوق البنفسجية، وأنظمة كشف التزوير، وأجهزة اصطياد الحشرات.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا موضوعيًا ومفصلاً للمعلمات التقنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 القيم القصوى المطلقة

يصنف الجهاز لتحمل تيار أمامي مستمر أقصى (I_F) بقيمة 180 مللي أمبير، على الرغم من أنه يعمل عادةً عند 150 مللي أمبير. درجة حرارة التقاطع القصوى (T_J) هي 90 درجة مئوية، وهي معلمة حاسمة لتصميم إدارة الحرارة. المقاومة الحرارية من التقاطع إلى المحيط (R_th) محددة بـ 15 درجة مئوية/واط. نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مما يشير إلى ملاءمته للبيئات القاسية.

2.2 الخصائص الضوئية والكهربائية

تكشف تسمية المنتج عن مواصفات مفصلة. على سبيل المثال، رقم جزء نموذجي ELUA2835TG0-P6070SC53040150-VA1D(CM) يشير إلى طول موجي ذروة في نطاق 360-370 نانومتر (P6070) مع تدفق إشعاعي أدنى يبلغ 210 مللي واط (صنف SC3)، وقيمة نموذجية 240 مللي واط، وحد أقصى 270 مللي واط. جهدها الأمامي (V_F) محدد بين 3.0 فولت و 4.0 فولت عند 150 مللي أمبير. متغير آخر، ELUA2835TG0-P9000SC13040150-VA1D(CM)، يستهدف الطول الموجي 390-400 نانومتر بخصائص كهربائية مماثلة ولكن بتدفق إشعاعي نموذجي أعلى قليلاً يبلغ 250 مللي واط.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم المصنع نظام تصنيف دقيق لضمان الاتساق والسماح بمرونة في التصميم.

3.1 تصنيف التدفق الإشعاعي

يتم تصنيف التدفق الإشعاعي إلى أصناف مثل SC3 (210-250 مللي واط)، SC5 (250-270 مللي واط)، SC7 (270-300 مللي واط)، و SC9 (300-330 مللي واط). القياسات لها تسامح ±10%. يمكن للمصممين اختيار الأصناف بناءً على الناتج الضوئي المطلوب لتطبيقهم.

3.2 تصنيف الطول الموجي الذروة

يتم التحكم في الطول الموجي بدقة. بالنسبة لمنطقة 365 نانومتر، الأصناف هي W36A (360-365 نانومتر) و W36B (365-370 نانومتر). بالنسبة لمنطقة 395 نانومتر، الأصناف هي W39A (390-395 نانومتر) و W39B (395-400 نانومتر). تسامح القياس هو ±1 نانومتر.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي بزيادات 0.1 فولت من 3.0 فولت إلى 4.0 فولت (مثل 3031 لـ 3.0-3.1 فولت، 3132 لـ 3.1-3.2 فولت، إلخ). هذا يسمح بمطابقة تيار أفضل عند استخدام عدة ثنائيات ضوئية (LEDs) على التوالي. تسامح القياس هو ±2%.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية تميز الأداء تحت ظروف متغيرة. يتم توفير جميع المنحنيات لكل من متغيري 365 نانومتر و 395 نانومتر عند درجة حرارة ركيزة 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك.

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (منحنى IV)

يظهر الرسم البياني علاقة غير خطية نموذجية للثنائيات. يزداد الجهد الأمامي مع التيار. عند التيار الاسمي 150 مللي أمبير، V_Fهو حوالي 3.4 فولت لـ LED 365 نانومتر وأعلى قليلاً لـ LED 395 نانومتر. هذه المعلومات حاسمة لتصميم السائق (Driver).

4.2 التدفق الإشعاعي النسبي مقابل التيار الأمامي

يزداد التدفق الناتج مع التيار ولكنه يظهر علامات تشبع عند التيارات الأعلى، خاصةً لـ LED 395 نانومتر. يبدو أن التشغيل عند 150 مللي أمبير يقع ضمن منطقة كفاءة قبل حدوث انخفاض كبير في الكفاءة.

4.3 التوزيع الطيفي النسبي

تُظهر الرسوم البيانية قمم انبعاث ضيقة تتمحور حول 365 نانومتر و 395 نانومتر، مما يؤكد انبعاث UVA. هناك انبعاث ضوء مرئي ضئيل، وهو مرغوب فيه للتطبيقات النقية للأشعة فوق البنفسجية.

4.4 الاعتماد على درجة الحرارة

يتم رسم المعلمات الرئيسية مقابل درجة حرارة الركيزة عند تيار ثابت 150 مللي أمبير. ينخفض التدفق الإشعاعي النسبي مع زيادة درجة الحرارة، حيث يظهر LED 365 نانومتر تأثير إخماد حراري أكثر وضوحًا. ينخفض الجهد الأمامي خطيًا مع زيادة درجة الحرارة. يتحول الطول الموجي الذروة إلى أطوال موجية أطول (انزياح أحمر) مع زيادة درجة الحرارة.

