ثنائي اللون LED 3.0x2.5x1.4mm - جهد أمامي 1.8-3.6V/1.8-2.4V - استطاعة تبديد 72mW/108mW - برتقالي/أزرق - ورقة بيانات تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

هذا المنتج عبارة عن صمام ثنائي باعث للضوء (LED) ثنائي اللون يدمج رقاقة برتقالية ورقاقة زرقاء داخل حزمة واحدة للتثبيت السطحي. أبعاد الحزمة هي 3.0 مم × 2.5 مم × 1.4 مم. تم تصميمه للتطبيقات العامة للمؤشرات وشاشات العرض التي تتطلب لونين متميزين. الجهاز متوافق مع عمليات التجميع SMT القياسية ومتوافق مع RoHS. مستوى حساسيته للرطوبة مصنف على أنه المستوى 3، مما يتطلب معالجة مناسبة بعد الفتح. توفر زاوية الرؤية الضيقة البالغة 60 درجة خرج ضوء مركز، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب اتجاهية عالية.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس جميع الخصائص عند Ts = 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك. يُظهر LED عرض نصف طيفي يبلغ 15 نانومتر لكلتا الرقاقتين. يتم تصنيف الجهد الأمامي (VF) إلى رموز متعددة لكل لون لضمان فرز كهربائي دقيق. بالنسبة للرقاقة البرتقالية، يتراوح VF من 1.8 فولت إلى 3.6 فولت عبر الصناديق B1 إلى J0. أما بالنسبة للرقاقة الزرقاء، فيتراوح VF من 1.8 فولت إلى 2.4 فولت عبر الصناديق B1 إلى D2. يتراوح الطول الموجي السائد (λd) للبرتقالي بين 615 نانومتر و 630 نانومتر، بينما يتراوح للأزرق بين 460 نانومتر و 470 نانومتر، وكلاهما يُقاس عند 20 مللي أمبير. تتراوح شدة الإضاءة (IV) عند 20 مللي أمبير بين 230 ملي كانديلا و 1200 ملي كانديلا لكلا اللونين، مع صناديق شدة متعددة (I00، J00، K00، L00) للفرز الدقيق. زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 60 درجة. يقتصر التيار العكسي عند VR=5 فولت على حد أقصى 10 ميكرو أمبير. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي 450 درجة مئوية/واط.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة القيم التي قد يتلف بعدها الجهاز. استطاعة التبديد (Pd) هي 72 ملي واط للرقاقة البرتقالية و 108 ملي واط للرقاقة الزرقاء. الحد الأقصى للتيار الأمامي (IF) هو 30 مللي أمبير لكل رقاقة. يمكن أن يصل التيار الأمامي الذروة (IFP) إلى 60 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) هو 1000 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr) هو -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، ودرجة حرارة التخزين (Tstg) هي أيضًا -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة (Tj) 95 درجة مئوية. من الضروري التأكد من أن استطاعة التبديد لا تتجاوز هذه الحدود، ويجب تنفيذ إدارة حرارية مناسبة.

3. نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز الـ LED إلى صناديق متعددة لتوفير توزيعات ضيقة للمعلمات الرئيسية. يتم تعريف صناديق الجهد الأمامي لكلا اللونين وفقًا لجدول المواصفات. للبرتقالي: B1 (1.8-1.9 فولت)، B2 (1.9-2.0 فولت)، C1 (2.0-2.1 فولت)، C2 (2.1-2.2 فولت)، D1 (2.2-2.3 فولت)، D2 (2.3-2.4 فولت)، G0 (2.8-3.0 فولت)، H0 (3.0-3.2 فولت)، I0 (3.2-3.4 فولت)، J0 (3.4-3.6 فولت). للأزرق: B1 (1.8-1.9 فولت)، B2 (1.9-2.0 فولت)، C1 (2.0-2.1 فولت)، C2 (2.1-2.2 فولت)، D1 (2.2-2.3 فولت)، D2 (2.3-2.4 فولت). صناديق الطول الموجي السائد: البرتقالي – D00 (615-620 نانومتر)، E00 (620-625 نانومتر)، F00 (625-630 نانومتر)؛ الأزرق – C00 (460-465 نانومتر)، D00 (465-470 نانومتر). صناديق شدة الإضاءة لكلا اللونين: I00 (230-350 ملي كانديلا)، J00 (350-530 ملي كانديلا)، K00 (530-800 ملي كانديلا)، L00 (800-1200 ملي كانديلا). يوفر رمز الصندوق على الملصق المعلومات الكاملة.

