مواصفات RF-AU0402TS-EB-B LED كهرماني - حجم 1.0x0.5x0.4 مم - جهد 1.6-2.6 فولت - طاقة 26 ميجاوات - بيانات فنية إنجليزية

1. نظرة عامة على المنتج

1.1 وصف عام

إن RF-AU0402TS-EB-B هو مصباح LED كهرماني مثبت على السطح (SMD) مصنوع باستخدام شريحة كهرمانية عالية الكفاءة. أبعاد العبوة فائقة الصغر 1.0 مم × 0.5 مم × 0.4 مم تجعله واحدًا من أصغر مصابيح LED الكهرمانية المتاحة تجاريًا، ومناسبًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. تم تصميم الجهاز لتجميع SMT الآلي وعمليات اللحام بإعادة التدفق، مما يوفر توافقًا ممتازًا مع خطوط تجميع PCB الحديثة.

1.2 الميزات

• زاوية رؤية عريضة جدًا تبلغ 140 درجة، مما يضمن توزيعًا موحدًا للضوء على مساحة واسعة.
• مناسب لجميع عمليات تجميع SMT واللحام، بما في ذلك إعادة التدفق واللحام اليدوي.
• مستوى الحساسية للرطوبة: المستوى 3 وفقًا لمعيار JEDEC، مما يتطلب معالجة مناسبة بعد فتح الكيس.
• متوافق مع RoHS، خالٍ من المواد الخطرة، ويلبي اللوائح البيئية العالمية.
• تيار أمامي منخفض (5 مللي أمبير نموذجي) يمكن من استهلاك طاقة منخفض في الأجهزة التي تعمل بالبطارية.
• متوفر في نطاقات متعددة من السطوع وطول الموجة للضبط الدقيق في التطبيقات التي تتطلب الاتساق.

1.3 التطبيقات

• مؤشرات بصرية: مؤشرات الحالة، وإضاءة خلفية للمفاتيح، وعروض الرموز.
• إضاءة خلفية للشاشات: إضاءة خلفية صغيرة لشاشات LCD أو لوحات المفاتيح حيث تكون المساحة محدودة.
• أغراض عامة: إضاءة الألعاب، والإضاءة الزخرفية، والإلكترونيات المحمولة.

2. المعايير الفنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس جميع المعلمات عند درجة حرارة وسادة اللحام (Ts) 25 درجة مئوية وتيار أمامي 5 مللي أمبير ما لم يُذكر خلاف ذلك. تحدد الخصائص الرئيسية التالية أداء مصباح LED هذا:

• عرض النطاق الطيفي عند نصف الشدة (Δλ):نموذجي 15 نانومتر، مما يشير إلى طيف انبعاث ضيق نسبيًا متمركز حول منطقة الطول الموجي الكهرماني.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.6 فولت إلى 2.6 فولت اعتمادًا على رمز الحاوية (A1 إلى E2). يتم التصنيف عند 5 مللي أمبير، حيث تمتد كل حاوية بخطوات 0.1 فولت. الجهد الأمامي المنخفض يتيح التشغيل من مصادر جهد منخفض.
• طول الموجة السائد (λD):متوفر في نطاقين: A10 (600-602.5 نانومتر) و A20 (602.5-605 نانومتر)، مع حاويات إضافية B10 (605-607.5 نانومتر)، B20 (607.5-610 نانومتر). وهذا يتيح اختيار درجة اللون الكهرماني الدقيقة.
• الشدة الضوئية (IV):مصنفة إلى خمسة نطاقات: A00 (8-12 ميللي كانديلا)، B00 (12-18 ميللي كانديلا)، C00 (18-28 ميللي كانديلا)، D00 (28-43 ميللي كانديلا)، و E00 (43-65 ميللي كانديلا). حاويات الشدة الأعلى مناسبة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا أكبر.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):140 درجة نموذجية، مما يوفر نمط إشعاع واسع جدًا لإضاءة موحدة على مساحة كبيرة.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5V، مما يضمن تسربًا منخفضًا جدًا في الانحياز العكسي.
• المقاومة الحرارية (RTHJ-S):الحد الأقصى 450 درجة مئوية/واط، من الوصلة إلى نقطة اللحام. هذه المقاومة الحرارية العالية نسبيًا نموذجية لمصابيح LED ذات العبوات الصغيرة وتستلزم إدارة حرارية دقيقة عند التشغيل بتيارات أعلى.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

