مواصفات LED أحمر 2.0x1.25x0.7mm SMD - 625-640nm - 1.8-2.4V - 20mA - 72mW - وثيقة فنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

إن RF-RUB170TS-BD هو مصدر ضوء أحمر مثبت على السطح (SMD) مصمم للتطبيقات العامة للإشارات والعرض. يُصنع باستخدام رقاقة حمراء عالية الكفاءة ويأتي في حزمة مضغوطة بأبعاد 2.0 مم × 1.25 مم × 0.7 مم. يوفر هذا المصدر زاوية رؤية واسعة جداً تبلغ 140°، مما يجعله مناسباً للتطبيقات التي تتطلب توزيعاً واسعاً للضوء. وهو متوافق مع عمليات التجميع القياسية للـ SMT واللحام بإعادة التدفق، ويلبي متطلبات التوافق مع RoHS. مستوى الحساسية للرطوبة مصنف كمستوى 3، مما يتطلب التعامل والتخزين المناسبين لمنع امتصاص الرطوبة.

2. تفسير المعايير الفنية

2.1 الخصائص الكهروضوئية (عند T_S=25°C)

تحت تيار اختبار 20mA، يُظهر المصدر الخصائص التالية:

• الجهد الأمامي (V_F):متوفر في ثلاث فئات: B0 (1.8-2.0V)، C0 (2.0-2.2V)، D0 (2.2-2.4V). القيمة النموذجية هي 1.8V للفئة B0.
• الطول الموجي السائد (λ_D):يتراوح من 625nm إلى 640nm، ويُصنف في فئات F00 (625-630nm)، G00 (630-635nm)، H00 (635-640nm). القيمة النموذجية هي 625nm للفئة F00.
• نصف عرض الحزمة الطيفية (Δλ):قيمة نموذجية 15nm.
• شدة الإضاءة (I_V):فئتان للشدة: 1GJ (20-40mcd) و 1BS (40-90mcd) عند 20mA.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):قيمة نموذجية 140°.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 10µA عند V_R=5V.
• المقاومة الحرارية (R_THJ-S):الحد الأقصى 450°C/W.

تُقاس هذه المعلمات تحت ظروف الاختبار القياسية للشركة المصنعة. التفاوتات المسموح بها في القياس هي ±0.1V للجهد، ±2nm للطول الموجي، و ±10% لشدة الإضاءة.

2.2 القيم القصوى المطلقة

يجب توخي الحذر لضمان ألا تتجاوز ظروف التشغيل الفعلية هذه التصنيفات، خاصة استهلاك الطاقة ودرجة حرارة الوصلة، لتجنب التلف أو التدهور المتسارع.

3. نظام التصنيف

يتميز RF-RUB170TS-BD ويصنف حسب الجهد الأمامي، الطول الموجي السائد، وشدة الإضاءة لتوفير أداء متناسق للمستخدم النهائي.

• فئات الجهد:B0 (1.8-2.0V)، C0 (2.0-2.2V)، D0 (2.2-2.4V).
• فئات الطول الموجي:F00 (625-630nm)، G00 (630-635nm)، H00 (635-640nm).
• فئات الشدة:1GJ (20-40mcd)، 1BS (40-90mcd).

رمز الفئة (مثل F00 1GJ B0) مطبوع على ملصق البكرة لتحديد مجموعة الأداء الدقيقة. يسمح هذا للمصممين باختيار مصابيح LED ذات تفاوتات ضيقة للمعلمات للحصول على لوحات عرض موحدة أو صفائف إشارات.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يُظهر منحنى I-V جهداً أمامياً نموذجياً حوالي 1.8V عند 20mA. عند التيارات المنخفضة جداً (أقل من 5mA)، ينخفض الجهد إلى أقل من 1.5V. المنحنى أسي، وهو نموذجي لمصدر ضوء أحمر.

4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

تزداد الشدة النسبية خطياً تقريباً مع التيار الأمامي من 0 إلى 30mA. عند 20mA، تبلغ الشدة حوالي 80% من الحد الأقصى عند 30mA. هذه العلاقة مفيدة لتطبيقات التعتيم عبر تعديل التيار.

