ورقة بيانات فنية لمصباح LED أحمر 1.60x0.80x0.55mm 2.0V 72mW - حزمة PLCC2 AEC-Q101

1. نظرة عامة على المنتج

1.1 وصف عام

إن RF-A2P08-R195-A2 هو LED أحمر عالي السطوع يعتمد على تقنية AlGaInP الفوقية على ركيزة. وهو محاط بحزمة PLCC2 مدمجة بأبعاد 1.60mm × 0.80mm × 0.55mm (الطول × العرض × الارتفاع). يوفر هذا LED ضوءًا أحمر مشبعًا بطول موجي سائد يتركز حول 620 نانومتر، وزاوية عرض واسعة تبلغ 120 درجة، وكثافة إضاءة عالية تصل إلى 1200 mcd عند 20 مللي أمبير. صُمم لتطبيقات إضاءة السيارات الداخلية ومفاتيح التحكم، ويستوفي اختبارات الإجهاد وفقًا لمعيار AEC-Q101. الجهاز مناسب لجميع عمليات التجميع SMT ومتوفر على شريط وبكرة بعدد 4000 قطعة لكل بكرة.

1.2 الميزات

• حزمة PLCC2 للتثبيت السطحي (1.6×0.8×0.55mm)
• زاوية عرض واسعة جدًا 120 درجة
• مناسب لجميع عمليات التجميع واللحام SMT
• متوفر على شريط وبكرة (4000 قطعة/بكرة)
• مستوى الحساسية للرطوبة: المستوى 2 (MSL 2)
• متوافق مع توجيهات RoHS و REACH
• مؤهلات تستند إلى إرشادات AEC-Q101 لأشباه الموصلات المنفصلة من الدرجة الأولى للسيارات

1.3 التطبيقات

تشمل التطبيقات النموذجية إضاءة السيارات الداخلية (مثل مؤشرات لوحة القيادة والإضاءة المحيطة) والمفاتيح. زاوية العرض الواسعة والسطوع العالي يجعلانها مثالية للإضاءة الخلفية والإشارة إلى الحالة في مقصورة السيارة.

1.4 أبعاد الحزمة

يظهر مخطط الحزمة في الأشكال 1-1 إلى 1-5 من ورقة البيانات. الأبعاد الرئيسية: جسم الحزمة 1.60mm × 0.80mm، الارتفاع 0.55mm. توجد علامة قطبية (الكاثود) يُشار إليها بفتحة أو نقطة صغيرة. يوصى بنمط اللحام الذي يتضمن وسادات بحجم مناسب لضمان تبديد الحرارة المناسب والقوة الميكانيكية. جميع الوحدات بالملليمتر، مع تفاوتات ±0.2mm ما لم يُذكر خلاف ذلك.

1.5 معلمات المنتج

الخصائص الكهربائية والبصرية عند Ts=25°C (IF=20mA ما لم يُحدد خلاف ذلك):

الحدود القصوى المطلقة عند Ts=25°C:

ملاحظات: تفاوت الجهد الأمامي ±0.1V، تفاوت إحداثيات الألوان ±0.005، تفاوت شدة الإضاءة ±10%. يجب ألا يتجاوز تبديد الطاقة الحد الأقصى المطلق. يجب تحديد الحد الأقصى لتيار التشغيل بناءً على درجة حرارة الحزمة للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 120°C. مقاومة التفريغ الكهروستاتيكي >90% عند 2000V (HBM)، ويجب التعامل السليم مع ESD.

1.6 نطاق فئات الجهد الأمامي وشدة الإضاءة

عند IF=20mA، يتم تصنيف الأجهزة حسب الجهد الأمامي وشدة الإضاءة والطول الموجي السائد لضمان التناسق:

فئات الجهد الأمامي:B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V)

فئات شدة الإضاءة:K2 (650-800mcd), L1 (800-1000mcd), L2 (1000-1200mcd)

فئات الطول الموجي:D2 (617.5-620nm), E1 (620-622.5nm), E2 (622.5-625nm)

يمكن للعملاء تحديد مجموعات الفئات للتحكم الدقيق في الخصائص البصرية والكهربائية.

