ورقة بيانات LED أزرق SMD للتركيب العكسي - 2.0x1.25x0.8مم - جهد 2.8-3.8 فولت - قدرة 76 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات LED أزرق عالي السطوع من نوع SMD للتركيب العكسي. يستخدم المكون شريحة من إنيديوم جاليوم نيتريد (InGaN)، المعروفة بإنتاج إضاءة زرقاء ساطعة وكفؤة. مُصمم لعمليات التجميع الآلي، ويتم تغليفه على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات، مما يسهل الإنتاج بكميات كبيرة. يتوافق LED مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يجعله منتجًا صديقًا للبيئة مناسبًا للتصنيع الإلكتروني الحديث.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد الحدود التشغيلية للجهاز عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (DC) هو 20 مللي أمبير. يُسمح بتيار أمامي ذروي أعلى يصل إلى 100 مللي أمبير في ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 76 ميغاواط. نطاق درجة حرارة التشغيل من -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية، بينما يمتد نطاق درجة حرارة التخزين من -30 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. بالنسبة للحام، يمكنه تحمل إعادة تدفق بالأشعة تحت الحمراء عند 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معايير الأداء الرئيسية عند Ta=25 درجة مئوية وتيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (IV):تتراوح من حد أدنى 28.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 180.0 مللي كانديلا. لم يتم تحديد القيمة النموذجية، مما يشير إلى نطاق تصنيف واسع.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):زاوية رؤية واسعة تبلغ 130 درجة، تُعرف بأنها الزاوية المحورية التي تكون عندها الشدة نصف القيمة المحورية.
• الطول الموجي الذروي للانبعاث (λP):عادة 468 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 465.0 نانومتر إلى 475.0 نانومتر، وهو ما يحدد اللون المُدرك.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):حوالي 25 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأزرق.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 2.80 فولت إلى 3.80 فولت عند 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي.

توضح الملاحظات المهمة ظروف القياس: تستخدم شدة الإضاءة مرشح استجابة عين CIE، ويتم التأكيد على الحذر من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، مع التوصية بإجراءات التأريض والتعامل المناسبة.

3. شرح نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية لضمان الاتساق في التطبيق. يتم توفير ثلاثة أبعاد تصنيف منفصلة:

3.1 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم تصنيف المجموعات من D7 إلى D11، حيث يغطي كل منها نطاق 0.2 فولت من 2.80 فولت إلى 3.80 فولت، مع تسامح ±0.1 فولت لكل مجموعة.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف المجموعات بـ N و P و Q و R. تتراوح الشدة من 28-45 مللي كانديلا (N) حتى 112-180 مللي كانديلا (R)، مع تسامح ±15% لكل مجموعة.

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف المجموعات بـ AC (465.0-470.0 نانومتر) و AD (470.0-475.0 نانومتر)، مع تسامح ضيق ±1 نانومتر لكل مجموعة.

يسمح هذا التصنيف متعدد الأبعاد للمصممين باختيار مصابيح LED التي تتطابق مع متطلبات الجهد والسطوع واللون المحددة لدوائرهم.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن هذه المنحنيات تشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة غير الخطية، وهي أمر بالغ الأهمية لتصميم دوائر تحديد التيار.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع زيادة التيار، حتى الحد الأقصى المسموح به.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض الإخراج مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو أمر مهم لإدارة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يتمركز حول الطول الموجي الذروي البالغ 468 نانومتر مع نصف عرض ~25 نانومتر.

