ورقة بيانات LED SMD 24-21/BHC-AP1Q2/2A - أزرق - 2.0x1.25x0.8مم - 3.3 فولت - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED SMD مقاس 24-21 هو جهاز صغير الحجم مصمم للتثبيت السطحي، مخصص للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب التصغير والموثوقية العالية. هذا المصباح الأزرق، المبني على تقنية شريحة InGaN، يوفر توازنًا بين الأداء والحجم، مما يجعله مناسبًا لعمليات التجميع الآلي.

1.1 المزايا الأساسية والتوجه

الميزة الأساسية لهذا المكون هي تقليل بصمته بشكل كبير مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي. هذا يتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر، وكثافة تعبئة أعلى للمكونات، ويساهم في النهاية في تطوير معدات نهائية أكثر إحكاما للمستخدم. كما أن بنيته خفيفة الوزن تعزز من ملاءمته للتطبيقات المصغرة والمحمولة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا المصباح أسواق الإضاءة العامة والتشوير. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية: الإضاءة الخلفية لألواح العدادات، والمفاتيح، والرموز؛ ومؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وأجهزة الفاكس؛ والإضاءة العامة حيث يكون مطلوبًا مصدر ضوء أزرق مدمج.

2. الميزات الرئيسية والامتثال

• معبأ في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات لتوافقه مع معدات اللصق والتركيب الآلي.
• مصمم للاستخدام مع عمليات اللحام القياسية بالأشعة تحت الحمراء وإعادة التدفق بالبخار.
• نوع أحادي اللون (أزرق).
• مصنوع من مواد خالية من الرصاص.
• المنتج متوافق مع توجيه RoHS.
• يتم الحفاظ على الامتثال لأنظمة الاتحاد الأوروبي REACH.
• بناء خالٍ من الهالوجين: البروم (Br) <900 جزء في المليون، الكلور (Cl) <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون.

3. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

3.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود ويجب تجنبه لضمان أداء موثوق.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (I_F):20 مللي أمبير. التيار التشغيلي المستمر الموصى به.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):40 مللي أمبير. مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز).
• تبديد الطاقة (P_d):75 ملي واط. أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطة 25°م.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):150 فولت (نموذج جسم الإنسان). احتياطات التعامل المناسبة مع ESD ضرورية.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°م إلى +85°م. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°م إلى +90°م.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):إعادة التدفق: ذروة 260°م لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى. اللحام اليدوي: 350°م لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.

3.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند T_a= 25°م و I_F= 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. هذه هي معلمات الأداء الرئيسية في ظل ظروف الاختبار القياسية.

• شدة الإضاءة (I_v):45.0 إلى 112.0 ملي كانديلا. الناتج المحدد يتم تحديده بواسطة رمز التصنيف (P1, P2, Q1, Q2). ينطبق تسامح ±11%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):عادة 130 درجة. هذا يحدد الانتشار الزاوي حيث تكون الشدة على الأقل نصف القيمة القصوى.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):عادة 468 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):464.5 إلى 476.5 نانومتر. هذا يحدد اللون المدرك للضوء ويتم تصنيفه (A9-A12). ينطبق تسامح ±1 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):عادة 25 نانومتر. عرض طيف الانبعاث عند نصف أقصى شدة.
• الجهد الأمامي (V_F):2.7 فولت إلى 3.7 فولت، بقيمة نموذجية 3.3 فولت عند 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):50 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R= 5 فولت. الجهاز غير مصمم للتشغيل في انحياز عكسي.

4. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات تصنيف.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

تحدد مجموعات التصنيف الحد الأدنى والأقصى للناتج الضوئي عند I_F=20 مللي أمبير. P1: 45.0 - 57.0 ملي كانديلا P2: 57.0 - 72.0 ملي كانديلا Q1: 72.0 - 90.0 ملي كانديلا Q2: 90.0 - 112.0 ملي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

تحدد مجموعات التصنيف نطاق الطول الموجي السائد، والذي يرتبط بدرجة اللون الأزرق. A9: 464.5 - 467.5 نانومتر A10: 467.5 - 470.5 نانومتر A11: 470.5 - 473.5 نانومتر A12: 473.5 - 476.5 نانومتر

5. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة تم قياسها عند T_a=25°م. هذه ضرورية لفهم سلوك الجهاز في ظل ظروف غير قياسية.

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

يظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين التيار والجهد. الجهد الأمامي النموذجي هو 3.3 فولت عند 20 مللي أمبير. يجب على المصممين استخدام مقاومة محددة للتيار لمنع الانحراف الحراري، حيث أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار.

