ورقة مواصفات LED RF-GNB170TS-CF - مقاس 2.0x1.25x0.7mm - جهد أمامي 2.8-3.4V - قدرة 105mW - لون أخضر - توثيق تقني بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

هذا الجهاز عبارة عن LED ملون مصنوع باستخدام رقاقة خضراء. وهو مصمم للإشارات البصرية للأغراض العامة، وتبديل وعرض الرموز، والتطبيقات الأخرى التي تتطلب مصدر ضوء مدمج قابل للتركيب على السطح. يتميز LED بزاوية رؤية واسعة جداً تبلغ 140 درجة، مما يجعله مناسباً للتطبيقات التي يكون فيها توزيع الضوء المنتظم أمراً حاسماً. وهو متوافق مع جميع عمليات التجميع واللحام القياسية لـ SMT ويلبي متطلبات الامتثال لـ RoHS. مستوى حساسية الرطوبة مصنف عند المستوى 3، مما يتطلب معالجة وتخزين مناسبين لمنع امتصاص الرطوبة. أبعاد العبوة هي 2.0 مم × 1.25 مم × 0.7 مم، مما يسمح بتصميمات PCB عالية الكثافة.

2. تحليل معمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية / البصرية (عند Ts=25°C)

يتم تحديد المعايير الكهربائية والبصرية عند تيار اختبار 20 مللي أمبير ما لم يذكر خلاف ذلك. يتم تقسيم الجهد الأمامي (VF) إلى عدة صناديق تتراوح من أدنى 2.8 فولت (صندوق G1) إلى أقصى 3.4 فولت (صندوق J1)، مع قيم نموذجية تختلف عبر الصناديق. يمتد الطول الموجي السائد (λD) من 515.0 نانومتر إلى 530.0 نانومتر، ويغطي الصناديق D10 إلى F20. تتراوح شدة الإضاءة (IV) من 260 مليكانديلا إلى 900 مليكانديلا عبر الصناديق 1AU إلى 1CM. عرض نصف الحزمة الطيفية (Δλ) هو 15 نانومتر نموذجياً. زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 140 درجة نموذجياً. التيار العكسي (IR) عند VR=5V محدود بـ 10 ميكروأمبير كحد أقصى. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي 450 درجة مئوية/واط كحد أقصى.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

يجب عدم تجاوز الحدود القصوى المطلقة حتى للحظات لتجنب التلف الدائم. قدرة التبديد (Pd) هي 105 ملي واط. التيار الأمامي (IF) هو 30 مللي أمبير مستمر، مع تيار أمامي ذروة (IFP) 60 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية. جهد التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) للتحمل (HBM) هو 1000 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr) هو -40°C إلى +85°C. نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg) هو -40°C إلى +85°C. درجة حرارة الوصلة (Tj) يجب ألا تتجاوز 95°C.

2.3 تفاوتات القياس

تفاوت قياس الجهد الأمامي هو ±0.1 فولت. تفاوت قياس الطول الموجي السائد هو ±2 نانومتر. تفاوت قياس شدة الإضاءة هو ±10%. يتم إجراء جميع القياسات تحت ظروف اختبار ريفوند القياسية (ملاحظة: تم حذف اسم الشركة المصنعة للامتثال).

3. نظام التصنيف (Binning)

يتم تصنيف LED وفقاً للجهد الأمامي والطول الموجي السائد وشدة الإضاءة. تتراوح صناديق الجهد الأمامي من G1 (2.8 فولت نموذجياً) إلى J1 (3.4 فولت نموذجياً). تشمل صناديق الطول الموجي D10 (515.0-517.5 نانومتر)، D20 (517.5-520.0 نانومتر)، E10 (520.0-522.5 نانومتر)، E20 (522.5-525.0 نانومتر)، F10 (525.0-527.5 نانومتر)، و F20 (527.5-530.0 نانومتر). صناديق شدة الإضاءة هي 1AU (260-330 مليكانديلا)، 1AV (330-430 مليكانديلا)، 1CG (430-560 مليكانديلا)، 1CL (560-700 مليكانديلا)، و 1CM (700-900 مليكانديلا). يمكن للمستخدمين النهائيين تحديد المجموعة المطلوبة من الصناديق لتطبيقهم.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يزداد الجهد الأمامي مع التيار الأمامي بعلاقة أسية نموذجية للدايود. عند تيار الاختبار 20 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي ضمن الصناديق المحددة. يظهر المنحنى في الشكل 1-6 من المواصفات الأصلية.