يجب عدم تجاوز التصنيفات القصوى المطلقة، حتى للحظات، لمنع التلف الدائم:

• تبديد الطاقة (Pd): 26 ميجاوات
• التيار الأمامي (IF): 10 مللي أمبير (مستمر)؛ 60 مللي أمبير للتشغيل النبضي بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية.
• تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (HBM): 2000 فولت
• درجة حرارة التشغيل (Topr): -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• درجة حرارة التخزين (Tstg): -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• درجة حرارة الوصلة (Tj): 95 درجة مئوية كحد أقصى

تعتمد هذه الحدود على قياسات موحدة في مختبر Refond. قد يحتاج التيار الأقصى الفعلي إلى التخفيض بناءً على الظروف الحرارية؛ يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 95 درجة مئوية.

2.3 نظام التصنيف

يتم فرز مصباح LED إلى حاويات متعددة لتوفير تحكم دقيق في الجهد الأمامي وطول الموجة السائد والشدة الضوئية. وهذا يتيح للعملاء اختيار أجهزة ذات أداء متناسق لمتطلباتهم الخاصة. بالنسبة للجهد الأمامي، تغطي الحاويات A1 إلى E2 نطاق 1.6 فولت إلى 2.6 فولت بزيادات 0.1 فولت. بالنسبة لطول الموجة، تغطي الحاويات A10 و A20 و B10 و B20 النطاق من 600 نانومتر إلى 610 نانومتر بخطوات 2.5 نانومتر. حاويات الشدة A00 إلى E00 توفر خيارات من 8 ميللي كانديلا إلى 65 ميللي كانديلا. يتم وضع علامة رمز الحاوية بوضوح على ملصق البكرة لتتبع المصدر.

3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 العلاقة بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي (منحنى I-V)

يظهر منحنى خاصية I-V (الشكل 1-6) العلاقة الأسية النموذجية بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي. عند 5 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 2.0 فولت للحاوية النموذجية. مع زيادة التيار، يرتفع الجهد قليلاً بسبب المقاومة التسلسلية. يساعد المنحنى المصممين على اختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة لجهد إمداد معين.

3.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

يوضح الشكل 1-7 أن الشدة الضوئية النسبية تزداد خطيًا مع التيار الأمامي في منطقة التيار المنخفض، ولكنها تبدأ في التشبع عند التيارات الأعلى. التشغيل عند 5 مللي أمبير ينتج حوالي 50% من الشدة عند 10 مللي أمبير، مما يوفر توازنًا جيدًا بين السطوع وتبديد الحرارة.

3.3 تأثيرات درجة الحرارة

توضح الأشكال 1-8 و 1-9 كيف تؤثر درجة حرارة الدبوس على الشدة النسبية والتيار الأمامي. مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، تنخفض الشدة الضوئية تدريجيًا. على سبيل المثال، عند 85 درجة مئوية قد تنخفض الشدة إلى حوالي 80% من قيمتها عند 25 درجة مئوية. الإدارة الحرارية ضرورية عند تشغيل مصباح LED بالقرب من تياره الأقصى أو في درجات حرارة محيطة عالية.

3.4 التيار الأمامي مقابل طول الموجة السائد

يوضح الشكل 1-10 أن طول الموجة السائد يتغير قليلاً مع التيار الأمامي (تقريبًا 1-2 نانومتر عبر نطاق التشغيل). هذا التأثير ضئيل بالنسبة لمعظم تطبيقات المؤشرات ولكن يجب أخذه في الاعتبار عندما يكون مطابقة الألوان الدقيقة مطلوبًا.

3.5 التوزيع الطيفي ونمط الإشعاع

يوضح الشكل 1-11 الشدة الطيفية النسبية مقابل طول الموجة، ويبلغ ذروته حول 600-610 نانومتر بعرض نصف 15 نانومتر. يشير نمط الإشعاع (الشكل 1-12) إلى زاوية انبعاث واسعة جدًا تبلغ 140 درجة، مع شدة شبه منتظمة حتى ±70 درجة من المحور البصري.

