ورقة بيانات LED أحمر فائق 1608-SR0100M-AM بحجم PLCC-2 - الحجم 1.6x0.8 مم - الجهد 2.1 فولت - الطاقة 0.05 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 1608-SR0100M-AM مصباح LED أحمر فائق عالي الأداء وسطح التثبيت، مُغلف في حزمة PLCC-2 مدمجة. مُصمم بشكل أساسي لتطبيقات الإضاءة الداخلية للسيارات، ويوفر توازنًا بين السطوع والموثوقية والكفاءة. يكمن موقعه الرئيسي في تلبية متطلبات الدرجة الآتية الصارمة مع تقديم أداء بصري ثابت في بصمة مُصغرة.

تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون تأهيله لمعيار AEC-Q102 للأجهزة البصرية الإلكترونية المنفصلة، مما يضمن الموثوقية تحت ظروف بيئية قاسية للسيارات. كما يتميز بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة. علاوة على ذلك، يتوافق المنتج مع لوائح RoHS وREACH والخالية من الهالوجين، متوافقًا مع المعايير البيئية والسلامة العالمية.

يتركز السوق المستهدف بشكل قاطع في قطاع الإلكترونيات للسيارات، وتحديدًا للإضاءة المحيطة الداخلية، ومصابيح المؤشر، والإضاءة الخلفية للمفاتيح والشاشات. تجعل مواصفاته خيارًا مناسبًا للمصممين الذين يحتاجون إلى مصدر ضوء أحمر قوي ومدمج وساطع.

2. تحليل مُتعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

الخاصية الضوئية الأساسية هي شدة الإضاءة (Iv). تحت تيار أمامي نموذجي (IF) قدره 10 مللي أمبير، يقدم LED شدة إضاءة تبلغ 210 مللي كانديلا (mcd)، بحد أدنى 150 mcd وحد أقصى 330 mcd. الجهد الأمامي (VF) عند هذا التيار هو نموذجيًا 2.1 فولت، يتراوح من 1.5V إلى 2.5V. يساهم هذا الجهد المنخفض نسبيًا في تبديد طاقة أقل. الطول الموجي السائد (λd) يتركز عند 630 نانومتر (أحمر فائق)، مع نطاق من 624 نانومتر إلى 639 نانومتر، مما يحدد نقاء لونه.

2.2 التصنيفات الحرارية والمطلقة القصوى

إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية لطول عمر LED. تُحدد المقاومة الحرارية من الوصلة إلى اللحام بـ 150 كلفن/واط (حقيقي) و 120 كلفن/واط (كهربائي). تحدد التصنيفات القصوى المطلقة حدود التشغيل: أقصى تيار أمامي 20 مللي أمبير، وأقصى تبديد للطاقة 50 مللي واط، ونطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية. أقصى درجة حرارة للوصلة هي 125 درجة مئوية. يمكن أن يتسبب تجاوز هذه الحدود في تلف دائم. يمكن للجهاز تحمل تيار اندفاعي قدره 50 مللي أمبير لنبضات ≤10 ميكروثانية. من المهم ملاحظة أن هذا LED غير مصمم للعمل بجهد عكسي.