4.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

تزداد الشدة النسبية بشكل خطي تقريباً مع التيار الأمامي حتى 30 مللي أمبير، مع تشبع طفيف عند التيارات العالية. تظهر هذه العلاقة في الشكل 1-7.

4.3 درجة حرارة الطرف (Pin) مقابل الشدة النسبية والتيار الأمامي

عندما ترتفع درجة حرارة الطرف، تنخفض الشدة النسبية تدريجياً. على سبيل المثال، عند درجة حرارة محيطة 100°C، تنخفض الشدة النسبية إلى حوالي 80% من القيمة عند 25°C. كما ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة حرارة الطرف، كما هو موضح في الشكلين 1-8 و 1-9.

4.4 انزياح الطول الموجي مع التيار ودرجة الحرارة

ينزاح الطول الموجي السائد قليلاً مع التيار الأمامي، ويزداد بحوالي 2-3 نانومتر من 5 مللي أمبير إلى 30 مللي أمبير (الشكل 1-10). يُظهر التوزيع الطيفي (الشكل 1-11) ذروة عند حوالي 520 نانومتر بعرض نصف حزمة 15 نانومتر.

4.5 نمط الإشعاع

يظهر نمط الإشعاع (الشكل 1-12) توزيعاً زاوياً واسعاً مع شدة نسبية أعلى من 0.8 حتى ±60° من المحور البصري. زاوية الرؤية 140° تقابل العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى.

5. معلومات ميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

أبعاد العبوة هي 2.0 مم (طول) × 1.25 مم (عرض) × 0.7 مم (ارتفاع). يُظهر المنظر العلوي وسادتين (وسادة 1 ووسادة 2) للتوصيل الكهربائي. يُشار إلى القطبية في المنظر السفلي: يتم تمييز الكاثود بمنطقة ملونة باللون الأخضر (وفقاً لأحدث مراجعة). يوصي نمط اللحام بتصميم وسادة بأبعاد 1.20 مم × 0.80 مم لكل وسادة، مع تباعد 3.20 مم بين مركزي الوسادتين. جميع تفاوتات الأبعاد هي ±0.2 مم ما لم يذكر خلاف ذلك.

5.2 أبعاد شريط الناقل

يتم تعبئة LEDs في شريط ناقل بعرض 8.00 مم. التباعد بين الجيوب هو 4.00 مم، والمسافة من فتحة المسنن إلى مركز الجيب هي 1.75 مم. عمق الجيب هو 1.42 مم، لاستيعاب LED بسمك 0.7 مم. يغطي الشريط العلوي الجيوب، وتوجد علامات قطبية للتوجيه.

5.3 أبعاد البكرة

قطر البكرة هو 178 ± 1 مم، وقطر المحور 60 ± 1 مم، والعرض 8.0 ± 0.1 مم. قطر فتحة المحور هو 13.0 ± 0.5 مم. يتم إرفاق ملصق على البكرة للتعريف.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق SMT

يتبع ملف اللحام بإعادة التدفق الموصى به معيار JEDEC J-STD-020. يجب ألا يتجاوز متوسط معدل الارتفاع من Tsmin (150°C) إلى TP (الذروة 260°C) 3°C/s. منطقة التسخين المسبق: Tsmin = 150°C، Tsmax = 200°C، مع وقت نقع 60-120 ثانية. الوقت فوق درجة حرارة الانصهار (TL = 217°C) يجب أن يكون 60-150 ثانية. درجة حرارة الذروة (TP) هي 260°C مع أقصى وقت في حدود 5°C من TP لمدة 30 ثانية، ويجب ألا يتجاوز الوقت عند درجة حرارة الذروة الفعلية (tp) 10 ثوانٍ. يجب ألا يتجاوز معدل التبريد 6°C/s. يجب أن يكون الوقت الإجمالي من 25°C إلى الذروة أقل من 8 دقائق.