4. معلومات ميكانيكية والتعبئة

4.1 أبعاد العبوة

يتم تغليف مصباح LED في عبوة SMD قياسية 0402 بأبعاد 1.0 مم طول، 0.5 مم عرض، و 0.4 مم ارتفاع. تحتوي العبوة على طرفين: الأنود (مميز بمؤشر قطبية) والكاثود. تظهر الرسومات في ورقة البيانات (الأشكال 1-1 إلى 1-3) مناظر علوية وسفلية وجانبية بتفاوت ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

4.2 تصميم وسادة اللحام

يتم توفير أنماط اللحام الموصى بها (الشكل 1-5) لضمان وصلات لحام موثوقة وتبديد حرارة مناسب. أبعاد الوسادة هي 0.5 مم × 0.6 مم لكل طرف مع تباعد 0.6 مم بينهما. من الضروري مطابقة تصميم الوسادة مع بصمة العبوة لتجنب ظاهرة التombstoning أو الوصلات الضعيفة.

4.3 علامة القطبية

يتم تحديد الكاثود بواسطة علامة صغيرة على العبوة (الشكل 1-4). الأنود هو الوسادة الأكبر في الأسفل. يجب مراعاة القطبية الصحيحة لتجنب تلف الانحياز العكسي.

4.4 أبعاد شريط الناقل والبكرة

يتم توفير مصابيح LED في شريط ناقل منقوش بعرض 8 مم وتباعد 2.0 مم. كل بكرة تحتوي على 4,000 قطعة. يحتوي الشريط على شريط تغطية علوي وعلامة اتجاه التغذية للقطبية. أبعاد البكرة: القطر الخارجي 178±1 مم، العرض 8.0±0.1 مم، قطر المحور 60±1 مم، وفتحة المغزل 13.0±0.5 مم.

4.5 معلومات الملصق

يتضمن ملصق البكرة رقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز الحاوية (للجهد الأمامي وطول الموجة والشدة)، الكمية، ورمز التاريخ. وهذا يضمن إمكانية التتبع الكامل.

5. إرشادات اللحام والتجميع

5.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

يتم توفير ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق الموصى به في الشكل 3-1 والجدول 3-1. المعلمات الرئيسية: التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية؛ معدل الارتفاع ≤3 درجة مئوية/ثانية؛ الوقت فوق 217 درجة مئوية (TL) حتى 60 ثانية؛ درجة حرارة الذروة (TP) 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ؛ معدل التبريد ≤6 درجة مئوية/ثانية. يُسمح بدورتين فقط من إعادة التدفق؛ إذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورتين، قد تمتص مصابيح LED الرطوبة وتتعرض للتلف.

5.2 اللحام اليدوي والإصلاح

يُسمح باللحام اليدوي بدرجة حرارة مكواة ≤300 درجة مئوية ومدة ≤3 ثوانٍ، ويتم ذلك مرة واحدة فقط. للإصلاح، يوصى باستخدام مكواة لحام مزدوجة الرأس لتجنب الإجهاد الحراري على مصباح LED.

5.3 تحذيرات أثناء التجميع

لا تقم بتركيب مصابيح LED على أقسام PCB ملتوية أو تطبق إجهادًا ميكانيكيًا أثناء أو بعد اللحام. تجنب التبريد السريع بعد إعادة التدفق. تأكد من المحاذاة الصحيحة لتجنب الدوائر القصيرة.

6. التخزين والمناولة

6.1 ظروف التخزين

قبل فتح كيس حاجز الرطوبة، قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى عام واحد من تاريخ الإغلاق. بعد الفتح، يجب استخدام مصابيح LED في غضون 168 ساعة تحت ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. إذا انتهت مدة التخزين، قم بالتسخين عند 60±5 درجة مئوية لمدة >24 ساعة قبل الاستخدام.

6.2 الحساسية للرطوبة

مستوى MSL 3 يتطلب معالجة دقيقة. إذا كان الكيس تالفًا أو انتهت صلاحية المجفف، فإن التسخين إلزامي لمنع التشقق الناتج عن الفشار أثناء إعادة التدفق.

6.3 حماية التفريغ الكهروستاتيكي

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والإجهاد الكهربائي الزائد (EOS). استخدم محطات عمل مؤرضة، وأساور معصم، ومؤينات. تصنيف HBM هو 2000 فولت، ولكن لا يزال يوصى باتخاذ احتياطات ESD المناسبة.

6.4 الاعتبارات البيئية

يمكن أن يتأثر مصباح LED بالكبريت والهالوجينات في البيئة. يجب أن تكون مركبات الكبريت محدودة بـ<100 جزء في المليون. البروم<900 جزء في المليون، الكلور<900 جزء في المليون، إجمالي الهالوجينات<1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) اختراق غلاف السيليكون والتسبب في تغير اللون. استخدم فقط المواد المتوافقة في التركيبات.