هذه المنحنيات ضرورية للتنبؤ بالأداء في ظل ظروف غير قياسية.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق LED مع عبوة SMD قياسية تابعة لـ EIA. يتم توفير جميع الأبعاد بالميليمترات مع تسامح عام ±0.10 مم. يتم تحديد البصمة والارتفاع المحددين في رسم العبوة، وهو أمر بالغ الأهمية لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

5.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادات

كمكون للتركيب العكسي، فإن اتجاه اللحام معاكس لمصابيح LED الباعثة من الأعلى القياسية. تتضمن ورقة البيانات أبعاد وسادات اللحام المقترحة لضمان وصلة لحام موثوقة ومحاذاة صحيحة أثناء إعادة التدفق. تحديد القطبية الصحيحة أمر حيوي لمنع التثبيت غير الصحيح.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتم توفير ملف تعريف مقترح لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء للعمليات الخالية من الرصاص. تشمل المعايير الرئيسية منطقة تسخين مسبق (150-200 درجة مئوية)، ودرجة حرارة ذروة قصوى تبلغ 260 درجة مئوية، ووقت فوق السائل لا يتجاوز 10 ثوانٍ. يعتمد الملف على معايير JEDEC لضمان الموثوقية. تلاحظ ورقة البيانات أن الملف الأمثل قد يختلف بناءً على تصميم PCB، معجون اللحام، وخصائص الفرن، وتوصي بالتوصيف المحدد للوحة.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، يُوصى بدرجة حرارة مكواة لحام لا تتجاوز 300 درجة مئوية، مع وقت لحام أقصى 3 ثوانٍ لكل وسادة، لمرة واحدة فقط.

6.3 التنظيف

يجب التنظيف فقط إذا لزم الأمر. العوامل المعتمدة هي الكحول الإيثيلي أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. يُمنع استخدام مواد كيميائية غير محددة لأنها قد تتلف عبوة LED.

6.4 ظروف التخزين

للأكياس المغلقة غير المفتوحة والمقاومة للرطوبة مع مجفف، يجب أن يكون التخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية (RH)، مع عمر تخزين يبلغ عامًا واحدًا. بمجرد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% RH. يُوصى بأن تخضع المكونات التي تمت إزالتها من تغليفها الأصلي لإعادة تدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 672 ساعة (28 يومًا، MSL 2a). للتخزين بعد هذه الفترة، يُنصح بالخبز عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل التجميع.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل بارز بعرض 8 مم، مغلق بشريط غطاء، وملفوف على بكرات قطر 7 بوصات (178 مم). الكمية القياسية للبكرة هي 3000 قطعة. يتم تحديد حد أدنى لكمية الطلب يبلغ 500 قطعة للباقي. يتبع التغليف معايير ANSI/EIA 481، مع السماح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين لكل بكرة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED الأزرق مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب أضواء مؤشر، أو إضاءة خلفية، أو إضاءة زخرفية في الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والأجهزة المنزلية. يجعل تصميمه للتركيب العكسي منه مثاليًا للتطبيقات التي يُقصد منها انبعاث الضوء من خلال ركيزة أو لوحة من الجانب المقابل لـ PCB.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى 20 مللي أمبير DC أو أقل.
• حماية من ESD:نفذ إجراءات وقائية ضد التفريغ الكهروستاتيكي أثناء التعامل والتجميع، حيث أن مصابيح LED حساسة للتفريغ الساكن.
• إدارة الحرارة:تأكد من أن تصميم PCB يسمح بتشتيت حراري كافٍ، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار، للحفاظ على إخراج الإضاءة وطول العمر.
• التصميم البصري:ضع في الاعتبار زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة عند تصميم أدلة الضوء أو العدسات.

9. المقارنة التقنية والتمييز

أبرز ميزات التمييز لهذا LED هيتركيبه العكسيواستخدامه لشريحةInGaN فائقة السطوع. مقارنة بمصابيح LED الباعثة من الأعلى القياسية، توفر عبوة التركيب العكسي مرونة تصميمية لمسارات بصرية محددة. توفر تقنية InGaN كفاءة أعلى وإخراج ضوء أزرق أكثر سطوعًا مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم. يسمح نظام التصنيف الشامل أيضًا بتحكم أشد على اللون والسطوع في عمليات الإنتاج، وهو ميزة للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا في اللون.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما هو الغرض من LED التركيب العكسي؟

ج: تم تصميم LED التركيب العكسي ليتم لحامه على PCB مع توجيه سطحه الباعث للضوء للأسفل. ثم ينبعث الضوء من خلال فتحة أو ثقب في اللوحة، أو من خلال مادة شبه شفافة. هذا مفيد لإنشاء أضواء مؤشر أنيقة ومثبتة بشكل مستوٍ.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر طاقة 5 فولت؟

ج: لا. يتراوح جهد التشغيل الأمامي من 2.8 فولت إلى 3.8 فولت. توصيله مباشرة بـ 5 فولت سيتسبب في تدفق تيار مفرط، مما قد يدمر LED. يجب عليك استخدام مقاوم محدد للتيار أو منظم.