6.2 اللحام اليدوي والإصلاح

يجب إجراء اللحام اليدوي عند درجة حرارة أقل من 300°C لمدة أقل من 3 ثوانٍ، ومرة واحدة فقط. لا يُنصح بإصلاح LEDs الملحومة؛ إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق من عدم تلف خصائص LED.

6.3 ظروف التخزين والتجفيف

قبل فتح كيس الألمنيوم، قم بالتخزين عند ≤30°C ورطوبة نسبية ≤75% لمدة تصل إلى عام واحد من تاريخ التعبئة. بعد الفتح، يجب استخدام LEDs خلال 168 ساعة (≥24 ساعة) تحت ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة رطوبة زائدة أو تم تجاوز وقت التخزين، قم بتجفيف LEDs عند 60±5°C لمدة 24 ساعة على الأقل قبل الاستخدام.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 كمية التعبئة

كمية التعبئة القياسية هي 4000 قطعة لكل بكرة. توضع البكرات في أكياس عازلة للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة. ثم تُعبأ الأكياس في صناديق كرتونية.

7.2 معلومات الملصق

كل بكرة مُلصقة بملصق يحتوي على: رقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز التصنيف (بما في ذلك تصنيف التدفق الضوئي، تصنيف اللونية، رمز الجهد الأمامي، رمز الطول الموجي)، كمية التعبئة، وتاريخ الصنع. يتم إرفاق ملصق تحذير ESD إضافي بكيس عازل الرطوبة.

8. ملاحظات التطبيق

8.1 التطبيقات النموذجية

هذا LED الأخضر مثالي للمؤشرات البصرية، الإضاءة الخلفية، إضاءة المفاتيح والرموز، شاشات لوحة القيادة، واللافتات العامة. زاوية الرؤية الواسعة تجعله مناسباً للإشارات في المساحات الكبيرة حيث تكون الرؤية من زوايا متعددة مطلوبة.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائماً مقاومة تسلسلية لتحديد التيار. قد يؤدي تغيير طفيف في الجهد إلى تغيير كبير في التيار بسبب منحنى I-V الحاد. تأكد من أن التيار لا يتجاوز أبداً الحد الأقصى المطلق البالغ 30 مللي أمبير.
• الإدارة الحرارية:يؤدي توليد الحرارة إلى تدهور الكفاءة الضوئية وتحول اللون. صمم PCB بمساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة. بالنسبة للمصفوفات عالية الكثافة، فكر في استخدام فتحات حرارية.
• حماية ESD:الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. استخدم احتياطات ESD المناسبة أثناء المناولة والتجميع. ضع في اعتبارك إضافة دايود حماية عكسي في دائرة القيادة.
• التوافق البيئي:تجنب التعرض لمركبات الكبريت (أقل من 100 جزء في المليون). يجب أن يكون محتوى البروم والكلور في المواد المتزاوجة أقل من 900 جزء في المليون لكل منهما، والإجمالي أقل من 1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) اختراق غلاف السيليكون وتسبب تغير اللون؛ تحقق من توافق المادة قبل الاستخدام.
• المناولة الميكانيكية:لا تضغط ميكانيكياً على عدسة السيليكون. استخدم ملقطاً على الأسطح الجانبية. تجنب ثني PCB بعد اللحام. لا تقم بتبريد الجهاز بسرعة بعد إعادة التدفق.
• التنظيف:إذا كان التنظيف ضرورياً، استخدم كحول الأيزوبروبيل. يجب التحقق من أن المذيبات الأخرى لا تتلف العبوة. لا يُنصح باستخدام التنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يسبب تلفاً داخلياً.