4.5 منحنى تخفيض التصنيف (Derating)

يظهر رسم بياني حاسم أقصى تيار أمامي مسموح به كدالة لدرجة حرارة الركيزة. مع ارتفاع درجة الحرارة، ينخفض الحد الأقصى للتيار الآمن خطيًا. يجب اتباع هذا المنحنى لضمان ألا تتجاوز درجة حرارة التقاطع 90 درجة مئوية وللحفاظ على الموثوقية طويلة المدى.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 الرسم البعدي

يحدد الرسم الميكانيكي حجم العبوة 2.8 مم (طول) × 3.5 مم (عرض). يتم أيضًا تحديد ارتفاع العدسة. التسامح هو ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يحدد الرسم بوضوح وسادات الأنود والكاثود. ملاحظة حاسمة تحدد أن الوسادة الحرارية متصلة كهربائيًا بالكاثود. يجب على المصممين مراعاة ذلك في تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) الخاصة بهم لتجنب الدوائر القصيرة.

5.2 التعامل واستقطابية الأقطاب

تحذر ملاحظة محددة من التعامل مع الجهاز من خلال العدسة، حيث يمكن أن يتسبب الإجهاد الميكانيكي في فشل. يتم تمييز الاستقطابية على الجهاز نفسه وتتوافق مع تخطيط الوسادات في الرسم.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 عملية اللحام بإعادة التدفق (Reflow)

LED مناسب لعمليات إعادة التدفق القياسية SMT. توفر ورقة البيانات رسمًا بيانيًا عامًا لملف إعادة التدفق يشير إلى مناطق درجة الحرارة. تشمل التوصيات الرئيسية: تجنب أكثر من دورة إعادة تدفق، وتقليل الإجهاد الميكانيكي على LED أثناء التسخين، وعدم ثني PCB بعد اللحام. هذه الخطوات ضرورية لمنع فشل وصلة اللحام أو تلف القطعة الداخلية وروابط الأسلاك.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 شريط وبكرة الثنائيات

يتم توريد الثنائيات الضوئية (LEDs) على شريط حامل بارز. يتم توفير أبعاد الشريط في ورقة البيانات. تحتوي البكرة القياسية على 2000 قطعة، وهو أمر نموذجي لخطوط التجميع الآلي (pick-and-place).

7.2 فك تشفير تسمية المنتج

يتم شرح هيكل رقم الجزء التفصيلي بالكامل. فهو يرمز للمصنع، الطيف (UVA)، حجم العبوة (2835)، مادة العبوة (PCT)، الطلاء (Ag)، زاوية الرؤية (100°)، رمز الطول الموجي الذروة، صنف التدفق الإشعاعي، نطاق الجهد الأمامي (3.0-4.0 فولت)، التيار الأمامي (150 مللي أمبير)، نوع الشريحة (عمودي)، حجم الشريحة (15 ميل)، كمية الشرائح (1)، ونوع العملية (التوزيع). هذا يسمح بتحديد مواصفات دقيقة عند الطلب.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

معالجة أظافر الأكريليك بالأشعة فوق البنفسجية:أطوال موجات 365 نانومتر و 395 نانومتر فعالة في معالجة طلاءات الأظافر الجيلاتينية. ضوء 395 نانومتر أكثر وضوحًا (بنفسجي-أزرق) وقد يعالج الطبقات السطحية بشكل أبطأ قليلاً، بينما 365 نانومتر أكثر "اختفاءً" ويتغلغل بشكل أعمق.
كشف التزوير:تتوهج العديد من ميزات الأمان، والأحبار، والأوراق تحت أطوال موجية محددة لـ UVA. يمكن لهذه الثنائيات الضوئية (LEDs) إضاءة هذه الميزات للتحقق منها.
مصائد الحشرات:تنجذب العديد من الحشرات الطائرة إلى ضوء UVA. يمكن لهذه الثنائيات الضوئية أن تكون بمثابة الطُعم في أجهزة صعق البعوض الإلكترونية أو مصائد المراقبة.

8.2 اعتبارات التصميم

• إدارة الحرارة:مع مقاومة حرارية تبلغ 15 درجة مئوية/واط وحد أقصى لـ T_Jبـ 90 درجة مئوية، فإن التبريد المناسب عبر الوسادة الحرارية/الكاثود أمر ضروري، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة أو تيارات عالية.
• قيادة التيار:استخدم سائق تيار ثابت مضبوط على 150 مللي أمبير (أو أقل وفقًا لمنحنى تخفيض التصنيف) لضمان ناتج مستقر وعمر طويل. يجب مراعاة صنف الجهد الأمامي للتكوينات المتسلسلة.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية الواسعة 100 درجة إضاءة واسعة. للحزم المركزة، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية.
• احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):على الرغم من تصنيفه لـ 2 كيلو فولت ESD، لا يزال يجب اتباع إجراءات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

