ورقة بيانات LED SMD 12-22/BHR6C-A01/2C - 1.2x2.2x1.1mm - أزرق (2.7-3.1V) وأحمر (1.7-2.2V) - 40-60mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

LED SMD 12-22 هو جهاز صغير للغاية، مثبت على السطح، مصمم لتطبيقات اللوحات المطبوعة عالية الكثافة. وهو متاح بتكوين متعدد الألوان، يجمع على وجه التحديد بين LED أزرق (رقاقة BH) وLED أحمر ساطع (رقاقة R6) داخل عبوة واحدة. هذا المكون أصغر بكثير من مصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، مما يتيح تقليصًا كبيرًا في حجم اللوحة، وزيادة كثافة التعبئة، وتقليل متطلبات التخزين، والمساهمة في النهاية في تطوير معدات نهائية أصغر للمستخدم. يجعل بناؤه الخفيف منه مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات المصغرة والمقيدة بالمساحة.

1.1 المزايا الأساسية

• التصغير:يسمح الحجم الصغير (1.2 مم × 2.2 مم) بوضع عالي الكثافة على اللوحات المطبوعة.
• التوافق:معبأ في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التركيب الآلي القياسية (التقاط والوضع).
• التصنيع القوي:متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري.
• الامتثال البيئي:المنتج خالي من الرصاص، ومتوافق مع معايير RoHS، وEU REACH، وخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.2 التطبيقات المستهدفة

• السيارات/الصناعة:الإضاءة الخلفية للوحات العدادات، وأجهزة القياس، والمفاتيح.
• الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:الإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات البلورية السائلة، وإضاءة المفاتيح، وإضاءة الرموز.
• الاستخدام العام:أي تطبيق يتطلب مصباح إشارة موثوقًا وصغير الحجم.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

توفر الأقسام التالية تفصيلًا دقيقًا للمواصفات الكهربائية والبصرية والحرارية للجهاز. يتم قياس جميع المعلمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك.

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الظروف.

المعلمة	الرمز	الكود	التصنيف	الوحدة
الجهد العكسي	VR	-	5	V
التيار الأمامي	IF	BH	10	مللي أمبير
		R6	25	مللي أمبير
التيار الأمامي الذروي (دورة عمل 1/10 @1 كيلو هرتز)	IFP	BH	40	مللي أمبير
		R6	50	مللي أمبير
تبديد الطاقة	Pd	BH	40	مللي واط
		R6	60	مللي واط
التفريغ الكهروستاتيكي (HBM)	ESD	BH	150	V
		R6	2000	V
درجة حرارة التشغيل	TT_opr	-	-40 ~ +85	°C
درجة حرارة التخزين	TT_stg	-	-40 ~ +90	°C
درجة حرارة اللحام	TT_sol	إعادة التدفق	260°C لمدة 10 ثوانٍ.	-
		يدوي	350°C لمدة 3 ثوانٍ.	-

ملاحظات رئيسية:تمتلك الرقاقة الحمراء (R6) قدرة أعلى على التعامل مع التيار والطاقة مقارنة بالرقاقة الزرقاء (BH). من الجدير بالذكر أن حساسية ESD تختلف بشكل كبير، حيث أن رقاقة BH (الزرقاء) شديدة الحساسية (150 فولت HBM)، مما يتطلب حماية صارمة من ESD أثناء التعامل، بينما رقاقة R6 (الحمراء) أكثر متانة (2000 فولت HBM).

2.2 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية تحت ظروف التشغيل العادية.

المعلمة	الرمز	الكود	Min.	Typ.	Max.	الوحدة	الشرط
شدة الإضاءة	Iv	BH	18.0	26.0	-----	ميللي كانديلا	IFI_F = 5 مللي أمبير
		R6	22.5	30.0	-----	ميللي كانديلا	IFI_F = 5 مللي أمبير
زاوية الرؤية (2θ_1/2)2θ_1/2)	-	-	-----	120	-----	درجة	-
الطول الموجي الذروي	λp	BH	-----	468	-----	نانومتر	-
		R6	-----	632	-----	نانومتر	-
الطول الموجي السائد	λd	BH	-----	470	-----	نانومتر	-
		R6	-----	624	-----	نانومتر	-
عرض النطاق الطيفي (Δλ)	-	BH	-----	25	-----	نانومتر	-
		R6	-----	20	-----	نانومتر	-
الجهد الأمامي	VF	BH	2.7	-----	3.1	V	-
		R6	1.7	-----	2.2	V	-
التيار العكسي	IR	BH	-----	-----	50	ميكرو أمبير	VRV_R = 5 فولت
		R6	-----	-----	10	ميكرو أمبير	VRV_R = 5 فولت

ملاحظات:

1. مقدار التسامح في شدة الإضاءة هو ±11%.
2. مقدار التسامح في الجهد الأمامي هو ±0.05 فولت.