1.7 منحنيات الخصائص البصرية النموذجية

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة تم قياسها عند Ts=25°C (ما لم يُذكر):

الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-7):يظهر زيادة غير خطية من حوالي 1.7V عند 0mA إلى 2.3V عند 30mA. الجهد الأمامي النموذجي عند 20mA هو 2.0V.

التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-8):تزداد شدة الإضاءة النسبية خطيًا تقريبًا مع التيار حتى 30mA، لتصل إلى حوالي 150% مقارنة بالشدة عند 20mA.

درجة حرارة اللحام مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-9):مع ارتفاع درجة حرارة نقطة اللحام من 20°C إلى 100°C، ينخفض التدفق الضوئي النسبي إلى حوالي 80% من القيمة عند درجة حرارة الغرفة، مما يشير إلى الانخفاض الحراري.

درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-10):يظهر هذا المنحنى التخفيض المسموح به للتيار الأمامي عند درجات حرارة اللحام المرتفعة للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 120°C. عند 100°C، ينخفض الحد الأقصى للتيار إلى حوالي 15mA.

الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة اللحام (الشكل 1-11):ينخفض الجهد الأمامي خطيًا مع زيادة درجة الحرارة، بمعامل يبلغ حوالي -2mV/°C.

مخطط الإشعاع (الشكل 1-12):نمط الإشعاع يشبه توزيع لامبرت، حيث تنخفض الشدة إلى 50% عند حوالي ±60 درجة عن المحور، مما يؤكد زاوية العرض 120 درجة.

التيار الأمامي مقابل انزياح اللون (الشكل 1-13):يظهر الطول الموجي السائد انزياحًا طفيفًا إلى أطوال موجية أقصر (انزياح أزرق) عند التيارات العالية، من حوالي 624nm عند 0mA إلى 622nm عند 30mA.

توزيع الطيف (الشكل 1-14):ينبعث الطيف متمركزًا حول 620nm مع عرض كامل بنصف الحد الأقصى (FWHM) حوالي 20nm. لا توجد قمم ثانوية ملحوظة.

2. معلومات التغليف

2.1 مواصفات التغليف

تحتوي كل بكرة على 4000 قطعة من LEDs. يبلغ عرض الشريط الحامل 8.0±0.1mm، مع مسافة 4.0mm بين جيوب المكونات. يتم توفير جيوب فارغة (80-100 قطعة) في كلا الطرفين. أبعاد البكرة: القطر الخارجي 178±1mm، قطر المحور 60±1mm، عرض فتحة المحور 13.0±0.5mm. توجد علامة قطبية مطبوعة على الشريط.

2.2 مواصفات ملصق التغليف

يتضمن الملصق: رقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز الفئة (للتدفق الضوئي، اللونية، الجهد الأمامي، الطول الموجي)، كمية التعبئة، وتاريخ التصنيع. يضمن ذلك إمكانية التتبع.

2.3 التغليف المقاوم للرطوبة

تُغلق البكرة في كيس مقاوم للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر الرطوبة. يُرفق ملصق تحذير ESD. ثم يُوضع الكيس في صندوق من الورق المقوى للشحن.

2.4 اختبارات الموثوقية وشروطها

تُجرى الاختبارات بناءً على المعايير الصناعية (JEDEC, JEITA). تُجرى الاختبارات التالية على 20 قطعة لكل منها، معيار القبول 0/1 (فشل/عينة):

• إعادة التدفق (JESD22-B106): 260°C كحد أقصى، 10 ثوانٍ، مرتين
• الصدمة الحرارية (JEITA ED-4701): -40°C (15 دقيقة) ↔ +125°C (15 دقيقة)، 1000 دورة
• التخزين في درجة حرارة عالية (JEITA ED-4701): 125°C، 1000 ساعة
• التخزين في درجة حرارة منخفضة (JEITA ED-4701): -40°C، 1000 ساعة
• اختبار العمر الافتراضي (JESD22-A108): Ta=25°C، IF=20mA، 1000 ساعة
• عمر افتراضي في رطوبة وحرارة عالية (JESD22-A101): 85°C/85%RH، IF=20mA، 1000 ساعة
• تخزين في رطوبة وحرارة (JEITA ED-4701): 85°C/85%RH، 1000 ساعة

2.5 معايير الفشل لاختبارات الموثوقية

بعد الاختبار، تنطبق الحدود التالية:

• الجهد الأمامي (VF عند IF=20mA): يجب ألا يتجاوز 1.1 ضعف حد المواصفات الأعلى (USL)
• التيار العكسي (IR عند VR=5V): يجب ألا يتجاوز 2.0 ضعف حد المواصفات الأعلى
• التدفق الضوئي (عند IF=20mA): يجب ألا ينخفض إلى أقل من 0.7 ضعف حد المواصفات الأدنى (LSL)

تضمن هذه المعايير أن LED يحافظ على أداء كافٍ طوال عمره الافتراضي.