7. ملاحظات التطبيق

7.1 مقاومة تحديد التيار

استخدم دائمًا مقاومة متسلسلة لتحديد التيار الأمامي إلى المستوى المطلوب، حيث أن مصابيح LED لها منحنى I-V حاد. لتيار تشغيل نموذجي 5 مللي أمبير، اختر قيمة مقاومة تضمن بقاء التيار أقل من 10 مللي أمبير كحد أقصى مطلق حتى مع تغيرات جهد الإمداد في أسوأ الحالات.

7.2 الإدارة الحرارية

التصميم الحراري أمر بالغ الأهمية. المقاومة الحرارية 450 درجة مئوية/واط تعني أنه عند 5 مللي أمبير و 2 فولت، يكون تبديد الطاقة 10 ميجاوات، مما يسبب ارتفاعًا في درجة الحرارة بحوالي 4.5 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة. عند التيارات الأعلى، يزداد ارتفاع درجة الحرارة بشكل متناسب. قد تكون هناك حاجة إلى مساحة نحاسية كافية على PCB أو هواء قسري.

7.3 اعتبارات تصميم الدائرة

الحماية ضد الجهد العكسي ضرورية؛ تأكد من أن الدائرة لا تطبق أبدًا انحيازًا عكسيًا على مصباح LED (على سبيل المثال، أثناء انتقالات إيقاف التشغيل). أيضًا، تجنب تجاوز التصنيف الأقصى المطلق للتيار الأمامي، حتى للحظات.

8. الأسئلة المتداولة

8.1 ما هو تيار التشغيل الموصى به؟

التيار النموذجي هو 5 مللي أمبير، مما يعطي سطوعًا جيدًا مع البقاء ضمن الحد الأقصى المطلق 10 مللي أمبير. للسطوع الأعلى، يُسمح بما يصل إلى 10 مللي أمبير ولكن مع تبديد حرارة مناسب للحفاظ على الوصلة أقل من 95 درجة مئوية.

8.2 كيف تختار حاوية الجهد الأمامي الصحيحة؟

اختر حاوية تتطابق مع جهد الإمداد مطروحًا منه انخفاض المقاومة. على سبيل المثال، إذا كان الإمداد 3.3 فولت وتريد 5 مللي أمبير مع مقاومة 300 أوم (انخفاض ~1.5 فولت)، فأنت بحاجة إلى VF حوالي 1.8 فولت، وهو ما يتوافق مع الحاوية B1 أو B2.

8.3 هل يمكنني تشغيل مصباح LED هذا مباشرة من GPIO المتحكم الدقيق؟

معظم دبابيس GPIO يمكنها توفير 5-10 مللي أمبير عند 3.3 فولت. مع مقاومة متسلسلة مناسبة، نعم. ولكن تحقق من قدرة التيار للمتحكم الدقيق؛ إذا كانت غير كافية، استخدم مشغل ترانزستور.

8.4 كم عدد دورات إعادة التدفق المسموح بها؟

الحد الأقصى دورتان لإعادة التدفق. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورتين، قم بتسخين مصابيح LED قبل إعادة التدفق الثانية لإزالة الرطوبة الممتصة.

9. مبدأ العمل

مصباح LED الكهرماني هذا هو صمام ثنائي باعث للضوء شبه موصل يعتمد على شريحة كهرمانية (على الأرجح مادة InGaAlP أو GaAsP). عند الانحياز الأمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، مما ينبعث فوتونات ذات طاقة تتوافق مع الضوء الكهرماني (600-610 نانومتر). يشير عرض النطاق الطيفي الضيق 15 نانومتر إلى نقاء لون عالي.

10. اتجاهات التطوير

يتجه الاتجاه في تغليف LED نحو بصمات أصغر وكفاءة أعلى. تمثل العبوة 0402 (1.0x0.5 مم) الاتجاه فائق الصغر، مما يتيح تخطيطات PCB أكثر كثافة والتكامل في الأجهزة المحمولة. قد تشمل التحسينات المستقبلية مقاومة حرارية أقل، وكفاءة إضاءة أعلى، ونطاقات درجة حرارة تشغيل ممتدة. يصبح الامتثال البيئي (RoHS، خالٍ من الهالوجين) ذا أهمية متزايدة في الأسواق العالمية.