التحليل:يعمل LED الأزرق (BH) عند جهد أمامي أعلى (2.7-3.1 فولت) نموذجي للرقائق القائمة على InGaN، بينما يمتلك LED الأحمر (R6) جهدًا أماميًا أقل (1.7-2.2 فولت) مميزًا لتقنية AlGaInP. يتم تحديد شدة الإضاءة عند تيار تشغيل منخفض يبلغ 5 مللي أمبير، مما يشير إلى كفاءة عالية. توفر زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة نمط إشعاع واسعًا مناسبًا لتطبيقات المؤشرات.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية لكل من رقائق BH (الأزرق) و R6 (الأحمر)، وهي حاسمة لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف متغيرة.

3.1 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

تُظهر المنحنيات أن ناتج الإضاءة يتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. تأثير التبريد الحراري هذا هو خاصية أساسية لأشباه الموصلات LED. يجب على المصممين مراعاة هذا التخفيض عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية لضمان إخراج ضوئي كافٍ.

3.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

توضح هذه الرسوم البيانية العلاقة شبه الخطية بين تيار التشغيل وإخراج الضوء. يؤدي زيادة التيار إلى عوائد متناقصة في السطوع مع توليد المزيد من الحرارة. التشغيل بالقرب من تصنيف التيار الأقصى المطلق غير فعال ويقلل من عمر الجهاز.

3.3 منحنى تخفيض التيار الأمامي

يحدد هذا الرسم البياني الحرج أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. مع ارتفاع درجة الحرارة، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار لمنع تجاوز حد تبديد طاقة الجهاز والتسبب في الانحراف الحراري.

3.4 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V)

يُظهر منحنى I-V العلاقة الأسية النموذجية للدايود. جهد "الركبة" هو الجهد الأمامي التقريبي (V_F). يرتبط ميل المنحنى في منطقة التوصيل بالمقاومة الديناميكية لـ LED._FF

3.5 مخطط الإشعاع

يصور الرسم القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية البالغة 120 درجة. النمط هو عادةً لامبرتي أو شبه لامبرتي لهذا النوع من عبوة LED.

3.6 توزيع الطيف

تُظهر الرسوم الطيفية ملفات الانبعاث:

• BH (الأزرق):الطول الموجي الذروي ~468 نانومتر، الطول الموجي السائد ~470 نانومتر، مع عرض نطاق طيفي (FWHM) ~25 نانومتر.
• R6 (الأحمر):الطول الموجي الذروي ~632 نانومتر، الطول الموجي السائد ~624 نانومتر، مع عرض نطاق طيفي أضيق ~20 نانومتر.

تحدد هذه الخصائص نقاء اللون الملحوظ لـ LED.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

يحتوي LED SMD 12-22 على عبوة مستطيلة مدمجة. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، تسامح ±0.1 مم ما لم يُحدد خلافًا):

• الطول الكلي: 2.2 مم
• العرض الكلي: 1.2 مم
• الارتفاع الكلي: 1.1 مم
• أبعاد وتباعد الأطراف (المحطات) وفقًا للرسم التفصيلي.

تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا بأبعاد يحدد جميع الأطوال والعروض والارتفاعات ومواضع الوسادات الحرجة اللازمة لتصميم بصمة اللوحة المطبوعة.

4.2 تحديد القطبية

يتميز المكون بعلامة قطبية، عادةً ما تكون شقًا أو نقطة على العبوة أو زاوية مقطوعة في جيب الشريط الحامل، للإشارة إلى الكاثود. الاتجاه الصحيح ضروري لتشغيل الدائرة.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. الجهاز حساس للرطوبة (MSL) ويتطلب ملفات تعريف لحام محددة.

5.1 التخزين والحساسية للرطوبة

• قبل الفتح:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية.
• بعد الفتح (عمر الأرضية):سنة واحدة عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب إعادة إغلاق الأجزاء غير المستخدمة في تغليف مقاوم للرطوبة مع مجفف.
• التجفيف:إذا أشار المجفف إلى امتصاص الرطوبة أو تجاوز وقت التخزين، قم بالتجفيف عند 60 ±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

5.2 ملف تعريف لحام إعادة التدفق (خالي من الرصاص)

ملف التعريف الموصى به هو للحام الخالي من الرصاص (مثل SAC305):

• التسخين المسبق:منحدر تدريجي لتفعيل المادة المساعدة للصهر.
• منطقة النقع:لتسخين اللوحة والمكون بشكل متساوٍ.
• إعادة التدفق:درجة حرارة ذروية 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ.
• التبريد:تبريد مسيطر عليه لتقليل الإجهاد الحراري.