2.3 مواصفات الموثوقية والامتثال

يتم تصنيف الجهاز لحساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) بقيمة 2 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان)، وهو مستوى قياسي لاحتياطات التعامل. لديه مستوى حساسية الرطوبة (MSL) بقيمة 3، مما يشير إلى أنه يجب تجفيفه بالفرن إذا تعرض للظروف المحيطة لأكثر من 168 ساعة قبل اللحام. يتم تصنيف متانة التآكل على أنها B1، وهو مؤهل بموجب معيار AEC-Q102، وهو عامل تمييز رئيسي للتطبيقات الآتية.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة باستخدام رمز مكون من حرفين (مثل SX، SY، SZ). الحرف الأول (Q، R، S، T، U، V، A، B) يمثل مجموعة ذات نطاقات شدة متزايدة. الحرف الثاني (X، Y، Z) يقسم كل مجموعة بشكل أكبر. بالنسبة لـ 1608-SR0100M-AM، تقع المجموعة النموذجية ضمن مجموعة 'S'، وتحديدًا مجموعات SX أو SY أو SZ، والتي تتوافق مع نطاقات الشدة 180-210 mcd و 210-240 mcd و 240-280 mcd على التوالي. ينطبق تسامح ±8٪ على قياسات التدفق الضوئي.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الطول الموجي السائد باستخدام رمز مكون من أربعة أرقام (مثل 2730، 3033). تتوافق هذه الرموز مع نطاقات نانومترية محددة. بالنسبة لهذا LED الأحمر الفائق، فإن المجموعات ذات الصلة تتركز حول 630 نانومتر. المجموعة النموذجية لهذا الجزء هي 2730 (627-630 نانومتر) أو 3033 (630-633 نانومتر). التسامح التصنيعي للطول الموجي السائد هو ±1 نانومتر.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي باستخدام رمز مكون من أربعة أرقام (مثل 2022، 2225). يضع الجهد الأمامي النموذجي لهذا LED البالغ 2.1 فولت في مجموعة 2022 (2.00V - 2.25V) أو محتملًا في مجموعة 2225 (2.25V - 2.50V). يساعد هذا التصنيف في تصميم الدائرة لتنظيم التيار.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 منحنى IV والشدة الضوئية النسبية

يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي علاقة أسية مميزة. يزداد الجهد تدريجيًا مع التيار. الرسم البياني للشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي شبه خطي في نطاق التشغيل النموذجي (2-20 مللي أمبير)، مما يشير إلى كفاءة جيدة. لا يُنصح بتشغيل LED بأكثر من 20 مللي أمبير لأنه يتجاوز التصنيف الأقصى المطلق.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

يظهر الرسم البياني للشدة الضوئية النسبية مقابل درجة حرارة الوصلة أن ناتج الضوء يتناقص مع زيادة درجة الحرارة. عند أقصى درجة حرارة للوصلة 125 درجة مئوية، تكون الشدة النسبية حوالي 40-50٪ من قيمتها عند 25 درجة مئوية. هذا التأثير الحراري لإخماد الضوء نموذجي لمصابيح LED ويجب أخذه في الاعتبار في التصميم الحراري. يظهر الرسم البياني للجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة معاملًا سالبًا، حيث ينخفض الجهد خطيًا مع ارتفاع درجة الحرارة، والذي يمكن استخدامه لاستشعار درجة الحرارة.

4.3 التوزيع الطيفي وتحول الطول الموجي

يظهر الرسم البياني لخصائص الطول الموجي ذروة ضيقة حول 630 نانومتر، مما يؤكد لون الأحمر الفائق. يشير الرسم البياني للتحول النسبي في الطول الموجي مقابل درجة حرارة الوصلة إلى أن الطول الموجي السائد يزداد قليلاً (ينزاح نحو الأحمر) مع ارتفاع درجة الحرارة، وهي ظاهرة شائعة في مصادر الضوء شبه الموصلة.

4.4 تخفيض التصنيف ومعالجة النبض

منحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي حاسم للتصميم. يظهر أنه يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر مع زيادة درجة حرارة وسادة اللحام. عند أقصى درجة حرارة محيطة للتشغيل (بدرجة حرارة وسادة 110 درجة مئوية)، يجب ألا يتجاوز التيار 20 مللي أمبير. يسمح مخطط قدرة معالجة النبض المسموح بها بتيارات ذروة أعلى (تصل إلى 60 مللي أمبير) في ظل ظروف النبض بدورات عمل منخفضة، وهو مفيد لتطبيقات التعدد أو الوميض.

5. معلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الفيزيائية

يُغلف LED في حزمة PLCC-2 قياسية (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). أبعاد الحزمة هي 1.6 مم في الطول، و 0.8 مم في العرض، وحوالي 0.6 مم في الارتفاع (نموذجي لهذا النوع من الحزم، على الرغم من أنه يجب تأكيد الارتفاع الدقيق من رسم الأبعاد). للمكون طرفين (أنود وكاثود).