9. الأسئلة المتكررة

س1: ما هي أقصى مدة تخزين قبل فتح الكيس المغلق؟
ج: حتى عام واحد عند ≤30°C ورطوبة نسبية ≤75%.

س2: هل يمكن استخدام LED في التطبيقات الخارجية؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40°C إلى +85°C، وهو يغطي العديد من البيئات الخارجية. ومع ذلك، يجب مراعاة الحماية من الرطوبة والتعرض للأشعة فوق البنفسجية.

س3: كيف أفسر رموز التصنيف على الملصق؟
ج: يتضمن رمز التصنيف تصنيف التدفق الضوئي (مثل 1AU)، وتصنيف اللونية (مثل D10)، وتصنيف الجهد الأمامي (مثل G1)، ورمز الطول الموجي (مثل 515). راجع مواصفات المنتج للحصول على الحدود الدقيقة.

س4: ما هي طريقة التنظيف الموصى بها إذا تلوث LED؟
ج: يُوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية.

10. حالة تطبيق عملي

تخيل لوحة مفاتيح منزل ذكي مع مؤشرات حالة متعددة. يمكن لـ LED أخضر (طول موجي سائد ~520 نانومتر) أن يشير إلى حالة 'تشغيل' أو 'متصل'. نظراً لأن هذا LED له زاوية رؤية واسعة 140 درجة، فإن المؤشر مرئي من أي زاوية تقريباً. تسمح العبوة الصغيرة (2.0x1.25 مم) بوضع مؤشرات متعددة متقاربة على PCB مدمج. باستخدام مقاومة تسلسلية حوالي 180 أوم (لمصدر 5 فولت وجهد أمامي نموذجي 2.8 فولت) يحد التيار إلى حوالي 12 مللي أمبير، وهو ضمن نطاق التشغيل الآمن. يتضمن تصميم PCB مستوى أرضي لتبديد الحرارة، مما يضمن بقاء درجة حرارة الوصلة أقل من 95°C حتى في غلاف دافئ.

11. مبدأ التشغيل

LED الأخضر (دايود باعث للضوء) هو جهاز شبه موصل يصدر ضوءاً عندما تتحد الإلكترونات مع الفجوات في المنطقة النشطة. تُصنع الرقاقة الخضراء عادة من نتريد الغاليوم (GaN) أو نتريد إنديوم الغاليوم (InGaN). عند تطبيق انحياز أمامي، تُحقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p إلى الطبقة النشطة (البئر الكمي)، حيث تتحد بشكل إشعاعي، باعثة فوتونات بطاقة تقابل فجوة النطاق. للانبعاث الأخضر، فجوة النطاق حوالي 2.3-2.4 إلكترون فولت، تقابل طولاً موجياً حوالي 520 نانومتر. الجهاز مغلف بعدسة سيليكونية تعمل على تحسين استخراج الضوء وحماية الرقاقة.

12. اتجاهات تطور الصناعة

يستمر سوق LEDs المثبتة على السطح في الطلب على عبوات أصغر ذات كفاءة إضاءة أعلى وثبات لون أفضل. يسمح الاتجاه نحو التصغير (مثل عبوات 0603، 0402) بمرونة أكبر في التصميم. في الطيف الأخضر، تعمل التحسينات في النمو فوق المحوري وتصميم الرقاقة على دفع كفاءة الإضاءة فوق 200 لومن/واط للأجهزة عالية الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تدفع اللوائح البيئية مثل RoHS و REACH إلى التخلص من المواد الخطرة. إن دمج حماية ESD وتحسين مقاومة الرطوبة هي تحسينات مستمرة في الموثوقية. أخيراً، سيؤدي اعتماد الإضاءة الذكية وإنترنت الأشياء إلى زيادة الحاجة إلى LEDs مؤشر موثوقة وطويلة العمر في الأجهزة المتصلة.