ورقة بيانات LED SMD 19-21/BHC-AP1Q2/3T - أزرق - 2.0x1.25x0.8مم - 3.3 فولت - 75 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 19-21/BHC-AP1Q2/3T مصباح LED أزرق مضغوطًا للتركيب السطحي، مُصممًا للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب تركيبًا عالي الكثافة للمكونات وأداءً موثوقًا. يستخدم هذا الجهاز تقنية شريحة InGaN لإنتاج إشعاع أزرق بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 468 نانومتر. تشمل مزاياه الأساسية بصمة مُصغرة بشكل كبير مقارنة بمصابيح LED ذات الأطراف الرصاصية، مما يتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر، وكثافة تعبئة أعلى، وفي النهاية منتجات نهائية أكثر إحكاما. يجعل البناء خفيف الوزن هذا الجهاز مثاليًا للتطبيقات المصغرة والمحمولة.

يشمل التموضع الرئيسي للمنتج استخدامه كمؤشر أو مصدر إضاءة خلفية في الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات الاتصالات، ولوحات عدادات السيارات، والإضاءة العامة حيثما يكون مطلوبًا مصدر ضوء أزرق مضغوط. الجهاز متوافق بالكامل مع لوائح RoHS وREACH والخالية من الهالوجين، مما يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات المعايير البيئية الصارمة.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• عبوة مُصغرة:تعتبر صيغة 19-21 SMD أصغر بكثير من مصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، مما يساهم في توفير المساحة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
• التوافق مع الأتمتة:يتم توريده على شريط بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات، وهو متوافق بالكامل مع معدات اللصق والتركيب الآلي عالية السرعة.
• لحام قوي:متوافق مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري، مما يضمن تجميعًا موثوقًا في التصنيع عالي الحجم.
• الامتثال البيئي:المنتج خالي من الرصاص، ومتوافق مع RoHS، ومتوافق مع REACH، ويُلبي متطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).
• تصميم أحادي اللون:يوفر ناتجًا لونيًا أزرقًا متسقًا.

2. التعمق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تُحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود.

التفسير:تقييم التيار الأمامي البالغ 20 مللي أمبير هو المعيار لمصابيح LED للإشارة الصغيرة. يُبرز تقييم الجهد العكسي المنخفض (5 فولت) أن هذا الجهاز غير مُصمم للعمل بالتحيز العكسي ويتطلب حماية في الدوائر حيث قد يحدث جهد عكسي. يشير تقييم ESD البالغ 150 فولت (HBM) إلى حساسية معتدلة؛ إجراءات التعامل مع ESD المناسبة ضرورية أثناء التجميع.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطية Ta=25°م وتُحدد الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف التشغيل العادية.

التفسير:تتراوح الشدة الضوئية على نطاق واسع (45-112 ميللي كانديلا)، ويتم إدارتها من خلال نظام التقسيم إلى فئات (مفصل لاحقًا). الجهد الأمامي النموذجي البالغ 3.3 فولت عند 20 مللي أمبير هو معلمة رئيسية لتصميم الدائرة، لأنه يحدد قيمة المقاوم المحدد للتيار المطلوبة. توفر زاوية الرؤية البالغة 100 درجة نمط إشعاع واسعًا مناسبًا لتطبيقات المؤشرات.

2.3 الخصائص الحرارية

على الرغم من عدم إدراجها صراحةً في جدول منفصل، إلا أن إدارة الحرارة تُستنتج من خلال تبديد الطاقة (75 ميلي واط) ونطاق درجة حرارة التشغيل (-40 إلى +85°م). منحنى تخفيض التيار الأمامي (الموضح في ملف PDF) بالغ الأهمية للتصميم. مع زيادة درجة حرارة المحيط، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي لمنع ارتفاع درجة الحرارة والتدهور المتسارع. يجب على المصممين الرجوع إلى هذا المنحنى لضمان التشغيل الموثوق في درجات الحرارة المرتفعة.

3. شرح نظام التقسيم إلى فئات

تؤدي عملية تصنيع LED إلى اختلافات طبيعية في المعلمات الرئيسية. يقوم التقسيم إلى فئات بفرز مصابيح LED إلى مجموعات (فئات) ذات خصائص مضبوطة بإحكام لضمان الاتساق في التطبيق النهائي.

3.1 تقسيم الشدة الضوئية

ملاحظة تطبيقية:للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا عبر مصابيح LED متعددة (مثل مصفوفات الإضاءة الخلفية)، فإن تحديد فئة واحدة ضيقة (مثل Q1 فقط) أمر ضروري. من المحتمل أن يتضمن رمز المنتج \"AP1Q2/3T\" معلومات الفئة (Q2 للشدة).

