مواصفات LED أحمر 0402 - 1.0×0.5×0.4 مم - جهد أمامي 1.6-2.4 فولت - طاقة 48 ميجاوات - ورقة بيانات تقنية

1. نظرة عامة على المنتج

1.1 الوصف العام

هذا LED عبارة عن صمام ثنائي باعث للضوء أحمر اللون مثبت على السطح مصنوع باستخدام شريحة حمراء. أبعاد العبوة هي 1.0 مم × 0.5 مم × 0.4 مم، مما يجعله مناسبًا للتصميمات المدمجة. يوفر زاوية رؤية واسعة ويتوافق مع عمليات التجميع القياسية SMT. الجهاز مصمم لتطبيقات المؤشرات والعرض العامة.

1.2 الميزات

• زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 140 درجة.
• مناسب لجميع عمليات التجميع واللحام SMT.
• مستوى حساسية الرطوبة: المستوى 3 (وفقًا لـ JEDEC).
• متوافق مع RoHS وخالٍ من المواد الخطرة.

1.3 التطبيقات

• مؤشرات بصرية في الإلكترونيات الاستهلاكية.
• إضاءة خلفية للمفاتيح والرموز.
• لافتات إلكترونية عامة ووحدات عرض.

2. المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية (عند Ts=25°م، IF=5 مللي أمبير)

فيما يلي المعلمات الكهربائية والبصرية الرئيسية المقاسة عند تيار أمامي 5 مللي أمبير ودرجة حرارة محيطة 25°م:

• عرض النطاق الطيفي عند نصف الشدة:15 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى عرض طيف الانبعاث عند نصف الشدة القصوى.
• الجهد الأمامي (VF):مصنف إلى 8 نطاقات من 1.6 فولت إلى 2.4 فولت، بزيادات قدرها 0.1 فولت. تشمل النطاقات A1 (1.6-1.7 فولت)، A2 (1.7-1.8 فولت)، 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).
• الطول الموجي السائد (λD):متوفر في ثلاث نطاقات: F00 (625–630 نانومتر)، G00 (630–635 نانومتر)، H00 (635–640 نانومتر).
• شدة الإضاءة (IV):مرتبة في ستة نطاقات: A00 (8–12 ميللي كانديلا)، B00 (12–18 ميللي كانديلا)، C00 (18–28 ميللي كانديلا)، D00 (28–43 ميللي كانديلا)، E00 (43–65 ميللي كانديلا)، F00 (65–100 ميللي كانديلا).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):140 درجة (نموذجي)، توفر نمط إشعاع واسع.
• تيار عكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكروأمبير عند جهد عكسي VR=5 فولت.
• المقاومة الحرارية (RTHJ-S):الحد الأقصى 450 درجة مئوية/واط، تشير إلى المقاومة الحرارية بين الوصلة ونقطة اللحام.

2.2 معدلات التشغيل القصوى المطلقة

لتجنب التلف، يجب عدم تشغيل LED خارج الحدود التالية:

• تبديد القدرة (Pd): 48 ميجاواط.
• التيار الأمامي (IF): 20 مللي أمبير مستمر.
• التيار الأمامي الذروة (IFP): 60 مللي أمبير (عرض النبضة 0.1 مللي ثانية، دورة العمل 1/10).
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD، HBM): 2000 فولت.
• درجة حرارة التشغيل (Topr): -40 إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة التخزين (Tstg): -40 إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة الوصلة (Tj): 95 درجة مئوية.

3. نظام التصنيف

3.1 تصنيف الجهد

يتم التحكم في الجهد الأمامي بإحكام من خلال التصنيف لضمان أداء متسق في الدوائر المتسلسلة والمتوازية. هناك ثمانية نطاقات جهد تتراوح من 1.6 فولت إلى 2.4 فولت، يغطي كل منها نافذة 0.1 فولت. رموز النطاق هي A1، A2، B1، B2، C1، C2، D1، و D2.

3.2 تصنيف الطول الموجي

يتم تصنيف الطول الموجي السائد إلى ثلاث مجموعات لتلبية متطلبات اللون المحددة: F00 (625–630 نانومتر، أحمر عميق)، G00 (630–635 نانومتر، أحمر قياسي)، و H00 (635–640 نانومتر، أحمر أطول قليلاً).

3.3 تصنيف شدة الإضاءة

تنقسم شدة الإضاءة إلى ستة نطاقات لتوفير المرونة في اختيار السطوع. تتراوح النطاقات من A00 (الأدنى) إلى F00 (الأعلى)، بقيم من 8 ميللي كانديلا إلى 100 ميللي كانديلا.

4. منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يظهر المنحنى علاقة لوغاريتمية: مع زيادة التيار الأمامي، يزداد الجهد الأمامي تدريجياً. عند 5 مللي أمبير، الجهد النموذجي حوالي 1.8–2.0 فولت حسب النطاق.