4.3 درجة حرارة الطرف مقابل الشدة النسبية والتيار الأمامي

مع ارتفاع درجة حرارة الطرف (نقطة اللحام)، تنخفض الشدة النسبية. عند 85°C، تنخفض الشدة إلى حوالي 85% من القيمة عند 25°C. وبالمثل، يجب تقليل التيار الأمامي الأقصى المسموح به عند درجات الحرارة العالية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 95°C. على سبيل المثال، عند درجة حرارة طرف 100°C، يجب تقييد التيار الأمامي إلى حوالي 10mA.

4.4 انزياح الطول الموجي مقابل التيار الأمامي

يزداد الطول الموجي السائد قليلاً مع التيار الأمامي. عند 30mA، يكون الطول الموجي أعلى بحوالي 1-2nm منه عند 5mA. هذا الانزياح صغير ومقبول عموماً لمعظم تطبيقات الإشارات.

4.5 التوزيع الطيفي

يبلغ الطيف النموذجي ذروته حول 630-635nm مع نصف عرض حزمة 15nm. الانبعاث ضيق ومركّز في المنطقة الحمراء، مما يجعله مناسباً للإشارات والعروض الحمراء.

4.6 نمط الإشعاع

يُظهر مخطط الإشعاع نمطاً عريضاً متماثلاً بزاوية نصف شدة تبلغ ±70°، مما يؤكد زاوية الرؤية الواسعة البالغة 140°. هذا يجعل المصدر مثالياً للاستخدام في تطبيقات الإضاءة الحافية أو المنتشرة.

5. معلومات ميكانيكية وتغليفية

5.1 أبعاد الحزمة

تبلغ أبعاد حزمة المصدر 2.0 مم × 1.25 مم × 0.7 مم (طول × عرض × ارتفاع). يظهر المنظر العلوي عدسة مركزية مع طرفين في الجانب السفلي. يتم تمييز الكاثود بنقطة حبر خضراء على السطح العلوي (حسب أحدث إصدار). تخطيط وسادة اللحام الموصى به له أبعاد: عرض الوسادة 1.20 مم، طول الوسادة 3.20 مم، مع فجوة 0.80 مم بين الوسادات. جميع التفاوتات هي ±0.2 مم ما لم يذكر خلاف ذلك.

5.2 تحديد القطبية

في المنظر السفلي، الوسادة 2 هي الكاثود كما هو موضح بعلامة القطبية. على السطح العلوي، تشير نقطة حبر خضراء (مضافة في الإصدار E/3) إلى جانب الكاثود. يجب على المصممين ضمان الاتجاه الصحيح في تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB).

5.3 أبعاد الشريط الحامل والبكرة

يتم توفير المكونات على شريط حامل بعرض 8 مم وبمسافة 4 مم. تحتوي كل بكرة على 4000 قطعة. قطر البكرة 178 مم، وقطر المحور 60 مم وعرض الشريط 8.0±0.1 مم. يحتوي الشريط الحامل على علامة قطبية تشير إلى اتجاه التغذية.

5.4 معلومات الملصق

تحمل كل بكرة ملصقاً يحتوي على: رقم القطعة (RF-RUB170TS-BD)، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز الفئة (بما في ذلك فئات الطول الموجي، الشدة، الجهد)، الكمية، ورمز التاريخ. هذا التتبع ضروري لمراقبة الجودة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق

ملف إعادة التدفق الموصى به لهذا المصدر (بناءً على JEDEC J-STD-020) هو:

• التسخين المسبق: 150-200°C لمدة 60-120 ثانية
• الوقت فوق 217°C (TL): 60-150 ثانية
• درجة الحرارة القصوى (TP): 260°C كحد أقصى، مع وقت ضمن 5°C من الذروة لا يتجاوز 30 ثانية، ووقت الذروة المطلق (tp) بحد أقصى 10 ثوانٍ
• معدل الارتفاع: بحد أقصى 3°C/s من Tsmax إلى TP
• معدل التبريد: بحد أقصى 6°C/s
• الوقت الإجمالي من 25°C إلى الذروة: بحد أقصى 8 دقائق

يجب ألا يتم اللحام بإعادة التدفق أكثر من مرتين. إذا تجاوز الفاصل الزمني بين عمليتي لحام 24 ساعة، يجب خبز المصابيح قبل الاستخدام بسبب امتصاص الرطوبة.

6.2 اللحام اليدوي وإعادة العمل

إذا كان اللحام اليدوي ضرورياً، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة أقل من 300°C ووقت تلامس أقل من 3 ثوانٍ. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط. يجب تجنب إعادة العمل بعد إعادة التدفق؛ إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس واختبر مسبقاً لضمان عدم تلف المصدر.

6.3 التخزين والتعامل مع الرطوبة

قبل فتح الكيس الألومنيوم المحكم، يُخزن عند ≤30°C ورطوبة نسبية ≤75% لمدة تصل إلى سنة من تاريخ التصنيع. بعد الفتح، يجب استخدام المصابيح خلال 168 ساعة (7 أيام) تحت ظروف ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. إذا تجاوزت ظروف التخزين أو تغير لون المجفف، قم بخبز المصابيح عند 60°C (±5°C) لأكثر من 24 ساعة قبل الاستخدام.

7. معلومات التعبئة والطلب

التعبئة القياسية هي 4000 قطعة لكل بكرة، شريط 8 مم، بكرة 178 مم. يتم تعبئة البكرات المتعددة في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة. ثم يوضع الكيس في صندوق كرتوني للشحن. الصندوق مُلصق بمعلومات المنتج واحتياطات التعامل.

8. توصيات التطبيقات

8.1 التطبيقات النموذجية

• مؤشرات ضوئية في الإلكترونيات الاستهلاكية، الأجهزة المنزلية، مقصورات السيارات.
• إضاءة خلفية للمفاتيح والرموز (مثل الأزرار، الشعارات).
• إشارات الحالة العامة واللافتات.
• إضاءة حافية للشاشات الصغيرة.

8.2 اعتبارات التصميم

• استخدم دائماً مقاومة لتحديد التيار للحفاظ على التيار الأمامي أقل من التصنيف الأقصى المطلق (30mA). تغيير بسيط في جهد الإمداد يمكن أن يسبب تغيراً كبيراً في التيار؛ ينبغي مراعاة تفاوت المقاومة.
• الإدارة الحرارية أمر بالغ الأهمية: تأكد من تبديد الحرارة بشكل كافٍ عبر وسادات نحاسية وفتحات في ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB) للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 95°C. قلل التيار عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.
• تجنب تطبيق الجهد العكسي لأنه قد يتسبب في تلف المصدر.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD): استخدم ممارسات التعامل الآمنة القياسية (محطات عمل مؤرضة، أحزمة معصم).
• لاحظ أن عدسة السيليكون ناعمة وقد تجذب الغبار؛ تجنب التلامس الميكانيكي مع سطح العدسة. يُوصى بالتنظيف باستخدام كحول الأيزوبروبيل إذا لزم الأمر. لا يُوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف المصدر.
• التوافق البيئي: تأكد من أن المواد المحيطة (مثل مواد التغليف، العدسات، المواد اللاصقة) لا تحتوي على مستويات عالية من الكبريت (>100ppm)، البروم (>900ppm)، الكلور (>900ppm)، أو إجمالي الهالوجينات (>1500ppm)، لأنها قد تسبب هجوماً كيميائياً على المصدر.
• تجنب استخدام المواد اللاصقة التي تنبعث منها أبخرة عضوية، لأنها قد تتكثف على المصدر وتقوض الأداء.

9. مقارنة تقنية مع منتجات مماثلة

مقارنة بمصادر LED حمراء أخرى بحجم 2.0x1.25 مم، يوفر RF-RUB170TS-BD زاوية رؤية واسعة تبلغ 140°، وهي أوسع بكثير من الأجزاء النموذجية التي تبلغ 120° أو 110°. هذا يجعله مفيداً للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موحدة على مساحة كبيرة. كما يوفر الجهاز فئات متعددة للطول الموجي تغطي 625-640nm، مما يسمح للمصممين باختيار الدرجة الحمراء الدقيقة للعلامة التجارية أو المطابقة الجمالية. مقاومته الحرارية (450°C/W) معتدلة؛ للتطبيقات ذات الطاقة الأعلى، قد يُفضل استخدام حزمة أكبر مع تبديد حرارة أفضل.