3.2 تقسيم الطول الموجي السائد

ملاحظة تطبيقية:يضمن هذا التقسيم اتساق اللون. الطول الموجي الذروي النموذجي هو 468 نانومتر، والذي يقع ضمن الفئة A10. إن مطابقة فئات الطول الموجي أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي يكون فيها إدراك اللون مهمًا.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة حيوية لفهم سلوك الجهاز تحت الظروف غير القياسية.

4.1 الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى أن الشدة الضوئية ليست متناسبة خطيًا مع التيار. فهي تزداد مع التيار ولكن قد تتشبع أو حتى تنخفض عند التيارات العالية جدًا بسبب التأثيرات الحرارية وانخفاض الكفاءة. يضمن التشغيل عند أو أقل من 20 مللي أمبير الموصى بها الكفاءة المثلى والعمر الطويل.

4.2 الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة حرارة المحيط

ينخفض ناتج ضوء LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. يقوم هذا المنحنى بتحديد هذه العلاقة كميًا. على سبيل المثال، عند درجة حرارة محيطية تبلغ 85°م، قد يكون ناتج الضوء 70-80٪ فقط من قيمته عند 25°م. يجب أخذ هذا في الاعتبار في حسابات السطوع للبيئات عالية الحرارة.

4.3 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يُظهر منحنى IV هذا العلاقة الأسية بين الجهد والتيار للدايود. يقع جهد \"الركبة\" حول 2.7-3.0 فولت. يؤدي زيادة صغيرة في الجهد بعد هذه النقطة إلى زيادة كبيرة في التيار، مما يؤكد الحاجة الماسة لمشغل أو مقاوم محدد للتيار.

4.4 توزيع الطيف

يُظهر الرسم البياني ذروة واحدة تتمحور حول 468 نانومتر بعرض كامل عند نصف أقصى (FWHM) نموذجي يبلغ 25 نانومتر. هذه سمة مميزة لـ LED الأزرق من نوع InGaN وتُحدد اللون الأزرق النقي المنبعث.

4.5 نمط الإشعاع

يوضح الرسم البياني القطبي التوزيع المكاني للضوء. تُظهر عبوة 19-21 نمطًا لامبرتيًا أو شبه لامبرتي بزاوية رؤية 100 درجة، مما يعني أن شدة الضوء تكون أعلى عند النظر إليها مباشرة وتتناقص تدريجيًا نحو الجوانب.

5. المعلومات الميكانيكية وبيانات العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يبلغ أبعاد LED SMD 19-21 الاسمية 2.0 مم (الطول) × 1.25 مم (العرض) × 0.8 مم (الارتفاع). التسامحات عادةً ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يُظهر رسم العبوة بوضوح علامة الكاثود، وهو أمر ضروري للتوجيه الصحيح أثناء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يجب أن يتبع نمط مساحة اللحام الموصى به (تصميم الوسادة) هذه الأبعاد لضمان اللحام السليم والاستقرار الميكانيكي.

5.2 تحديد القطبية

توجد علامة كاثود مميزة على الجهاز. القطبية الصحيحة إلزامية؛ تطبيق جهد عكسي يتجاوز 5 فولت يمكن أن يسبب تلفًا فوريًا.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتم تحديد ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص:

• التسخين المسبق:150-200°م لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (217°م):60-150 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى:260°م كحد أقصى، يتم الاحتفاظ بها لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ.
• معدل التسخين:6°م/ثانية كحد أقصى.
• معدل التبريد:3°م/ثانية كحد أقصى.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي لا مفر منه، فاستخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف أقل من 350°م. يجب أن يكون وقت التلامس لكل طرف أقل من 3 ثوانٍ، مع تصنيف قدرة مكواة اللحام أقل من 25 واط. اسمح بفترة تبريد لا تقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف. يشكل اللحام اليدوي خطرًا أعلى للتلف الحراري.

6.3 إعادة العمل والإصلاح

لا يُوصى بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان ذلك ضروريًا للغاية، فيجب استخدام مكواة لحام مزدوجة الرأس متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد ورفع المكون دون تطبيق إجهاد ميكانيكي على جسم LED. احتمالية التلف عالية.

7. احتياطات التخزين والتعامل

7.1 الحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف.