4.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

يزداد الخرج الضوئي النسبي مع التيار الأمامي. المنحنى خطي تقريبًا حتى 20 مللي أمبير، مما يشير إلى كفاءة جيدة عند تيارات التشغيل النموذجية.

4.3 درجة حرارة الطرف مقابل الشدة النسبية

مع ارتفاع درجة حرارة الطرف، تنخفض الشدة النسبية. عند 85 درجة مئوية، قد تنخفض الشدة إلى حوالي 80–90% من القيمة عند 25 درجة مئوية، حسب التيار.

4.4 درجة حرارة الطرف مقابل التيار الأمامي

تتطلب درجات الحرارة الأعلى تخفيض التيار الأمامي لتجنب تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى.

4.5 التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد

يؤدي زيادة التيار الأمامي إلى تحول طفيف في الطول الموجي السائد، عادة بضعة نانومترات نحو الأطوال الموجية الأطول.

4.6 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

طيف الانبعاث له ذروة حول 625–640 نانومتر مع نصف عرض 15 نانومتر، مما يوفر لونًا أحمر ضيقًا.

4.7 نمط الإشعاع

يظهر مخطط الإشعاع زاوية واسعة تبلغ 140 درجة، مما يجعل LED مناسبًا للإضاءة في منطقة واسعة في تطبيقات المؤشرات.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

تبلغ أبعاد عبوة LED 1.0 مم × 0.5 مم × 0.4 مم (الطول × العرض × الارتفاع). يُظهر المنظر العلوي قطبين: الأنود والكاثود. يكشف المنظر السفلي عن وسادات لحام بأحجام مختلفة لسهولة التعرف. يتم تمييز القطبية بفتحة أو نقطة على السطح العلوي.

5.2 القطبية وأنماط اللحام

يتكون نمط اللحام الموصى به من وسادتين: واحدة للأنود (أكبر) وواحدة للكاثود (أصغر). يضمن المحاذاة الصحيحة قطبية صحيحة. أبعاد التخطيط موضحة في ورقة البيانات: 0.6 مم لكل وسادة مع مسافة 0.5 مم بينهما.

5.3 أبعاد الشريط والبكرة

يستخدم شريط الناقل عرض 8 مم، مع خطوة 2.00 مم لجيوب المكونات. قطر البكرة 178 مم، بعرض 8.0 مم. تحتوي كل بكرة على 4000 قطعة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 لحام إعادة التدفق SMT

يتضمن ملف إعادة التدفق الموصى به معدل تسخين يصل إلى 3°م/ث، تسخين مسبق من 150°م إلى 200°م لمدة 60–120 ثانية، يليه رفع إلى درجة حرارة ذروة 260°م (الحد الأقصى) لمدة 10 ثوانٍ. تبريد بمعدل يصل إلى 6°م/ث. يجب ألا يتجاوز الوقت الإجمالي من 25°م إلى الذروة 8 دقائق.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة أقل من 300°م وأكمل الوصلة في أقل من 3 ثوانٍ. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط لكل LED.

6.3 الإصلاح وإعادة العمل

لا يُوصى بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتأكد من عدم المساس بخصائص LED. تجنب الإجهاد الميكانيكي أثناء التبريد.

6.4 تحذيرات عامة

لا تقم بتركيب LEDs على مناطق PCB ملتوية. بعد اللحام، لا تقم بلف اللوحة أو تطبيق اهتزاز. لا يُسمح بالتبريد السريع بعد إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 الشريط الناقل والبكرة

التعبئة القياسية هي 4000 قطعة لكل بكرة في شريط ناقل بعرض 8 مم. يحتوي الشريط على فتحات تغذية وشريط غطاء علوي. يتم وضع ملصق على البكرة برقم القطعة، رقم الدفعة، رموز النطاق، الكمية، والتاريخ.

7.2 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم شحن LEDs في أكياس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة للحفاظ على مستويات رطوبة منخفضة. يتطلب مستوى MSL 3 أنه بعد الفتح، يجب استخدام الأجهزة في غضون 168 ساعة إذا تم تخزينها عند ≤30°م/60% رطوبة نسبية. يلزم الخبز عند 60°م لمدة 24 ساعة إذا تم تجاوز الحد الزمني.

7.3 ملخص اختبار الموثوقية

اجتاز المنتج اختبارات الموثوقية القياسية بما في ذلك لحام إعادة التدفق (260°م، 10 ثوانٍ، دورتان)، التدوير الحراري (−40°م إلى 100°م، 100 دورة)، الصدمة الحرارية (−40°م/100°م، 300 دورة)، التخزين في درجة حرارة عالية (100°م، 1000 ساعة)، التخزين في درجة حرارة منخفضة (−40°م، 1000 ساعة)، واختبار العمر (25°م، 5 مللي أمبير، 1000 ساعة). يتم تعريف معايير الفشل على أنها تغير VF >10%، IR >ضعف الحد، أو انخفاض الشدة >30%.