مهم:يجب ألا يتم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين. تجنب الإجهاد الميكانيكي على LED أثناء التسخين ولا تقم بثني اللوحة المطبوعة بعد اللحام.

5.3 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي لا مفر منه:

• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف <350°C.
• حدد وقت التلامس إلى ≤3 ثوانٍ لكل طرف.
• استخدم مكواة بقوة ≤25 واط.
• اترك ≥2 ثانية بين لحام كل طرف لتجنب السخونة الزائدة.
• يحمل اللحام اليدوي مخاطر أعلى للتلف.

5.4 الإصلاح وإعادة العمل

يُحذر بشدة من الإصلاح بعد اللحام. إذا كان ضروريًا للغاية:

• استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس مصممة خصيصًا لإزالة مكونات SMD لتطبيق حرارة متوازنة ومتزامنة على كلا الطرفين.
• تحقق دائمًا من أن عملية الإصلاح لا تؤدي إلى تدهور خصائص LED.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 التعبئة القياسية

يتم توريد مصابيح LED في تغليف مقاوم للرطوبة:

• الشريط الحامل:شريط بعرض 8 مم.
• البكرة:قطر 7 بوصات (178 مم).
• الكمية:2000 قطعة لكل بكرة.
• يتضمن التغليف مجففًا ويتم إغلاقه في كيس ألومنيوم مقاوم للرطوبة.

6.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على عدة رموز:

• CPN:رقم منتج العميل.
• P/N:رقم المنتج (مثال: 12-22/BHR6C-A01/2C).
• QTY:كمية التعبئة.
• CAT:رتبة شدة الإضاءة.
• HUE:إحداثيات اللونية ورتبة الطول الموجي السائد.
• REF:رتبة الجهد الأمامي.
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

7. اعتبارات تصميم التطبيق

7.1 تحديد التيار إلزامي

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار.مقاوم محدد للتيار خارجي (أو محرك تيار ثابت) مطلوب تمامًا لكل رقاقة (BH و R6).الجهد الأمامي (V_F) له تسامح ومعامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع ارتفاع درجة الحرارة). توصيل LED مباشرة بمصدر جهد، حتى لو كان قريبًا من V_F الاسمي، يمكن أن يتسبب في زيادة طفيفة في الجهد لدفع تيار كبير وغير مسيطر عليه، مما يؤدي إلى فشل فوري (احتراق). يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - V_F) / I_F._FF_FF_FF_FF_F.

F

7.2 إدارة الحرارة

• على الرغم من صغر حجم العبوة، فإن تبديد الطاقة (40 مللي واط لـ BH، 60 مللي واط لـ R6) يولد حرارة. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل:
• الالتزام بمنحنى تخفيض التيار الأمامي عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.
• تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على اللوحة المطبوعة (وسائد تخفيف حرارية) لتصريف الحرارة بعيدًا عن وصلات لحام LED.

تجنب وضع LED بالقرب من المكونات الأخرى المولدة للحرارة.

7.3 الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD)

• الرقاقة الزرقاء (BH) شديدة الحساسية لـ ESD (150 فولت HBM). نفذ إجراءات الحماية من ESD طوال عملية الإنتاج:
• استخدم محطات عمل موصولة بالأرض وأسوار معصم أثناء التعامل والتجميع.

فكر في إضافة ثنائيات قمع الجهد العابر (TVS) أو دوائر حماية أخرى على اللوحة المطبوعة إذا كان LED متصلاً بواجهات خارجية عرضة لأحداث ESD.

8. المقارنة التقنية والتحديد

• يقدم 12-22/BHR6C-A01/2C مزيجًا محددًا من الميزات:مقارنة بمصابيح LED SMD الأكبر (مثل 3528، 5050):
• يوفر بصمة أصغر بكثير للتصميمات فائقة الصغر ولكن مع ناتج ضوئي أقصى وقدرة معالجة طاقة أقل بشكل متناسب.مقارنة بمصابيح LED 12-22 أحادية اللون:
• يوفر التكوين متعدد الألوان (أزرق+أحمر) في عبوة واحدة مساحة على اللوحة مقارنة باستخدام مصباحين LED أحاديي اللون منفصلين، مما يبسط التجميع والمخزون.مقارنة بمصابيح LED ذات الأطراف الرصاصية:

يلغي الحاجة إلى الثقوب المارة، ويمكن التجميع الآلي، ويقلل من الحجم والوزن الإجمالي للمنتج.