1. لا تفتح الكيس المضاد للرطوبة حتى تكون جاهزًا للاستخدام.
2. بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤30°م و ≤60٪ رطوبة نسبية.
3. \"عمر الأرضية\" بعد فتح الكيس هو 168 ساعة (7 أيام).
4. إذا لم يتم استخدامها خلال هذا الوقت، أو إذا تغير لون مؤشر المجفف، فإن التجفيف مطلوب: 60 ±5°م لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

7.2 حماية ESD

مع تصنيف ESD يبلغ 150 فولت (HBM)، تكون هذه الأجهزة حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. استخدم احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع: محطات عمل مؤرضة، وأسوار معصم، وحاويات موصلة.

8. معلومات التعبئة والطلب

8.1 التعبئة القياسية

يتم توريد الجهاز على شريط ناقل بارز بأبعاد مصممة خصيصًا لعبوة 19-21. يتم لف الشريط على بكرة قياسية قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة.

8.2 أبعاد البكرة والشريط

يتم توفير رسومات مفصلة للبكرة، والشريط الناقل، وشريط الغطاء في ورقة البيانات. يضمن الالتزام بهذه الأبعاد التوافق مع معدات التجميع الآلي.

8.3 معلومات الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة للتتبع والتحقق:

• P/N:رقم المنتج (مثل، 19-21/BHC-AP1Q2/3T).
• QTY:كمية التعبئة (3000 قطعة/بكرة).
• CAT:رتبة الشدة الضوئية (مثل، Q2).
• HUE:رتبة اللونية/الطول الموجي السائد (مثل، A10).
• REF:رتبة الجهد الأمامي.
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

9. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

9.1 التطبيقات النموذجية

• الإضاءة الخلفية:للأزرار، والمفاتيح، والرموز، وشاشات LCD في الإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات عدادات السيارات، وضوابط الصناعية.
• مؤشرات الحالة:في معدات الاتصالات (الهواتف، أجهزة الفاكس)، وأجهزة الشبكات، ومصادر الطاقة.
• الإضاءة العامة:كمصدر ضوء أزرق مضغوط في الإضاءة الزخرفية، واللافتات، والإلكترونيات القابلة للارتداء.

9.2 اعتبارات التصميم الحرجة

1. تحديد التيار:مقاوم محدد للتيار خارجي إلزامي. تعني الخاصية الأسية V-I لـ LED أن تغييرًا صغيرًا في الجهد يسبب تغييرًا كبيرًا في التيار، مما يؤدي إلى الهروب الحراري والفشل. احسب قيمة المقاوم باستخدام R = (Vsupply - VF) / IF، حيث VF هو أقصى جهد أمامي متوقع من ورقة البيانات (مثل، 3.7 فولت).
2. الإدارة الحرارية:على الرغم من انخفاض الطاقة، يجب مراعاة تبديد الحرارة، خاصة في المساحات المغلقة أو درجات الحرارة المحيطة العالية. استخدم منحنى التخفيض. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) تحت وحول وسادات LED لتعمل كمشتت حراري.
3. التصميم البصري:زاوية الرؤية البالغة 100 درجة مناسبة للرؤية الواسعة. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء مطلوبة. ضع في اعتبارك رموز التقسيم إلى فئات لضمان اتساق اللون والسطوع في تصميمات LED المتعددة.
4. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB):اتبع تخطيط الوسادة الموصى به من رسم العبوة. تأكد من تطابق علامة الكاثود على البصمة مع اتجاه الجهاز.

10. المقارنة التقنية والتمييز

يتميز 19-21/BHC-AP1Q2/3T بشكل أساسي من خلال بصمته المضغوطة 2.0x1.25 مم، وهي أصغر من العديد من مصابيح LED SMD التقليدية مثل عبوات 0603 (1.6x0.8 مم) أو 0805 (2.0x1.25 مم) التي غالبًا ما تحتوي على مصابيح LED، مما يوفر توفيرًا محتملاً في المساحة. جهدها الأمامي النموذجي 3.3 فولت متوافق مع مصادر إمداد المنطق الشائعة 3.3 فولت. مقارنة بمصابيح LED غير المقسمة إلى فئات، توفر فئات الشدة والطول الموجي المحددة أداءً يمكن التنبؤ به، مما يقلل من عدم اليقين في التصميم. يعد الامتثال للمعايير البيئية الحديثة (RoHS، الخالي من الهالوجين) متطلبًا أساسيًا ولكنه يظل ميزة تمييز رئيسية في الأسواق المنظمة.

11. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما هو الغرض من رموز التقسيم إلى فئات (P1، Q2، A10، إلخ)؟
ج1: يضمن التقسيم إلى فئات الاتساق. تضمن فئات الشدة الضوئية (P1، Q2) سطوعًا أدنى. تضمن فئات الطول الموجي (A9-A12) نطاق لوني محدد. حدد دائمًا الفئات للتطبيقات التي تتطلب التجانس.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من دبوس متحكم دقيق 3.3 فولت؟
ج2: لا. الجهد الأمامي النموذجي هو 3.3 فولت، مما لا يترك هامش جهد لمقاوم محدد للتيار إذا تم توصيله مباشرة بسكة 3.3 فولت. سيؤدي هذا إلى تيار غير منضبط وتلف. يجب عليك استخدام دائرة مشغل أو جهد إمداد أعلى مع مقاوم على التوالي.

س3: كيف أحسب المقاوم التسلسلي الصحيح؟
ج3: استخدم قانون أوم: R = (Vs - Vf) / If. لمصدر إمداد 5 فولت (Vs)، باستخدام أقصى Vf وهو 3.7 فولت والهدف If وهو 20 مللي أمبير: R = (5 - 3.7) / 0.02 = 65 أوم. استخدم القيمة القياسية التالية (مثل، 68 أوم). احسب دائمًا تبديد الطاقة في المقاوم: P = (If^2)*R.

س4: لماذا إجراء التخزين والتجفيف مهم جدًا؟
ج4: يمكن أن تمتص عبوات SMD الرطوبة. أثناء لحام إعادة التدفق، يمكن أن تتحول هذه الرطوبة إلى بخار بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو \"انفجارًا\"، مما يؤدي إلى تشقق العبوة وتدمير LED. تزيل عملية التجفيف هذه الرطوبة الممتصة.

12. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة بـ 10 مصابيح LED زرقاء موحدة.

1. المواصفات:اختر 19-21/BHC-AP1Q2/3T لحجمه المضغوط ولونه الأزرق.
2. التقسيم إلى فئات:لضمان سطوع ولون موحدين، حدد فئة شدة واحدة (مثل Q1) وفئة طول موجي واحدة (مثل A10) في أمر الشراء.
3. تصميم الدائرة:باستخدام مصدر إمداد نظام 5 فولت. احسب المقاوم: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65Ω. استخدم مقاومات 68Ω 5٪. الطاقة لكل مقاوم: (0.02^2)*68 = 0.0272 واط، لذا فإن مقاوم 1/10 واط (0.1 واط) قياسي كافٍ.
4. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB):ضع مصابيح LED بوسادات 2.0x1.25 مم، مع التأكد من اتجاه الكاثود الصحيح. قم بتضمين صب نحاسي صغير متصل بوسادات الكاثود لنشر الحرارة قليلاً.
5. التجميع:اتبع ملف تعريف إعادة التدفق المحدد. حافظ على البكرة مغلقة حتى لحظة الاستخدام في الإنتاج.

13. مبدأ التشغيل

19-21/BHC-AP1Q2/3T هو ديود باعث للضوء أشباه الموصلات. جوهره هو شريحة مصنوعة من مواد نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد ركبة الدايود (حوالي 2.7 فولت)، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة لأشباه الموصلات. تندمج حاملات الشحن هذه، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يُحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الضوء الأزرق حول 468 نانومتر. يحمي مغلف الراتنج الشفاف الشريحة ويعمل كعدسة أولية، مشكلاً نمط ناتج الضوء الأولي.

14. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير مصابيح LED SMD مثل سلسلة 19-21 اتجاهات صناعية أوسع:التصغيريستمر، مما يتيح تجميعات إلكترونية أصغر وأكثر كثافة.زيادة الكفاءةهي محرك ثابت، مما ينتج عنه شدة ضوئية أعلى من نفس أحجام الشرائح أو أصغر.الموثوقية والقوة المحسنةأمران بالغا الأهمية، مما يؤدي إلى تحسين مواد المغلفات وتحمل درجات حرارة أعلى للحام الخالي من الرصاص.التقسيم الأكثر إحكامًا واتساق اللونمطلوب بشكل متزايد من قبل تطبيقات مثل الإضاءة الخلفية للشاشات. أخيرًا، يعد دمج الإلكترونيات التحكمية مباشرة مع شريحة LED (مثل، مصابيح LED مدفوعة بـ IC) اتجاهًا متزايدًا، على الرغم من أنه بالنسبة للأنواع البسيطة من المؤشرات مثل هذا، يظل النموذج المنفصل بدون مشغل هو المسيطر بسبب فعاليته من حيث التكلفة ومرونة التصميم.