4. تحليل منحنيات الأداء

يتم توفير منحنيات الخصائص البصرية النموذجية كمرجع للتصميم. يوضح منحنى الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-6) العلاقة الأسية النموذجية لـ LED. يوضح منحنى التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-7) أن خرج الضوء النسبي يزداد خطيًا مع التيار حتى 30 مللي أمبير. يُظهر منحنى درجة حرارة الطرف مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-8) انخفاضًا تدريجيًا في الشدة مع ارتفاع درجة الحرارة، مع انخفاض بنسبة 10% تقريبًا عند 100 درجة مئوية. يوضح منحنى درجة حرارة الطرف مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-9) تخفيض التيار الأمامي المسموح به مع زيادة درجة حرارة الطرف. تُظهر منحنيات التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد (الشكل 1-10، الشكل 1-11) انزياحًا أحمر طفيفًا للرقاقة البرتقالية وانزياحًا أزرق طفيفًا للرقاقة الزرقاء مع زيادة التيار. يُظهر طيف الشدة النسبية مقابل الطول الموجي (الشكل 1-12) التوزيع الطيفي لكلا الرقاقتين مع أطوال موجية ذروة حوالي 623 نانومتر للبرتقالي و 467 نانومتر للأزرق. يؤكد نمط الإشعاع (الشكل 1-13) زاوية رؤية 60 درجة مع توزيع يشبه لامبرتيان النموذجي.

5. معلومات ميكانيكية ومواد التعبئة

أبعاد الحزمة الخارجية هي 3.00 مم × 2.50 مم × 1.40 مم مع تفاوتات ±0.2 مم. يظهر المنظر العلوي رقاقتي LED: واحدة برتقالية (O) وواحدة زرقاء (B)، مع أنود مشترك وكاثودات منفصلة وفقًا لعلامة القطبية في المنظر السفلي. يتم توفير أنماط اللحام (تخطيط الوسادة الموصى به) للحصول على اتصال حراري وكهربائي مثالي. أبعاد شريط الناقل: العرض 8.00 مم، الخطوة 4.00 مم، مع عمق تجويف المكون 1.6 مم. أبعاد البكرة: A=8.0±0.1 مم، B=178±1 مم، C=60±1 مم، D=13.0±0.5 مم. تحتوي كل بكرة على 2500 قطعة. يتضمن الملصق رقم الجزء، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز الصندوق (بما في ذلك الفيض، صندوق اللونية، الجهد الأمامي، الطول الموجي)، الكمية، والتاريخ.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 لحام إعادة التدفق SMT

يعتمد ملف إعادة التدفق الموصى به على معايير JEDEC. يجب ألا يتجاوز متوسط معدل الارتفاع من Tsmin إلى Tp 3 درجة مئوية/ثانية. التسخين المسبق: Tsmin=150 درجة مئوية، Tsmax=200 درجة مئوية، المدة 60-120 ثانية. يجب أن يكون الوقت فوق 217 درجة مئوية (TL) 60-150 ثانية. درجة الحرارة القصوى (Tp) هي 260 درجة مئوية مع وقت أقصى (tp) 10 ثوانٍ. يقتصر الوقت ضمن 5 درجات مئوية من درجة الحرارة القصوى الفعلية على 30 ثانية. يجب ألا يتجاوز معدل التبريد 6 درجات مئوية/ثانية. يجب ألا يتجاوز الوقت الإجمالي من 25 درجة مئوية إلى Tp 8 دقائق. يجب ألا يتم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين، مع وجود 24 ساعة على الأقل بين العمليات. اللحام اليدوي: درجة حرارة المكواة أقل من 300 درجة مئوية لمدة تقل عن 3 ثوانٍ، ومرة واحدة فقط. لا يُنصح بإعادة اللحام بعد اللحام؛ إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق من أن خصائص LED لم تتأثر.