ميزته الأساسية هي تمكين التصغير في تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية المقيدة بالمساحة والحساسة للتكلفة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQs)

9.1 هل يمكنني تشغيل الرقائق الزرقاء والحمراء في نفس الوقت من مصدر طاقة واحد؟_Fليس مباشرة في تكوين بسيط على التوالي أو التوازي بسبب اختلاف جهودهما الأمامية (V_F). تتطلب الرقاقة الزرقاء ~3 فولت، بينما تتطلب الرقاقة الحمراء ~2 فولت. إذا تم توصيلهما على التوازي بمصدر 3 فولت، ستتعرض الرقاقة الحمراء لتيار مفرط. إذا تم توصيلهما على التوالي، ستكون هناك حاجة لمصدر 5 فولت+، وسيكون مطابقة التيار ضعيفة. النهج الموصى به هو استخدام مقاومات تحديد تيار منفصلة لكل رقاقة، حتى لو كانتا تشتركان في خط جهد مشترك، أو تشغيلهما بشكل مستقل.

9.2 لماذا يختلف تصنيف ESD كثيرًا بين الرقائق الزرقاء والحمراء؟

هذا بسبب الاختلافات الأساسية في تقنية مواد أشباه الموصلات. يستخدم LED الأزرق بنية InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) تنمو على ركائز مثل الياقوت أو كربيد السيليكون، والتي يمكن أن تكون أكثر عرضة للتلف الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي على المستوى المجهري للوصلة. يستخدم LED الأحمر بنية AlGaInP (ألومنيوم جاليوم إنديوم فوسفيد)، وهي بطبيعتها أكثر متانة ضد ESD. وهذا يستلزم عناية إضافية عند التعامل مع المكون الأزرق.

9.3 ماذا يعني "A01/2C" في رقم الجزء؟

بينما لم يتم تفصيل الترميز الداخلي الكامل في هذا المقتطف، فإن اللواحق مثل هذه تشير عادةً إلى مجموعات محددة للمعايير الرئيسية مثل شدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد/اللونية (HUE)، والجهد الأمامي (REF). من المحتمل أن يحدد "A01" و "2C" مجموعات الأداء الدقيقة للرقائق الزرقاء والحمراء على التوالي، مما يضمن اتساق اللون والسطوع داخل دفعة إنتاج واحدة.

10. مثال تصميمي عملي

السيناريو:تصميم مؤشر حالة ثنائي اللون باستخدام 12-22/BHR6C-A01/2C. سيتم تشغيل LED من دبوس GPIO لوحدة تحكم دقيقة بجهد 5 فولت. الهدف هو تشغيل كل رقاقة عند حوالي 5 مللي أمبير.

حساب مقاومات تحديد التيار:

• للرقاقة الزرقاء (BH، V_F ≈ 2.9 فولت نموذجي):_FR_blue = (5V - 2.9V) / 0.005A = 420 Ω. استخدم مقاومًا قياسيًا 430 Ω. تبديد الطاقة في المقاوم: P = I²R = (0.005)² * 430 = 0.01075W (مقاوم 1/10W أو 1/8W كافٍ). R_blueblue²blue²blue
• للرقاقة الحمراء (R6، V_F ≈ 1.95 فولت نموذجي):_FR_red = (5V - 1.95V) / 0.005A = 610 Ω. استخدم مقاومًا قياسيًا 620 Ω. تبديد الطاقة: (0.005)² * 620 = 0.0155W. R_redred²red

الدائرة:قم بتوصيل الأنود لكل رقاقة LED إلى مصدر 5 فولت عبر المقاوم المحسوب الخاص بها. قم بتوصيل الكاثودات إلى دبابيس GPIO منفصلة لوحدة التحكم الدقيقة المكونة كمخرجات مفتوحة المصرف/منخفضة. لإضاءة LED الأزرق، اضبط دبوس GPIO المقابل له على منخفض. لإضاءة الأحمر، اضبط دبوسه على منخفض. تأكد من أن دبوس وحدة التحكم الدقيقة يمكنه استيعاب تيار 5 مللي أمبير.

11. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات ذات وصلة p-n. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المدمج في الوصلة، تندمج الإلكترونات من المنطقة من النوع n مع الفجوات من المنطقة من النوع p داخل الطبقة النشطة. تطلق عملية الاندماج هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمواد أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة. يستخدم LED الأزرق (BH) مركب InGaN، الذي له فجوة نطاق أكبر، مما يبعث فوتونات ذات طاقة أعلى في الطيف الأزرق. يستخدم LED الأحمر (R6) مركب AlGaInP، الذي له فجوة نطاق أصغر، مما يبعث فوتونات ذات طاقة أقل في الطيف الأحمر. يشكل عدسة راتنج الإيبوكسي إخراج الضوء ويوفر الحماية الميكانيكية والبيئية.

مصطلحات مواصفات LED

شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED