سلسلة 65-21 من مصابيح LED العلوية المصغرة - أصفر لامع - 2.0x1.25x0.8 مم - 2.35 فولت - 120 ملي واط - ورقة البيانات الفنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 65-21 عائلة من مصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) العلوية المصغرة، المصممة لتطبيقات تقنية التركيب السطحي (SMT). هذا النموذج المحدد، المُعرّف برقم القطعة 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T، يبعث ضوءًا أصفر لامعًا. تتمحور فلسفة التصميم الأساسية حول توفير مصدر ضوء مضغوط وموثوق مُحسّن للاقتران البصري الفعال، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للاستخدام مع موجهات الضوء (Light Pipes) والأمواج الموجهة (Waveguides).

تم بناء الحزمة بجسم راتنجي أبيض، مما يساهم في توفير تباين عالٍ وفعالية كمؤشر بصري. إحدى الميزات الرئيسية هي زاوية الرؤية الواسعة، التي تحققت من خلال تصميم العاكس المدمج في الحزمة. لا يوسع هذا التصميم نمط الانبعاث فحسب، بل يعزز أيضًا استخراج الضوء وتوجيهه نحو التطبيق المقصود، مثل مدخل موجه الضوء.

المنتج متوافق بالكامل مع توجيهات الخلو من الرصاص (Pb-free) وتوجيهات تقييد المواد الخطرة (RoHS)، مما يضمن تلبية معايير البيئة واللوائح المعاصرة للمكونات الإلكترونية. يتم توريده على شريط وبكرة لتوافقه مع عمليات التجميع الآلي (pick-and-place)، مما يدعم التصنيع بكميات كبيرة.

2. تعمق في المعلمات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

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

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):50 مللي أمبير.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):100 مللي أمبير، مسموح به في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، تردد 1 كيلو هرتز).
• تبديد الطاقة (P_d):120 ملي واط. هذه هي أقصى قدرة ضائعة مسموح بها على شكل حرارة عند درجة حرارة محيطة (T_a) قدرها 25 درجة مئوية. من الضروري تخفيض التصنيف (Derating) في درجات الحرارة الأعلى.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):2000 فولت. تشير هذه القيمة إلى مستوى متوسط من متانة التفريغ الكهروستاتيكي؛ لا يزال من الموصى به اتباع إجراءات التعامل المناسبة.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:للحام بإعادة التدفق (Reflow)، تم تحديد درجة حرارة ذروية قدرها 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. للحام اليدوي، الحد الأقصى هو 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهرو-بصرية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية عند T_a=25 درجة مئوية و I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم تحديد التفاوتات.

• شدة الإضاءة (I_v):تتراوح من حد أدنى 112 ميللي كانديلا إلى حد أقصى 285 ميللي كانديلا، مع قيمة نموذجية ضمن هذا النطاق. التفاوت هو ±11%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف قيمتها القصوى، مما يؤكد الانبعاث واسع الزاوية.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):591 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 585.5 نانومتر إلى 594.5 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية لمطابقة لون LED. التفاوت هو ±1 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). هذا يحدد عرض الطيف المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 1.75 فولت إلى 2.35 فولت عند 20 مللي أمبير. التفاوت هو ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي قدره 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على معلمات رئيسية.

3.1 تصنيف الطول الموجي السائد (المجموعة أ)

يحدد اللون المُدرك (Hue).

- المجموعة D3:من 585.5 نانومتر إلى 588.5 نانومتر.

- المجموعة D4:من 588.5 نانومتر إلى 591.5 نانومتر.

- المجموعة D5:من 591.5 نانومتر إلى 594.5 نانومتر.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يحدد مستوى السطوع.

- المجموعة R1:من 112 ميللي كانديلا إلى 140 ميللي كانديلا.

- المجموعة R2:من 140 ميللي كانديلا إلى 180 ميللي كانديلا.

- المجموعة S1:من 180 ميللي كانديلا إلى 225 ميللي كانديلا.

- المجموعة S2:من 225 ميللي كانديلا إلى 285 ميللي كانديلا.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي (المجموعة ب)

يحدد الخاصية الكهربائية لتصميم الدائرة.

- المجموعة 0:من 1.75 فولت إلى 1.95 فولت.

- المجموعة 1:من 1.95 فولت إلى 2.15 فولت.

- المجموعة 2:من 2.15 فولت إلى 2.35 فولت.