س: ماذا يعني رمز التصنيف (مثل D9، Q، AC) على ملصق البكرة؟

ج: يحدد الخصائص الكهربائية والبصرية لمصابيح LED على تلك البكرة. يشير "D9" إلى جهد أمامي بين 3.20 فولت و 3.40 فولت. يشير "Q" إلى شدة إضاءة بين 71.0 و 112.0 مللي كانديلا. يشير "AC" إلى طول موجي سائد بين 465.0 و 470.0 نانومتر.

س: كم من الوقت يمكنني تخزين هذه المصابيح بعد فتح الكيس؟

ج: للحصول على أفضل النتائج وتجنب مشاكل مستوى الحساسية للرطوبة (MSL)، يجب لحامها خلال 672 ساعة (28 يومًا) من التعرض لظروف المصنع المحيطة (<30 درجة مئوية / 60% RH). إذا تم تخزينها لفترة أطول، يلزم الخبز.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه شبكة.

يحتاج المصمم إلى عدة مصابيح LED زرقاء ساطعة للإشارة إلى حالة "الطاقة" و"الإنترنت" و"Wi-Fi". يتطلب تصميم اللوحة أن يضيء الضوء من خلال أيقونات صغيرة محفورة بالليزر على إطار أمامي بلاستيكي، مع تثبيت PCB خلفه. استخدام هذا LED الأزرق للتركيب العكسي مثالي. سيقوم المصمم بما يلي:

1. وضع مصابيح LED على الجانب السفلي من PCB، محاذاة للثقوب تحت كل أيقونة.

2. اختيار رمز تصنيف (مثل R للسطوع العالي، AD للون أزرق مائل للأخضر قليلاً) لضمان مظهر موحد.

3. تصميم بصمة PCB تمامًا وفقًا لتخطيط الوسادات المقترح.

4. حساب مقاوم محدد للتيار لمصدر طاقة 3.3 فولت: R = (3.3V - VF_typical) / 0.020A. باستخدام VF نموذجي بقيمة 3.3 فولت، R = 0 أوم، وهو غير ممكن. لذلك، سيستخدمون تيارًا أقل (مثل 15 مللي أمبير) أو يختارون مجموعة ذات VF أقل (D7 أو D8) للحصول على قيمة مقاوم قابلة للاستخدام، مما يضمن عمل LED ضمن المواصفات.

12. مقدمة عن المبدأ التقني

يعتمد هذا LED على بنية ثنائي شبه موصل مصنوعة من إنيديوم جاليوم نيتريد (InGaN). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأزرق (~468 نانومتر). يشير "التركيب العكسي" فقط إلى اتجاه التغليف الميكانيكي؛ يظل مبدأ الإضاءة الكهربائي الأساسي كما هو في أي LED قياسي.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يستمر اتجاه مصابيح LED من نوع SMD نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وأحجام عبوات أصغر، وموثوقية محسنة. شهدت تقنية InGaN لمصابيح LED الزرقاء والخضراء تحسينات مطردة في الإخراج وطول العمر. هناك أيضًا تركيز متزايد على تصنيف أشد للون والشدة لتلبية متطلبات تطبيقات مثل شاشات الألوان الكاملة والإضاءة المعمارية، حيث يكون الاتساق أمرًا بالغ الأهمية. علاوة على ذلك، تركز التطورات في التغليف على تحسين الأداء الحراري للسماح بتيارات تشغيل أعلى دون المساس بعمر التشغيل، وعلى تعزيز التوافق مع عمليات اللقط والوضع الآلي ولحام إعادة التدفق للإنتاج الضخم الفعال من حيث التكلفة.