6.2 احتياطات المناولة

لا تقم بتركيـ<900 جزء في المليون، الإجمالي<1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة من مواد التثبيت اختراق غلاف السيليكون والتسبب في تغير اللون؛ يُوصى باختبار التوافق. استخدم كحول الأيزوبروبيل للتنظيف؛ لا يُوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية. ظروف التخزين: قبل الفتح، ≤30 درجة مئوية و ≤75% رطوبة نسبية، مدة الصلاحية سنة واحدة؛ بعد الفتح، ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية، الاستخدام خلال 168 ساعة. إذا تم امتصاص الرطوبة، قم بالتجفيف عند 60±5 درجة مئوية لمدة >24 ساعة.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم تسليم الـ LEDs في عبوة شريط وبكرة مع 2500 قطعة لكل بكرة. شريط الناقل مضاد للكهرباء الساكنة والبكرة قياسية وفقًا لـ EIA-481. كيس حاجز رطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة يضمن التخزين الجاف. يحتوي صندوق الكرتون الخارجي على عدة بكرات للشحن بالجملة. يجب أن تتضمن معلومات الطلب رقم الجزء الكامل ومواصفات رمز الصندوق. مثال رقم الجزء: RF-P13025TS-B37 (ملاحظة: مرجع داخلي، يجب أن يحدد الطلب الفعلي الصناديق المطلوبة).

8. اقتراحات التطبيق

عند تصميم دائرة، قم دائمًا بتضمين مقاومة محددة للتيار لمنع التيار الزائد بسبب تغيرات الجهد. يجب أبدًا تشغيل LED بما يتجاوز الحدود القصوى المطلقة. الإدارة الحرارية أمر بالغ الأهمية: تأكد من وجود تبديد حراري مناسب للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 95 درجة مئوية. للتشغيل ثنائي اللون، يمكن التحكم في كل رقاقة بشكل مستقل عبر كاثودات منفصلة. تجنب تطبيق الجهد العكسي لأنه قد يسبب تلفًا. بالنسبة للتطبيقات عالية الموثوقية، ضع في اعتبارك تخفيض التيار الأمامي عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة. في البيئات ذات المحتوى العالي من الكبريت أو الهالوجين، اختر المواد المتوافقة مع الحدود الموصى بها. استخدم الحماية المناسبة من التفريغ الكهروستاتيكي أثناء المناولة والتجميع.

9. المقارنة التقنية

بالمقارنة مع استخدام اثنين من الـ LEDs أحاديين اللون منفصلين، توفر هذه الحزمة ثنائية الرقاقة توفيرًا كبيرًا في المساحة على لوحة الدوائر المطبوعة، وتقليل عدد المكونات، وتحسين المحاذاة البصرية. توفر زاوية الرؤية الضيقة شدة أعلى على المحور، مما يفيد مؤشرات النقاط. يتيح توفر الصناديق الدقيقة للمصممين مطابقة الـ LEDs بدقة للحصول على لون وسطوع متناسقين. المقاومة الحرارية أعلى نسبيًا (450 درجة مئوية/واط) مقارنة ببعض الـ LEDs عالية الطاقة، لذلك بالنسبة للتطبيقات عالية التيار، يجب النظر بعناية في الإدارة الحرارية.