8. توصيات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

لتطبيقات المؤشرات، يجب استخدام مقاومة تسلسلية محددة للتيار. على سبيل المثال، عند مصدر 5 فولت وتيار 5 مللي أمبير، تكون المقاومة حوالي 640 أوم (لـ VF≈1.8 فولت) مناسبة. للحصول على سطوع أعلى، قم بزيادة التيار حتى 20 مللي أمبير مع إدارة حرارية مناسبة.

8.2 حماية التفريغ الكهروستاتيكي

يتمتع LED بجهد تحمل ESD يبلغ 2000 فولت (HBM). ومع ذلك، يوصى باتخاذ احتياطات ESD القياسية (التأريض، أساور المعصم، المؤينات) أثناء المناولة والتجميع.

8.3 التصميم الحراري

على الرغم من أن المقاومة الحرارية مرتفعة نسبيًا (450°م/واط)، فإن تبديد القدرة المنخفض يعني أن الحرارة يمكن التحكم فيها. تأكد من التلامس الجيد لمفصل اللحام وتجنب وضع LED بالقرب من مصادر الحرارة عالية القدرة.

9. مقارنة تقنية

9.1 مقارنة مع LEDs حمراء 0402 القياسية

يوفر هذا LED زاوية رؤية أوسع (140°) مقارنة بأجهزة 120° النموذجية. تتيح خيارات التصنيف الضيقة تناسقًا أفضل في اللون والسطوع. تصنيف ESD البالغ 2 كيلو فولت أعلى من العديد من LEDs القياسية (عادة 1 كيلو فولت). المقاومة الحرارية قابلة للمقارنة مع الحزم المماثلة.

10. الأسئلة الشائعة

10.1 ما هو التيار الأمامي الموصى به؟

تيار الاختبار النموذجي هو 5 مللي أمبير، ولكن يمكن تشغيل LED حتى 20 مللي أمبير بشكل مستمر. بالنسبة للنبض، حتى 60 مللي أمبير عند دورة عمل 10%.

10.2 كيف يجب تخزين LEDs بعد فتح الكيس؟

يخزن عند ≤30°م و ≤60% رطوبة نسبية. يستخدم في غضون 168 ساعة. إذا لم يتم استخدامه، اخبز عند 60°م لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

10.3 هل يمكنني استخدام هذه LEDs في التطبيقات الخارجية؟

نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 إلى +85°م، مناسب للعديد من التطبيقات الخارجية إذا تم حمايتها بشكل صحيح من الرطوبة والإجهاد الميكانيكي.

11. أمثلة تطبيقية عملية

11.1 مؤشر الحالة على غلاف الهاتف الذكي

يتم استخدام LED أحمر 0402 للإشارة إلى حالة الشحن. مع تيار تشغيل 5 مللي أمبير، يوفر رؤية كافية. تضمن زاوية الرؤية الواسعة رؤية المؤشر من زوايا مختلفة.

11.2 زر ضغط مضاء من الخلف في لوحة التحكم بالسيارة

يتم وضع عدة LEDs 0402 خلف رمز لتوفير إضاءة خلفية حمراء موحدة. يسمح الحجم الصغير بالتجميع الكثيف.

12. مبدأ التشغيل

12.1 مبدأ عمل LED الأحمر

يعتمد LED على وصلة شبه موصلة مصنوعة من مادة باعثة للضوء الأحمر (عادة AlGaInP أو GaAsP). عند تطبيق انحياز أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، مما ينبعث فوتونات ذات طاقة تقابل نطاق الطول الموجي الأحمر (625–640 نانومتر). تتناسب الشدة مع التيار. يتم تغليف الشريحة في حزمة إيبوكسي شفافة أو سيليكون توجه الضوء إلى الخارج.

13. اتجاهات التطور

13.1 التصغير وزيادة الكفاءة

يتجه تصميم حزم LED نحو مساحات أصغر مثل 0402 وحتى 0201، دون التضحية بالسطوع أو الموثوقية. تستمر التطورات في تصميم الرقائق وتقنية الفوسفور (لـ LEDs البيضاء) في دفع الكفاءة إلى أعلى. بالنسبة لـ LEDs الحمراء، أدت تحسينات هياكل AlGaInP إلى كفاءة إضاءة أعلى واستقرار حراري أفضل. قد تشمل التطورات المستقبلية حماية ESD مدمجة وقدرة أعلى في الحزم الصغيرة.