لاحقة رقم القطعة (مثل Y2SC-AR1S2B/2T) تُشفر هذه الاختيارات للمجموعات، مما يسمح بالطلب الدقيق وفقًا لمتطلبات التطبيق.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهرو-بصرية النموذجية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن مثل هذه المنحنيات توضح عادة العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة (منحنى I-V/L)، وتأثير درجة الحرارة المحيطة على شدة الإضاءة والجهد الأمامي، وتوزيع القدرة الطيفية. يعد تحليل هذه المنحنيات أمرًا بالغ الأهمية لفهم الأداء في ظل ظروف غير قياسية، مثل تشغيل LED بتيارات غير 20 مللي أمبير أو التشغيل في بيئات مرتفعة الحرارة. يجب على المصممين الرجوع إلى البيانات الرسومية للتنبؤ بالسلوك وضمان التشغيل الموثوق عبر حالة الاستخدام المقصودة.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 مخطط الحزمة والأبعاد

يتميز LED بحزمة SMT مضغوطة. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم جسم يبلغ طوله حوالي 2.0 مم، وعرض 1.25 مم، وارتفاع 0.8 مم (تفاوت ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك). يتم توفير تخطيط لوحة اللحام الموصى به لضمان التثبيت الميكانيكي المناسب وتبديد الحرارة أثناء لحام إعادة التدفق. يتضمن التصميم علامات قطبية لضمان الاتجاه الصحيح على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

5.2 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكون على شريط حامل بارز بعرض 8 مم. المسافة بين الجيوب (Pocket Pitch) هي 4 مم، وتحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم توفير أبعاد البكرة التفصيلية (قطر المحور، قطر الحافة، إلخ) لتوافقها مع معدات التجميع الآلية. تتضمن التعبئة إجراءات مقاومة للرطوبة: يتم إغلاق البكرة داخل كيس مقاوم للرطوبة من الألومنيوم مع مجفف (Desiccant) وبطاقة مؤشر رطوبة لحماية مصابيح LED من الرطوبة المحيطة أثناء التخزين والنقل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

لحام إعادة التدفق (Reflow):تم تصنيف المكون لملفات تعريف لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية ±5 درجة مئوية لمدة لا تقل عن 5 ثوانٍ (الوقت فوق السائل). يجب اتباع تصميم لوحة اللحام الموصى به لمنع ظاهرة "اللوحة القبرية" (Tombstoning) وضمان وصلة لحام موثوقة.

اللحام اليدوي:إذا لزم الأمر، يمكن إجراء اللحام اليدوي بدرجة حرارة طرف المكواة لا تتجاوز 350 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل طرف.

الحد من التيار:من الضروري استخدام مقاومة خارجية للحد من التيار على التوالي مع LED. للجهد الأمامي تفاوت، ويمكن أن يؤدي زيادة طفيفة في جهد التغذية إلى زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار الأمامي بسبب الخاصية الأسية لمنحنى التيار-الجهد للصمام الثنائي.

7. احتياطات التخزين والتعامل

1. الحساسية للرطوبة:الحزمة حساسة للرطوبة (MSL). يجب تخزين الكيس المقاوم للرطوبة غير المفتوح عند درجة حرارة ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤90%.

2. مدة الصلاحية في أرضية المصنع (Floor Life):بعد فتح الكيس، يكون للمكونات مدة صلاحية في أرضية المصنع تبلغ سنة واحدة عند تخزينها عند درجة حرارة ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤60%. يجب إعادة إغلاق الأجزاء غير المستخدمة في كيس جاف مع مجفف.

3. التجفيف (Baking):إذا أظهر مؤشر الرطوبة تعرضًا مفرطًا للرطوبة أو تجاوزت مدة الصلاحية في أرضية المصنع، فإنه يلزم معالجة بالتجفيف عند 60 درجة مئوية ±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل إعادة التدفق لمنع ظاهرة "الفرقعة" (Popcorning) (تشقق الحزمة بسبب ضغط البخار).

4. حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):يجب مراعاة احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي القياسية أثناء التعامل.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• المؤشرات البصرية:أضواء الحالة على الإلكترونيات الاستهلاكية، لوحات التحكم الصناعية، ولوحات عدادات السيارات.
• الاقتران مع موجه الضوء / أنبوب الضوء:تجعل زاوية الرؤية الواسعة وتصميم الحزمة منه مثاليًا لحقن الضوء بكفاءة في موجهات الضوء المصنوعة من الأكريليك أو البولي كربونات لإضاءة خلفية للرموز، الأزرار، أو إنشاء إضاءة لوحة موحدة.
• الإضاءة الخلفية:لشاشات LCD الصغيرة، لوحات المفاتيح، مفاتيح الغشاء، والإضاءة الزخرفية.
• الإشارات العامة:حيث تكون هناك حاجة إلى إشارة صفراء ساطعة.

8.2 اعتبارات التصميم

عند التصميم باستخدام هذا LED:

- دائرة القيادة:نفذ دائمًا دائرة تيار ثابت أو، على الأقل، مصدر جهد مع مقاومة على التوالي محسوبة بناءً على أقصى جهد أمامي (V_F) للحد من التيار إلى المستوى المطلوب (مثل 20 مللي أمبير).

- إدارة الحرارة:بينما تبديد الطاقة منخفض، تأكد من أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا، خاصة إذا كان التشغيل قريبًا من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية.

- التصميم البصري:لتطبيقات موجهات الضوء، قم بنمذجة كفاءة الاقتران مع مراعاة نمط انبعاث LED (زاوية رؤية 120 درجة) وهندسة مدخل موجه الضوء لتعظيم نقل الضوء.

9. الموثوقية وضمان الجودة

يخضع المنتج لمجموعة شاملة من اختبارات الموثوقية التي تُجرى بمستوى ثقة 90% ونسبة عيوب متسامح بها للدفعة (LTPD) تبلغ 10%. تشمل عناصر الاختبار:

- مقاومة لحام إعادة التدفق.

- دورات الحرارة (-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية).

- الصدمة الحرارية (-10 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية).

- التخزين في درجة حرارة عالية (100 درجة مئوية).

- التخزين في درجة حرارة منخفضة (-40 درجة مئوية).

- عمر التشغيل بالتيار المستمر (1000 ساعة عند 20 مللي أمبير).

- عمر التشغيل في درجة حرارة عالية / رطوبة عالية (85 درجة مئوية / 85% رطوبة نسبية).

تتحقق هذه الاختبارات من متانة LED تحت ضغوط بيئية وتشغيلية مختلفة، مما يضمن الأداء طويل الأمد في التطبيقات الميدانية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما قيمة المقاومة التي يجب أن أستخدمها مع مصدر جهد 5 فولت؟

ج: باستخدام قانون أوم (R = (V_supply- V_F) / I_F) وأقصى V_Fقدره 2.35 فولت للسلامة: R = (5 - 2.35) / 0.020 = 132.5 أوم. ستكون مقاومة قياسية 130 أوم أو 150 أوم مناسبة، مع التحقق من تصنيف القدرة (P = I²R).

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكثر؟

ج: الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر هو 50 مللي أمبير، لذا فإن 30 مللي أمبير ضمن المواصفات. ومع ذلك، فإن شدة الإضاءة ليست خطية مع التيار، والتشغيل بتيار أعلى يزيد من تبديد الطاقة (الحرارة). استشر منحنيات الأداء النموذجية لتقدير زيادة السطوع وتأكد من عدم تجاوز الحدود الحرارية.

س: كيف أفسر رقم القطعة للطلب؟

ج: يُشفر رقم القطعة 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T السلسلة، واللون (Y للأصفر)، والمجموعات المحددة للطول الموجي السائد (على الأرجح D4/D5)، وشدة الإضاءة (S2)، والجهد الأمامي (B2). راجع جداول نطاقات المجموعات وشرح التسمية في ورقة البيانات للمطابقة الدقيقة.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم زر بلوحة عدادات سيارة بإضاءة خلفية.

التنفيذ:يتم وضع LED واحد من طراز 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T على لوحة الدوائر الرئيسية. يتم وضع موجه ضوء أكريليك مصنوع حسب الطلب مباشرة فوق LED، لالتقاط انبعاثه بزاوية 120 درجة. يقوم موجه الضوء بتوجيه الضوء إلى الجانب السفلي لأيقونة زر شفافة. تستخدم دائرة القيادة نظام 12 فولت للسيارة، يتم خفضه وتنظيمه إلى 5 فولت، مع مقاومة 150 أوم على التوالي لضبط التيار إلى حوالي 18 مللي أمبير، مما يوفر إشارة صفراء واضحة وساطعة مع التشغيل ضمن تصنيفات LED لموثوقية طويلة الأمد في نطاق درجة حرارة السيارة.

12. مقدمة تقنية والاتجاهات

المبدأ:يستخدم هذا LED شريحة أشباه موصلات من فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم (AlGaInP) لتوليد الضوء. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP الطول الموجي الذروي، في هذه الحالة، في الطيف الأصفر (~591 نانومتر). تقلل الحزمة الراتنجية الشفافة من امتصاص الضوء، ومقرونة بالعاكس الداخلي، تشكل حزمة الإخراج.

الاتجاهات:يستمر تصغير مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMT)، مدفوعًا بالطلب على أجهزة إلكترونية أصغر. تشمل الاتجاهات أيضًا كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف (Binning) أكثر ضيقًا، وتعزيز الموثوقية للبيئات القاسية مثل تطبيقات السيارات. أصبح دمج حماية التفريغ الكهروستاتيكي على الشريحة أكثر شيوعًا أيضًا. تتماشى سلسلة 65-21، مع تركيزها على الاقتران البصري الفعال، مع اتجاه استخدام مصابيح LED مع بصريات ثانوية (مثل موجهات الضوء) لحلول إضاءة متطورة ومنخفضة الارتفاع.