10. الأسئلة المتداولة

س1: كيف أختار صندوق الجهد الأمامي الصحيح؟

اختر صندوقًا يتوافق مع جهد وتيار المشغل الخاص بك. بالنسبة لمصدر 5 فولت مع مقاومة، اختر صندوق VF يسمح بهامش كافٍ لانخفاض الجهد عبر المقاومة.

س2: ما هو تأثير درجة الحرارة على الطول الموجي؟

مع زيادة درجة حرارة الوصلة، ينزاح الطول الموجي السائد قليلاً: ينزاح البرتقالي نحو الأطوال الموجية الأطول (انزياح أحمر)، وينزاح الأزرق نحو الأطوال الموجية الأقصر (انزياح أزرق). يمكن استخلاص الإزاحة الدقيقة من المنحنيات النموذجية.

س3: كيف يجب التعامل مع حساسية التفريغ الكهروستاتيكي؟

استخدم محطات عمل مؤرضة، وأشرطة معصم مضادة للكهرباء الساكنة، وتغليف موصل. الجهاز مصنف حتى 1000 فولت HBM، لكن أحداث ESD الأقوى قد تسبب تلفًا.

س4: ما هي مدة التخزين بعد فتح كيس حاجز الرطوبة؟

168 ساعة تحت ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. إذا لم يتم استخدامها خلال هذه المدة، قم بالتجفيف قبل الاستخدام.

11. أمثلة تطبيقات عملية

تشمل التطبيقات النموذجية مؤشرات الحالة (على سبيل المثال، برتقالي للتحذير، أزرق للتشغيل العادي)، الإضاءة الخلفية للمفاتيح والرموز، وإضاءة العرض العامة. تسمح القدرة ثنائية اللون بالإشارة ثنائية اللون دون الحاجة إلى مساحة إضافية على PCB. على سبيل المثال، يمكن لمؤشر واحد إظهار الإيقاف (بدون ضوء)، الاستعداد (أزرق)، والنشاط (برتقالي). زاوية الشعاع الضيقة مثالية للتطبيقات التي يجب فيها توجيه الضوء بدقة، مثل مؤشرات اللوحة الأمامية أو اللافتات الصغيرة.

12. مبدأ العمل

LED هو جهاز شبه موصل يصدر الضوء من خلال التلألؤ الكهربائي. عندما يتدفق التيار الأمامي عبر الوصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث من طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. تعتمد الرقاقة البرتقالية عادةً على نظام المواد AlGaInP (فوسفيد ألومنيوم-غاليوم-إنديوم)، بينما تعتمد الرقاقة الزرقاء على InGaN (نتريد غاليوم-إنديوم). يتم تغليف كلتا الرقاقتين في عدسة سيليكون شفافة أو منتشرة لحماية الوصلات السلكية وتوفير زاوية الرؤية المطلوبة.

13. اتجاهات التطور

تواصل صناعة LED السعي لتحقيق كفاءة أعلى (لومن/واط)، واتساق أفضل في الألوان، وأحجام حزم أصغر. أصبحت LEDs ثنائية اللون ومتعددة الألوان أكثر تكاملاً مع تقنيات التغليف المتقدمة مثل تغليف مقياس الرقاقة (CSP) والنظام في الحزمة (SiP). تساعد مواد الواجهة الحرارية المحسنة وطرق ربط الرقاقات الأفضل في تقليل المقاومة الحرارية، مما يسمح بتيارات قيادة أعلى. بالإضافة إلى ذلك، تتحسن دقة التصنيف مع الفرز الآلي، مما يتيح تفاوتات أكثر إحكامًا للتطبيقات الصعبة مثل الإضاءة الطبية والسيارات. يتم تطوير مواد عدسات السيليكون لمقاومة الاصفرار وتحسين الموثوقية في البيئات القاسية. بشكل عام، يتجه الاتجاه نحو حلول LED مدمجة وفعالة وموثوقة متعددة الألوان.