مواصفات ثنائي باعث للضوء SMD 12-22/G6R8C-A30/2C - 2.0x1.25x1.1 مم - 2.0 فولت - 60 ميغاواط - أصفر/أحمر براق - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

ثنائي باعث للضوء SMD 12-22 هو جهاز صغير الحجم، مُصمم للتركيب السطحي، مخصص للتطبيقات التي تتطلب إضاءة مؤشر موثوقة وإضاءة خلفية ضمن مساحة صغيرة جدًا. يحتوي هذا النوع متعدد الألوان على مادتين شبه موصلتين متميزتين: G6 لإصدار الضوء الأصفر البراق و R8 لإصدار الضوء الأحمر البراق، وكلاهما مُغلف بغطاء راتنجي شفاف تمامًا. تكمن الميزة الأساسية لهذا المنتج في حجمه المُصغر بشكل كبير مقارنةً بمصابيح LED التقليدية ذات الأطراف المعدنية، مما يتيح كثافة أعلى في تركيب المكونات على اللوحة، ويقلل من متطلبات التخزين، ويساهم في النهاية في تصغير حجم المعدات النهائية. البناء خفيف الوزن يجعلها مثالية أيضًا للتطبيقات المحدودة المساحة والتطبيقات المحمولة.

2. الميزات الرئيسية والامتثال

يتم توريد مكون LED هذا على شريط بعرض 8 مم مُثبت على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يضمن التوافق مع معدات التجميع الآلي القياسية (التقاط والوضع). تم تصميمه للاستخدام مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري. يتم تصنيع المنتج خاليًا من الرصاص وهو متوافق مع اللوائح البيئية والسلامة الرئيسية، بما في ذلك توجيه الاتحاد الأوروبي RoHS، ولوائح REACH الأوروبية، ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

3. الحدود القصوى المطلقة

يجب عدم تجاوز الحدود التشغيلية للجهاز لضمان الموثوقية ومنع التلف الدائم. يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التيار الأمامي (I_F):25 مللي أمبير (مستمر لكلا النوعين G6 و R8)
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):60 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز لكلا النوعين G6 و R8)
• تبديد الطاقة (P_d):60 ميغاواط (لكلا النوعين G6 و R8)
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +90°C
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان:2000 فولت (لكلا النوعين G6 و R8)
• درجة حرارة اللحام:إعادة التدفق: 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ؛ اللحام اليدوي: 350°C كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ.

4. الخصائص الكهروضوئية

تحدد المعلمات التالية خرج الضوء والأداء الكهربائي تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، I_F=20mA ما لم يُذكر خلاف ذلك).

4.1 شدة الإضاءة والخصائص الزاوية

شدة الإضاءة (I_v) لكل من مصابيح LED G6 (الأصفر) و R8 (الأحمر) لها نطاق نموذجي. الحد الأدنى هو 28.5 مللي كانديلا، والحد الأقصى هو 72.0 مللي كانديلا. ينطبق تسامح ±11% على شدة الإضاءة. يتميز الجهاز بزاوية مشاهدة واسعة (2θ_1/2) تبلغ 120 درجة، مما يوفر إضاءة واسعة ومتساوية مناسبة لتطبيقات المؤشرات.

4.2 الخصائص الطيفية

• G6 (الأصفر البراق):الطول الموجي الذروي (λ_p): 575 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي السائد (λ_d): 573 نانومتر (نموذجي). عرض النطاق الطيفي (Δλ): 20 نانومتر (نموذجي).
• R8 (الأحمر البراق):الطول الموجي الذروي (λ_p): 650 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي السائد (λ_d): 639 نانومتر (نموذجي). عرض النطاق الطيفي (Δλ): 20 نانومتر (نموذجي).

4.3 الخصائص الكهربائية

• الجهد الأمامي (V_F):لكلا النوعين G6 و R8، يقيس الجهد الأمامي عادةً 2.0 فولت، مع نطاق من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=20mA.
• التيار العكسي (I_R):التيار العكسي الأقصى هو 10 ميكرو أمبير لكلا النوعين عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.