3. تعليمات لحام إعادة التدفق SMT

3.1 ملف تعريف إعادة التدفق

ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق الموصى به (استنادًا إلى لحام Sn-Ag-Cu) هو كما يلي:

• معدل الارتفاع (من Tsmax إلى TP): 3°C/s كحد أقصى
• التسخين المسبق: 150°C إلى 200°C، 60-120 ثانية
• الوقت فوق 217°C (TL): 60 ثانية كحد أقصى
• درجة الحرارة القصوى (TP): 260°C، 10 ثوانٍ كحد أقصى (وقت الثبات ضمن 5°C من TP: 30 ثانية كحد أقصى)
• معدل الانخفاض: 6°C/s كحد أقصى
• الوقت من 25°C إلى درجة الحرارة القصوى: 8 دقائق كحد أقصى

يجب ألا يتم إجراء اللحام بإعادة التدفق أكثر من مرتين. إذا تجاوز الوقت بين عمليتي اللحام 24 ساعة، فقد يمتص LEDs الرطوبة ويتلف. لا تضغط على LEDs أثناء التسخين.

3.2 مكواة اللحام

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة أقل من 300°C لمدة أقل من 3 ثوانٍ. يجب أن يتم اللحام اليدوي مرة واحدة فقط لكل LED.

3.3 الإصلاح

لا يُوصى بالإصلاح بعد إعادة التدفق. عندما يكون لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق من عدم تدهور خصائص LED.

3.4 تحذيرات

مادة تغليف LED هي السيليكون، ذو سطح ناعم. تجنب الضغط الشديد على السطح العلوي أثناء الالتقاط والوضع. لا تقم بتركيب LEDs على أقسام PCB ملتوية. بعد اللحام، لا تقم بثني اللوحة أو تطبيق إجهاد ميكانيكي أثناء التبريد. يُحظر التبريد السريع بعد اللحام.

4. احتياطات التعامل

4.1 بيئة التشغيل

يجب ألا تحتوي المواد الملامسة أو القريبة من LED على مركبات كبريت تتجاوز 100 جزء في المليون. للامتثال للهالوجين، يجب أن يكون المحتوى الفردي للبروم أقل من 900 جزء في المليون، والكلور أقل من 900 جزء في المليون، والمحتوى الإجمالي للبروم والكلور أقل من 1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) من مواد التثبيت اختراق عدسة السيليكون وتسبب تغير اللون تحت الحرارة والضوء، مما يؤدي إلى فقدان الضوء. اختبر جميع المواد للتوافق قبل الاستخدام. لا تستخدم مواد لاصقة تنبعث منها أبخرة عضوية.

4.2 شروط التخزين

قبل فتح كيس مقاومة الرطوبة: يُخزن عند ≤30°C و ≤75% RH، خلال عام واحد من تاريخ الشحن. بعد الفتح: يُوصى بالاستخدام خلال 24 ساعة عند ≤30°C و ≤60% RH. إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة رطوبة زائدة أو تجاوز وقت التخزين، قم بخبز LEDs عند 60±5°C لأكثر من 24 ساعة قبل الاستخدام. إذا تضرر الكيس، اتصل بالمورد.

4.3 حماية ESD

LEDs حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والإجهاد الكهربائي الزائد (EOS). استخدم تدابير التحكم المناسبة في ESD (مثل محطات العمل المؤرضة، الحصائر الأرضية الموصلة، وأسلاك المعصم) عند التعامل. الجهاز مُصنف لـ 2000V HBM، مع إنتاجية >90%. ومع ذلك، يمكن أن يحدث تلف ESD إذا تم إهمال الاحتياطات.