10. الأسئلة الشائعة

1. ما هي مدة التخزين القصوى المسموح بها بعد فتح الكيس؟168 ساعة تحت ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. إذا تجاوزت ذلك، اخبز عند 60°C لمدة 24 ساعة.
2. هل يمكنني تشغيل المصدر بتيار 30mA باستمرار؟نعم، لكن تأكد من أن درجة حرارة الوصلة لا تتجاوز 95°C. قد يتطلب تخفيض التيار عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.
3. ما هو الجهد الأمامي النموذجي عند 20mA؟حسب الفئة: B0 ~1.8V، C0 ~2.1V، D0 ~2.3V.
4. هل قطبية المصدر محددة؟نعم، نقطة حبر خضراء على السطح العلوي تشير إلى الكاثود.
5. هل يمكنني استخدام هذا المصدر في التطبيقات الخارجية؟نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 إلى +85°C، لذا يمكن استخدامه في الخارج إذا تم إغلاقه بشكل صحيح ضد الرطوبة وارتفاع درجة الحرارة.
6. كيف أنظف المصدر بعد اللحام؟استخدم كحول الأيزوبروبيل. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية.

11. أمثلة تطبيقات عملية

مثال 1: مؤشر الحالة في لوحة جهاز منزلي.تسمح زاوية الرؤية الواسعة برؤية المؤشر من أي اتجاه. استخدام مقاومة تسلسلية 330Ω مع مصدر 5V يوفر تياراً حوالي 10mA، مما يضمن عمراً طويلاً وسطوعاً ثابتاً.

مثال 2: الإضاءة الخلفية لرمز في لوحة عدادات السيارة.فئة الطول الموجي الضيقة (مثل 630-635nm) تضمن لوناً أحمر موحداً عبر مفاتيح متعددة. إدارة حرارية مناسبة عبر مساحات نحاسية في ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB) تحافظ على برودة المصابيح حتى في بيئات المقصورة الحارة.

مثال 3: شاشة إضاءة حافية للافتة صغيرة.المظهر المنخفض (0.7mm) يسمح بوضع المصدر خلف ألواح رقيقة. يمكن ترتيب عدة مصابيح على طول الحافة مع ضبط التيار على ~15mA، مما يعطي إضاءة متساوية.

12. مبدأ التشغيل

المصدر عبارة عن ثنائي وصلة P-N مصنوع من شبه موصل ذي فجوة نطاق مباشرة (عادةً AlGaInP للانبعاث الأحمر). عند الانحياز الأمامي، تتحد الإلكترونات والفجوات إشعاعياً، مما ينبعث فوتونات بطاقة تقابل فجوة النطاق. الطول الموجي السائد 625-640nm يقابل طاقات فوتونية تبلغ حوالي 1.98-1.94 eV. يتم تحسين كفاءة استخلاص الضوء بواسطة الركيزة الشفافة وتصميم العدسة. يتم تحقيق زاوية الرؤية 140° بواسطة عدسة نصف كروية أو مسطحة تعمل على تشتيت الضوء على نطاق واسع.

13. اتجاهات التطوير

تشمل الاتجاهات الحالية في مصابيح LED الحمراء المثبتة على السطح (SMD) أحجام حزم أصغر (مثل 1.6x0.8mm)، وكفاءة أعلى (lm/W)، وموثوقية محسنة لتطبيقات السيارات ودرجات الحرارة العالية. يمثل RF-RUB170TS-BD منصة ناضجة بحجم 2.0x1.25mm مع أداء بصري جيد. قد تركز التطورات المستقبلية على تقليل المقاومة الحرارية بشكل أكبر وتحقيق اتساق أفضل للألوان من خلال تصنيف أدق.