5. نظام التقسيم إلى فئات لشدة الإضاءة

يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير لتوفير اتساق في تصميم التطبيق. التقسيم إلى فئات متطابق لكلا النوعين G6 و R8.

• رمز الفئة N:نطاق شدة الإضاءة من 28.5 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 45.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى).
• رمز الفئة P:نطاق شدة الإضاءة من 45.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 72.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى).

ينطبق تسامح ±11% داخل كل فئة.

6. منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات مجموعات منفصلة من منحنيات الخصائص لمصابيح LED G6 و R8. تمثل هذه الرسوم البيانية بصريًا العلاقة بين المعلمات الرئيسية، مما يساعد في تصميم الدائرة والتنبؤ بالأداء. بينما لا يتم تفصيل المنحنيات المحددة في النص، فإنها تتضمن عادةً رسومًا بيانية للعلاقة بين شدة الإضاءة النسبية والتيار الأمامي، والجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي، وشدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة. يتيح تحليل هذه المنحنيات للمصممين فهم كيفية تغير خرج الضوء وانخفاض الجهد في LED مع تيار التشغيل، وكيف تتأثر كفاءته بدرجة الحرارة، وهو أمر بالغ الأهمية للإدارة الحرارية وضمان سطوع ثابت على نطاق تشغيل الجهاز.

7. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

7.1 أبعاد العبوة

يتميز ثنائي باعث للضوء SMD 12-22 بمساحة تركيب صغيرة. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، مع تسامح عام ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك) طول العبوة 2.0 مم، وعرض 1.25 مم، وارتفاع 1.1 مم. يحدد الرسم التفصيلي ذو الأبعاد تخطيط المساند، وعلامة الكاثود/الأنود، وهندسة العدسة، وهي أمور بالغة الأهمية لتصميم نمط اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة وضمان اللحام والمحاذاة الصحيحة.

7.2 تحديد القطبية

يتميز المكون بمؤشر قطبية، عادة ما يكون شقًا أو زاوية مُعلَّمة على العبوة، للتمييز بين الكاثود. الاتجاه الصحيح أثناء التجميع ضروري لوظيفة الدائرة الصحيحة.

8. إرشادات اللحام والتجميع والتخزين

8.1 الحماية من التيار والتخزين

الحماية من التيار الزائد:مقاومة خارجية لتحديد التيار إلزامية. تعتبر مصابيح LED أجهزة تعمل بالتيار، وأن التغيير الطفيف في الجهد الأمامي يمكن أن يتسبب في تغيير كبير، وربما مدمر، في التيار. يجب حساب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد وخصائص الجهد الأمامي/التيار لـ LED.

ظروف التخزين:يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس حاجزة حساسة للرطوبة مع مجفف.

• قبل الفتح:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH).
• بعد الفتح:"عمر الأرضية" (الوقت الذي يمكن أن تتعرض فيه المكونات لهواء المصنع المحيط) هو 168 ساعة عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية.
• إعادة التجفيف:إذا أظهر مؤشر المجفف التشبع أو تم تجاوز عمر الأرضية، يلزم إعادة تجفيف عند 60°C ±5°C لمدة 24 ساعة قبل لحام إعادة التدفق.

8.2 معلمات عملية اللحام

لحام إعادة التدفق (ملف خالٍ من الرصاص):

• التسخين المسبق: 150-200°C لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق نقطة الانصهار (217°C): 60-150 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى: 260°C كحد أقصى، مع الاحتفاظ بها لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ.
• معدل التسخين: 6°C/ثانية كحد أقصى حتى 255°C.
• معدل التبريد: 3°C/ثانية كحد أقصى.