5. توصيات التطبيق

5.1 تحديد التيار والتشغيل

استخدم دائمًا مقاومًا محددًا للتيار أو مشغل تيار ثابت للحفاظ على التيار الأمامي ضمن الحد الأقصى المطلق (30 مللي أمبير). بدون مقاوم، يمكن أن يتسبب تغيير بسيط في الجهد في انزياح كبير للتيار، مما قد يحرق الـ LED. يجب أن تضمن دائرة التشغيل عدم تطبيق جهد عكسي أبدًا، حيث قد يسبب هجرة وتلفًا.

5.2 الإدارة الحرارية

التصميم الحراري أمر بالغ الأهمية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 120°C. ضع في اعتبارك درجة الحرارة المحيطة، مستوى التيار، ومساحة النحاس على PCB لتبديد الحرارة. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام هي 300°C/W؛ على سبيل المثال، عند 20 مللي أمبير و 2.0V (تبديد طاقة 40mW)، يكون ارتفاع درجة الحرارة حوالي 12°C. في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، اخفض التيار كما هو موضح في منحنى درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي.

5.3 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، يُوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل. لا تستخدم مذيبات قد تهاجم غلاف السيليكون. لا يُوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف الـ LED. تأكد من أن محلول التنظيف لا يترك بقايا.

5.4 التعامل الميكانيكي

تعامل مع LEDs باستخدام ملقط من الجوانب، وليس من العدسة. تجنب إسقاطها أو الضغط على السطح العلوي. عدسة السيليكون أكثر ليونة من الإيبوكسي القياسي ويمكن أن تخدش أو تتشقق بواسطة الأشياء الحادة.

6. مبدأ التشغيل

جهاز RF-A2P08-R195-A2 هو جهاز شبه موصل ذو فجوة نطاق مباشرة يعتمد على نظام المواد AlGaInP (ألومنيوم جاليوم إنديوم فوسفايد). تتكون المنطقة النشطة من هيكل بئر كمي متعدد (MQW) محصور بين طبقات تغليف من النوع p و n. عند التحيز الأمامي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في الآبار الكمومية وتتحد بشكل إشعاعي، مما ينبعث فوتونات بطاقة تقابل الطول الموجي الأحمر (~620nm). تم تحسين الركيزة وطبقات التلامس الشفافة لاستخراج الضوء. يتم تحقيق زاوية العرض الواسعة 120 درجة من خلال تصميم عدسة الحزمة واستخدام مادة تغليف شفافة.

7. الأسئلة الشائعة

س: هل يمكنني استخدام هذا الـ LED للإضاءة العامة؟
ج: صُمم بشكل أساسي لتطبيقات المؤشرات وإضاءة السيارات الداخلية، وليس للإضاءة العامة. يصل التدفق الضوئي إلى 1200 mcd، وهو مناسب للإشارة إلى الحالة.

س: ما هي أقصى درجة حرارة محيطة للتشغيل المستمر؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40°C إلى +100°C. ومع ذلك، في درجات الحرارة المرتفعة، يجب تخفيض التيار الأمامي للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 120°C.

س: كيف يجب أن أخزن البكرات المفتوحة؟
ج: يُخزن عند ≤30°C و ≤60% RH ويُستخدم خلال 24 ساعة. إذا لم يتم استخدامها خلال ذلك الوقت، قم بالخبز عند 60°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

س: هل يمكنني اللحام مرتين؟
ج: نعم، ولكن ليس أكثر من مرتين. تأكد من أن الفاصل الزمني بين دورات اللحام أقل من 24 ساعة؛ وإلا قد يكون الخبز مطلوبًا.

س: هل الجهاز مناسب للبيئات عالية الرطوبة؟
ج: مستوى الحساسية للرطوبة هو 2، لذا يمكنه تحمل التعرض لـ 85°C/85%RH أثناء اختبار العمر الافتراضي، لكن التعرض المطول للرطوبة العالية بدون طاقة يجب أن يأخذ في الاعتبار ظروف التخزين.

س: ما هي الاحتياطات التي يجب أن أتخذها ضد ESD؟
ج: استخدم محطات عمل مؤرضة، حصيرة موصلة، وسوار معصم. الجهاز لديه تصنيف ESD 2kV، لكن أحداث ESD فوق ذلك يمكن أن تتلفه.