9. المقارنة والتمييز التقني

بينما لا تقارن ورقة البيانات مباشرة مع منتجات أخرى، يمكن استنتاج عوامل التمييز الرئيسية لهذه السلسلة. يوفر مزيج البصمة القياسية 2835 (متوافقة مع العديد من التصاميم الحالية)، والحماية المدمجة من ESD، والامتثال لمعايير بيئية متعددة حلاً متوازنًا. يوفر توفر طولين موجيين ذروة متميزين (365 نانومتر و 395 نانومتر) ضمن نفس العبوة الميكانيكية مرونة في التطبيق. يسمح هيكل التصنيف التفصيلي باتساق عالٍ في الإنتاج الضخم.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 180 مللي أمبير بشكل مستمر؟
ج: لا. التصنيف الأقصى المطلق 180 مللي أمبير هو حد إجهاد، وليس حالة تشغيل. تيار التشغيل الاسمي هو 150 مللي أمبير. التشغيل المستمر عند 180 مللي أمبير من المحتمل أن يتجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى ويقلل من العمر الافتراضي.

س: ما الفرق بين الوسادة الحرارية والوسادات الكهربائية؟
ج: الوسادة الحرارية متصلة كهربائيًا بالكاثود. هذا يعني أن تخطيط PCB الخاص بك يجب أن يربط الوسادة الحرارية بنفس الشبكة مثل وسادة الكاثود. لا يمكن استخدامها كمشتت حراري معزول.

س: كيف أختار بين طولي الموجة 365 نانومتر و 395 نانومتر؟
ج: يعتمد ذلك على الحساسية الطيفية لتطبيقك. 395 نانومتر أقرب إلى الضوء البنفسجي المرئي وغالبًا ما يستخدم حيث يكون بعض الإشارة المرئية مقبولة (مثل مصابيح الأظافر). 365 نانومتر هو UVA أعمق، أكثر "اختفاءً"، وقد يكون أفضل للتطبيقات التي تتطلب UV نقي أو حيث تتوهج مواد معينة بقوة أكبر عند ذلك الطول الموجي.

س: ماذا يعني "منحنى تخفيض التصنيف (Derating)" لتصميمي؟
ج: يحدد أقصى تيار تشغيل آمن عند درجات حرارة محيط/لوحة مختلفة. على سبيل المثال، إذا وصلت درجة حرارة PCB عند نقطة تركيب LED إلى 80 درجة مئوية، فإن الحد الأقصى للتيار المسموح به ينخفض بشكل كبير عن 150 مللي أمبير. يجب أن تصمم نظامك للبقاء تحت هذا المنحنى.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم قلم فحص بالأشعة فوق البنفسجية مدمج.يحتاج المصمم إلى جهاز محمول للتحقق من العملات. يختار ELUA2835TG0 لحجمه الصغير وتصنيفه 2 كيلو فولت ESD (مهم للجهاز المحمول باليد). يختار متغير 365 نانومتر للتوهج القوي على خيوط الأمان. يصمم PCB بسيطًا ببطارية زر، ومقاوم محدد للتيار مضبوط على ~100 مللي أمبير (لإطالة عمر البطارية والبقاء ضمن الحدود الآمنة بدون تبريد نشط)، ومفتاح. يتم توصيل الوسادة الحرارية بمسار الكاثود، والذي يتم تكبيره قدر الإمكان على PCB ليعمل كمشتت حراري. تلغي زاوية الرؤية الواسعة الحاجة إلى عدسة، مما يبسط التجميع.

12. مقدمة عن المبدأ

تعمل ثنائيات UVA الضوئية (LEDs) على مبدأ الإضاءة الكهربائية (electroluminescence) في المواد شبه الموصلة. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي المحدد لهذه الفوتونات (في نطاق UVA، 315-400 نانومتر) بواسطة طاقة فجوة النطاق للمواد شبه الموصلة المستخدمة في شريحة LED، والتي تتضمن عادةً نيتريد الألومنيوم جاليوم (AlGaN) أو مركبات مماثلة. غالبًا ما يشير هيكل الشريحة العمودي المذكور في رقم الجزء إلى تصميم يتدفق فيه التيار الكهربائي عموديًا عبر الشريحة، مما يمكن أن يوفر فوائد في انتشار التيار والأداء الحراري مقارنة بالهياكل الجانبية.

13. اتجاهات التطوير

يتم دفع سوق LED UVA باتجاهات التصغير، وزيادة الكفاءة (تدفق إشعاعي أعلى لكل واط كهربائي)، وتحسين الموثوقية. هناك تطور مستمر لدفع الأطوال الموجية بشكل أعمق في نطاقات UVB و UVC لتطبيقات التعقيم، لكن UVA يبقى حاسمًا للمعالجة، والاستشعار، والإضاءة المتخصصة. يعد دمج ثنائيات UVA الضوئية مع أجهزة الاستشعار والسائقين الذكيين للتحكم في الشدة بحلقة مغلقة اتجاهًا ناشئًا. علاوة على ذلك، فإن التقدم في مواد التغليف يحسن باستمرار مقاومة التدهور الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية، وهو عامل رئيسي للأداء طويل المدى في تطبيقات UVA حيث يتعرض التغليف نفسه للإشعاع المنبعث منه.