5.2 تخطيط وسادة اللحام الموصى به والقطبية

يتم توفير نمط أرضي موصى به (وسادة لحام) لضمان تكوين وصلة لحام مناسبة واستقرار ميكانيكي أثناء إعادة التدفق. يأخذ تصميم الوسادة في الاعتبار بصمة المكون ويساعد في منع ظاهرة "الشمعدان". يتم الإشارة إلى القطبية بواسطة علامة على العبوة، عادةً شق أو نقطة بالقرب من الكاثود. الاتجاه الصحيح ضروري لتشغيل الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تحدد ورقة البيانات درجة حرارة لحام إعادة التدفق بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة 30 ثانية. هذا يشير إلى درجة الحرارة القصوى المقاسة على جسم العبوة أو الأطراف. يجب اتباع ملف تعريف إعادة التدفق القياسي مع مراحل التسخين المسبق والنقع وإعادة التدفق والتبريد. يتطلب تصنيف MSL بقيمة 3 أنه إذا تم فتح كيس حاجز الرطوبة، فيجب لحام المكونات في غضون 168 ساعة من ظروف أرضية المصنع أو تجفيفها بالفرن وفقًا لمعايير IPC/JEDEC.

6.2 احتياطات الاستخدام والتخزين

تشمل الاحتياطات العامة تجنب الإجهاد الميكانيكي على عدسة LED، ومنع التلوث، واستخدام تقنيات التعامل المناسبة لتجنب تلف ESD. يجب أن يكون التخزين في بيئة جافة ومظلمة ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية. تشير معايير اختبار الكبريت إلى مقاومة المنتج للأجواء المحتوية على الكبريت، وهو أمر مهم لبعض البيئات الآتية أو الصناعية.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد مصابيح LED على شريط وبكرة للتجميع الآلي. الكميات القياسية للبكرة هي عادة 4000 أو 5000 قطعة، ولكن هذا قد يختلف. يتبع رقم الجزء 1608-SR0100M-AM هيكلًا منطقيًا: \"1608\" تشير إلى حجم العبوة (1.6x0.8mm)، \"SR\" تشير إلى الأحمر الفائق، \"01\" تتعلق بمجموعة شدة الإضاءة، \"00\" تتعلق بمجموعة الطول الموجي، \"M\" قد تشير إلى مجموعة الجهد الأمامي أو ميزة أخرى، و \"AM\" تشير إلى الدرجة الآتية. يتطلب طلب مجموعات محددة استشارة جداول التصنيف الكاملة وتحديد الرموز الدقيقة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

التطبيق الأساسي هو الإضاءة الداخلية للسيارات. وهذا يشمل الإضاءة الخلفية للوحة القيادة، والإضاءة المحيطة لأرضية القدمين، وإضاءة وحدة التحكم المركزية، والإضاءة الخلفية للمفاتيح، ومصابيح المؤشر لمختلف عناصر التحكم. تجعل زاوية الرؤية الواسعة منه مناسبًا لإضاءة المناطق حيث يكون المظهر الموحد مطلوبًا.

8.2 اعتبارات التصميم

عند التصميم باستخدام هذا LED، ضع في اعتبارك تحديد التيار. مقاومة متسلسلة أو محرك تيار ثابت إلزاميان لمنع تجاوز الحد الأقصى للتيار الأمامي، خاصةً مع مراعاة المعامل الحراري السالب لـ Vf. التصميم الحراري أمر بالغ الأهمية؛ تأكد من أن تخطيط اللوحة المطبوعة يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا وأن درجة حرارة التشغيل المحيطة لا تجبر على تخفيض التصنيف إلى ما دون ناتج الإضاءة المطلوب. لتعتيم PWM، تأكد من أن التردد مرتفع بدرجة كافية (عادةً >100 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED القياسية من نوع PLCC-2 غير الآتية، فإن عامل التمييز الرئيسي لـ 1608-SR0100M-AM هو تأهيله لمعيار AEC-Q102، والذي يتضمن اختبارات صارمة لدورات درجة الحرارة والرطوبة وعمر التشغيل في درجات حرارة عالية وغيرها من الضغوطات. كما تم تعزيز متانة التآكل (الفئة B1) ومقاومة الكبريت للبيئات الآتية. شدة الإضاءة النموذجية البالغة 210 mcd تنافسية بالنسبة لحجم عبوته واستهلاكه للتيار.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما هو تيار التشغيل الموصى به؟

ج: تيار التشغيل النموذجي هو 10 مللي أمبير، مما يوفر توازنًا جيدًا بين السطوع والكفاءة. يمكن تشغيله من 2 مللي أمبير (الحد الأدنى) حتى 20 مللي أمبير (الحد الأقصى المطلق).