يُسمح بحد أقصى دورتين لإعادة التدفق. لا ينبغي تطبيق إجهاد على جسم LED أثناء التسخين، ولا ينبغي أن تتشوه لوحة الدوائر المطبوعة بعد اللحام.

8.3 اللحام اليدوي والإصلاح

يجب إجراء اللحام اليدوي بدرجة حرارة طرف المكواة أقل من 350°C، مع تطبيقها لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل طرف. يجب أن تكون قوة مكواة اللحام 25 واط أو أقل. يجب ترك فاصل زمني لا يقل عن 2 ثانية بين لحام كل طرف. لا يُنصح بشدة بالإصلاح بعد اللحام الأولي. إذا كان ذلك ضروريًا للغاية، يجب استخدام مكواة لحام مزدوجة الرأس متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد وتجنب الإجهاد الميكانيكي. يجب تقييم احتمالية التلف مسبقًا.

9. معلومات التعبئة والطلب

9.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات في عبوات مقاومة للرطوبة. يتم تحميلها في شريط ناقل به جيوب بمقاسات مناسبة لعبوة 12-22. الكمية القياسية المحملة هي 2000 قطعة لكل بكرة قطرها 7 بوصات. يتم توفير أبعاد مفصلة للبكرة والشريط الناقل لضمان التوافق مع مغذيات معدات التجميع الآلي.

9.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق التعبئة على عدة رموز:

• CPN: رقم منتج العميل
• P/N: رقم منتج الشركة المصنعة (مثال: 12-22/G6R8C-A30/2C)
• QTY: كمية التعبئة
• CAT: تصنيف شدة الإضاءة (رمز الفئة، مثال: N، P)
• HUE: إحداثيات اللونية وتصنيف الطول الموجي السائد
• REF: تصنيف الجهد الأمامي
• LOT No: رقم الدفعة القابل للتتبع

10. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

10.1 التطبيقات النموذجية

هذا LED مناسب تمامًا لمجموعة متنوعة من أدوار المؤشرات والإضاءة الخلفية منخفضة الطاقة:

• السيارات/الصناعة:الإضاءة الخلفية لأدوات لوحة القيادة، والمفاتيح، وألواح التحكم.
• الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:إضاءة خلفية مسطحة للشاشات البلورية السائلة الصغيرة، وإضاءة المفاتيح، وإضاءة الرموز.
• الاستخدام العام:أي تطبيق يتطلب مؤشرًا مضغوطًا وموثوقًا ومتعدد الألوان.

10.2 اعتبارات التصميم الحرجة

الإدارة الحرارية:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (60 ميغاواط كحد أقصى)، إلا أن الحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود أمر حيوي للموثوقية طويلة المدى واستقرار خرج الضوء. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على لوحة الدوائر المطبوعة أو ثقوب حرارية إذا كان التشغيل عند درجات حرارة محيطة عالية أو تيارات عالية.

دائرة القيادة:استخدم دائمًا محرك تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة متسلسلة. يمكن تقريب قيمة المقاومة (R) كـ R = (V_supply- V_F) / I_F. استخدم أقصى قيمة V_Fمن ورقة البيانات لتصميم متحفظ لضمان عدم تجاوز التيار للتصنيف الأقصى.

الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي:بينما يتمتع الجهاز بتصنيف ESD HBM بقيمة 2000 فولت، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع والتعامل لمنع التلف الكامن.

11. قيود التطبيق وملاحظة الموثوقية

هذا المنتج مخصص للتطبيقات التجارية والصناعية العامة. لم يتم تصميمه أو تأهيله خصيصًا للتطبيقات عالية الموثوقية حيث يمكن أن يؤدي الفشل إلى عواقب خطيرة على السلامة أو الأمن. تشمل هذه التطبيقات، على سبيل المثال لا الحصر، الأنظمة العسكرية/الجوية، وأنظمة السلامة الحرجة في السيارات (مثل الوسائد الهوائية، والفرامل)، والمعدات الطبية الداعمة للحياة. لهذه التطبيقات، يلزم منتجات ذات مواصفات ومستويات تأهيل وبيانات موثوقية مختلفة. تنطبق ضمانات الأداء والجودة المقدمة في ورقة البيانات هذه على المكون كجزء فردي تحت الظروف المحددة. استخدام المنتج خارج هذه المواصفات يبطل مثل هذه الضمانات وقد يؤدي إلى فشل مبكر.

12. نظرة تقنية متعمقة: تقنية شريحة AlGaInP

تستخدم مصابيح LED G6 و R8 مادة أشباه الموصلات فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). هذا المركب شبه الموصل فعال بشكل خاص لإنتاج ضوء عالي السطوع في مناطق الكهرماني والأصفر والبرتقالي والأحمر من الطيف المرئي. غالبًا ما يشير تعيين "براق" إلى تركيبة وهيكل طبقي محدد يعززان الفعالية الضوئية ونقاء اللون مقارنة بتقنيات AlGaInP القياسية أو تقنيات GaAsP القديمة. تسمح العبوة الراتنجية الشفافة تمامًا، على عكس الراتنج المنتشر أو الملوّن، بانبعاث اللون المشبع الأصلي للشريحة مباشرة، مما يؤدي إلى لونية عالية وذروة طيفية محددة جيدًا. هذا يجعل هذه المصابيح ممتازة لمؤشرات الحالة المشفرة بالألوان حيث يكون التعرف على اللون المميز أمرًا مهمًا.

13. المقارنة مع تقنيات LED البديلة

مقارنةً بعبوات LED SMD الأخرى، يوفر تنسيق 12-22 توازنًا بين الحجم وسهولة التعامل/التصنيع. إنه أكبر من العبوات فائقة الصغر مثل 0402 ولكنه يوفر هدفًا أكثر متانة لللحام والتفتيش. زاوية المشاهدة البالغة 120 درجة نموذجية لعدسة القبة القياسية لـ LED، مما يوفر حلًا وسطًا جيدًا بين الشعاع المركز وإضاءة المنطقة الواسعة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب زوايا أوسع (140-160 درجة)، ستكون مصابيح LED ذات شكل عدسة مختلف أكثر ملاءمة. الجهد الأمامي البالغ ~2.0 فولت قياسي لمصابيح LED AlGaInP، وهو أعلى من مصابيح LED تحت الحمراء ولكنه أقل من مصابيح LED الزرقاء/البيضاء InGaN (عادةً ~3.0 فولت+). يجب مراعاة هذا الجهد عند التصميم للأجهزة التي تعمل بالبطارية.

14. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من خط منطقي بجهد 3.3 فولت أو 5 فولت؟
ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة متسلسلة لتحديد التيار. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5 فولت وجهد أمامي نموذجي V_Fبقيمة 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاومة R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. ستكون مقاومة 150Ω أو 160Ω مناسبة.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟
ج: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المُدرك لـ LED. بالنسبة لمصابيح LED ذات الطيف الضيق، مثل هذه، تكون القيمتان قريبتين جدًا.

س: لماذا تعتبر إجراءات التخزين والتجفيف مهمة جدًا؟
ج: يمكن أن تمتص العبوات SMD الرطوبة من الهواء. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يتسبب في انفصال داخلي أو "انفجار" يتسبب في تشقق العبوة أو كسر وصلات الأسلاك، مما يؤدي إلى فشل فوري أو كامن.

س: كيف أفسر رموز الفئات (N، P) في تصميمي؟
ج: إذا كان السطوع المتساقط عبر عدة مصابيح LED في مصفوفة أمرًا بالغ الأهمية، فحدد رمز فئة واحد (على سبيل المثال، جميع الفئة "P") عند الطلب. بالنسبة للتطبيقات الأقل أهمية، قد يكون خلط الفئات مقبولاً ولكنه قد يؤدي إلى اختلافات مرئية في السطوع.