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على السطوع؟

ج: يقل السطوع مع زيادة درجة حرارة الوصلة. عند 125 درجة مئوية، قد يكون الناتج حوالي نصف القيمة عند 25 درجة مئوية. غرفة التبريد المناسبة ضرورية للحفاظ على أداء ثابت.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 3.3 فولت أو 5 فولت؟

ج: نعم، ولكن يجب عليك استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت وتيار مستهدف 10 مللي أمبير، وجهد أمامي نموذجي 2.1 فولت، ستكون قيمة المقاومة R = (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 أوم. ستكون مقاومة 300 أوم قيمة قياسية مناسبة.

س: هل هذا LED مناسب للتطبيقات الآتية الخارجية؟

ج: تحدد ورقة البيانات التطبيق على أنه \"إضاءة داخلية للسيارات\". للاستخدام الخارجي، يجب التحقق من عوامل مثل حماية أعلى من تسرب الرطوبة (تصنيف IP)، ودرجات حرارة قصوى أوسع، ومتطلبات بصرية مختلفة مع الشركة المصنعة لمنتج محدد للدرجة الخارجية.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: الإضاءة الخلفية لأزرار لوحة القيادة

يقوم مصمم بإنشاء لوحة تحكم للوحة القيادة بها 10 أزرار مضاءة خلفيًا. يتطلب كل زر مصباح LED أحمر فائق واحد للإضاءة. باستخدام 1608-SR0100M-AM عند 10 مللي أمبير لكل منهما، سيكون إجمالي استهلاك التيار 100 مللي أمبير. يستخدم تصميم بسيط خط طاقة آتي 12 فولت. هناك حاجة إلى مقاومة محددة للتيار لكل LED. يتم حساب قيمة المقاومة على النحو (12V - 2.1V) / 0.01A = 990 أوم. تم اختيار مقاومة 1 كيلو أوم، 1/8 واط. يتم وضع مصابيح LED على لوحة مطبوعة خلف أزرار شفافة. تضمن زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة إضاءة متساوية عبر سطح الزر. يؤكد التحليل الحراري أنه في بيئة لوحة القيادة المغلقة، تظل درجة حرارة الوصلة أقل بكثير من الحد الأقصى للتصنيف بسبب تبديد الطاقة الإجمالي المنخفض (حوالي 0.21 واط لجميع مصابيح LED العشرة).

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة شبه موصلة تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي من خلالها. تسمى هذه الظاهرة الانبعاث الكهروضوئي. في LED أحمر مثل 1608-SR0100M-AM، لمادة شبه الموصلة (عادةً ما تكون على أساس زرنيخيد ألومنيوم جاليوم - AlGaAs) طاقة فجوة نطاق محددة. عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (جزيئات ضوء). يتم تحديد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث من خلال طاقة فجوة النطاق؛ فجوة نطاق أكبر تنتج ضوءًا ذو طول موجي أقصر (أكثر زرقة). تحتوي حزمة PLCC-2 على الشريحة شبه الموصلة، وتوفر اتصالات كهربائية عبر طرفين، وتتضمن عدسة بلاستيكية مصبوبة تشكل ناتج الضوء لتحقيق زاوية الرؤية المحددة البالغة 120 درجة.

13. اتجاهات وتطورات التكنولوجيا

يستمر اتجاه إضاءة LED الآتية نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، مما يتيح استهلاك طاقة أقل وتقليل الحمل الحراري. التصغير هو أيضًا مفتاح، مع حزم مثل 1608 (1.6x0.8mm) وحتى الأصغر أصبحت أكثر شيوعًا للسماح بتصميمات أكثر أناقة. التكامل هو اتجاه آخر، مع حزم متعددة الرقائق أو مصابيح LED مجتمعة مع محركات وأجهزة استشعار في وحدة واحدة. بالنسبة لمصابيح LED ذات الألوان المحددة مثل الأحمر الفائق، تؤدي التحسينات في تكنولوجيا الفوسفور (إذا تم استخدامها) أو تقنيات النمو البلوري إلى مجموعات طول موجي أكثر ضيقًا وتحسين اتساق اللون عبر درجة الحرارة والعمر الافتراضي، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات حيث يكون مطابقة الألوان مهمة عبر مصادر ضوء متعددة.