5.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

تزداد شدة الإضاءة مع التيار الأمامي، ولكن ليس بشكل خطي. التشغيل فوق 20 مللي أمبير الموصى بها قد ينتج ناتجًا أعلى ولكنه سيقلل الكفاءة وعمر الجهاز بسبب زيادة درجة حرارة الوصلة.

5.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

ينخفض ناتج ضوء LED مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. هذا المنحنى حاسم للتطبيقات التي تعمل في بيئات مرتفعة الحرارة، لأنه يسمح للمصممين بتخفيض الناتج المتوقع أو تنفيذ إدارة حرارية.

5.4 منحنى تخفيض التيار الأمامي

يحدد هذا الرسم البياني أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. لضمان الموثوقية، يجب تقليل تيار التشغيل عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة 25°م.

5.5 توزيع الطيف

طيف الانبعاث يتركز حول 468 نانومتر (أزرق) بعرض نطاق نموذجي 25 نانومتر. هذه المعلومات حيوية لتصميم النظام البصري والتطبيقات الحساسة للون.

5.6 نمط الإشعاع

يوضح الرسم البياني القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية البالغة 130 درجة. النمط عادة ما يكون لامبرتي أو شبه لامبرتي لهذا النوع من العبوة.

6. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

6.1 أبعاد العبوة

عبوة SMD مقاس 24-21 لها أبعاد اسمية 2.0 مم (الطول) × 1.25 مم (العرض) × 0.8 مم (الارتفاع). يحدد الرسم الميكانيكي التفصيلي جميع الأبعاد الحرجة، بما في ذلك حجم الوسادة (0.6 مم × 0.55 مم)، والتباعد (1.0 مم بين مراكز الوسائد)، وتسامحات المكون (عادة ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك).

6.2 تحديد القطبية

عادة ما يتم تمييز الكاثود، غالبًا بشق، أو نقطة خضراء، أو شكل وسادة مختلف على شريط النقل. يجب الرجوع إلى رسم العبوة في ورقة البيانات لمخطط التمييز المحدد.

7. إرشادات اللحام والتجميع

7.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يوصى بملف تعريف إعادة تدفق خالٍ 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، محتفظ بها لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى. - معدل التسخين: 6°م/ثانية كحد أقصى حتى 255°م. - معدل التبريد: 3°م/ثانية كحد أقصى. يجب ألا يتم لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين.

7.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا: - استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف أقل من 350°م. - حدد وقت التلامس إلى 3 ثوانٍ لكل طرف. - استخدم مكواة بقدرة أقل من 25 واط. - اترك حدًا أدنى 2 ثانية بين لحام كل طرف لتجنب الصدمة الحرارية.

7.3 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة المكونات في أكياس حاجزة مقاومة للرطوبة مع مجفف. - لا تفتح الكيس حتى تكون جاهزًا للاستخدام. - بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤30°م و ≤60% رطوبة نسبية. - "عمر الأرضية" بعد فتح الكيس هو 168 ساعة (7 أيام). - إذا تم تجاوز ذلك، أو إذا تغير لون مؤشر المجفف، يلزم عملية تجفيف عند 60±5°م لمدة 24 ساعة قبل إعادة التدفق.

8. معلومات التعبئة والطلب

8.1 مواصفات البكرة والشريط

يتم توريد مصابيح LED في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم، ملفوف على بكرة قياسية قطر 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم توفير أبعاد البكرة، والشريط الناقل، وشريط الغطاء التفصيلية في ورقة البيانات.

8.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على عدة رموز: - CPN: رقم منتج العميل. - P/N: رقم منتج الشركة المصنعة (مثل، 24-21/BHC-AP1Q2/2A). - QTY: كمية التعبئة. - CAT: رمز تصنيف شدة الإضاءة (مثل، Q2). - HUE: رمز تصنيف الطول الموجي السائد (مثل، A10). - REF: تصنيف الجهد الأمامي. - LOT No: رقم دفعة التصنيع القابل للتتبع.

9. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

9.1 تحديد التيار

مقاومة خارجية محددة للتيار إلزامية. يمكن حساب القيمة باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. استخدم أقصى V_Fمن ورقة البيانات (3.7 فولت) لتصميم أسوأ حالة لضمان ألا يتجاوز التيار 20 مللي أمبير حتى مع تسامحات المكون.

9.2 الإدارة الحرارية

على الرغم من أن العبوة صغيرة، إلا أن الاعتبارات الحرارية مهمة لطول العمر. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية على PCB تحت وحول وسائد LED لتعمل كمشتت حراري، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من أقصى تيار.

9.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 130 درجة إضاءة واسعة. للضوء المركز، يلزم وجود بصريات ثانوية (عدسات). الطيف مناسب للإضاءة الخلفية لمرشحات الألوان أو للاستخدام كمؤشر أزرق نقي.

10. المقارنة التقنية والتمييز

تقدم عبوة 24-21 بصمة أصغر من مصابيح LED التقليدية ذات الثقب المار مقاس 3 مم أو 5 مم، مما يتيح تصميمات بكثافة أعلى. مقارنة بمصابيح LED SMD الأخرى مثل 0402 أو 0603، فإن 24-21 (حوالي 0805 متري) تقدم عادة ناتج ضوئي أعلى وأداء حراري أفضل بسبب حجمها الأكبر، بينما تظل أصغر بكثير من عبوات LED عالية الطاقة. توافقها مع عمليات إعادة التدفق القياسية يميزها عن الأجهزة التي تتطلب معالجة خاصة.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

11.1 ما المقاومة التي يجب أن أستخدمها مع مصدر طاقة 5 فولت؟

باستخدام V_Fالنموذجي 3.3 فولت و I_F20 مللي أمبير: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 أوم. لتصميم قوي باستخدام أقصى V_F3.7 فولت: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 أوم. ستكون مقاومة قياسية 68 أو 75 أوم مناسبة. احسب دائمًا تصنيف الطاقة: P = I²R.

11.2 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح بدون مقاومة باستخدام مصدر تيار ثابت؟

نعم، محرك تيار ثابت مضبوط على 20 مللي أمبير هو طريقة ممتازة تلغي الاختلافات بسبب تسامح V_Fوتقلبات جهد الإمداد، مما يوفر سطوعًا أكثر اتساقًا وعمرًا أطول.

11.3 لماذا يتم إعطاء شدة الإضاءة كنطاق؟

بسبب الاختلافات الكامنة في تصنيع أشباه الموصلات، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED حسب الناتج. مجموعة التصنيف المحددة (P1, P2, Q1, Q2) على ملصق البكرة تخبرك بالحد الأدنى والأقصى المضمون للشدة لتلك الدفعة.

11.4 كيف أفسر مجموعات تصنيف الطول الموجي؟

مجموعة تصنيف الطول الموجي السائد (A9-A12) تضمن اتساق اللون. على سبيل المثال، مجموعة A10 (467.5-470.5 نانومتر) ستنتج درجة لون أزرق مختلفة قليلاً عن مجموعة A12 (473.5-476.5 نانومتر). لمظهر موحد في مصفوفة، حدد واستخدم مصابيح LED من نفس مجموعات تصنيف الطول الموجي والشدة.

12. مثال عملي لحالة الاستخدام

السيناريو:تصميم مؤشر حالة منخفض الطاقة لجهاز استهلاكي محمول.خيارات التصميم:تم اختيار مصباح LED مقاس 24-21 لحجمه الصغير وملاءمته للحام إعادة التدفق. تم اختيار اللون الأزرق لمؤشر "التشغيل". يعمل الجهاز على خط منظم 3.3 فولت.الحساب:استخدام V_Fالنموذجي 3.3 فولت عند 20 مللي أمبير سيتطلب انخفاض جهد قريب من الصفر، مما يجعل التحكم في التيار مستحيلاً. لذلك، يتم تشغيل المصباح عند تيار أقل، مثل 10 مللي أمبير، لرؤية كافية مع توفير الطاقة. باستخدام منحنى V_Fالنموذجي، V_Fعند 10 مللي أمبير هو حوالي 3.1 فولت. المقاومة R = (3.3V - 3.1V) / 0.01A = 20 أوم. تم اختيار مقاومة 22 أوم. تبديد الطاقة في المصباح هو P = V_F* I_F≈ 3.1V * 0.01A = 31 ملي واط، ضمن تصنيف 75 ملي واط بشكل جيد.

13. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا هو ثنائي باعث للضوء أشباه الموصلات. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المدمج في الوصلة، يتم حقق الإلكترونات والثقوب عبر وصلة p-n. في المنطقة النشطة، تتحد حاملات الشحن هذه، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. المادة المحددة المستخدمة (نيتريد الغاليوم الإنديوم - InGaN) تحدد طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، وهو في هذه الحالة في الطيف الأزرق. تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتوفير الاستقرار الميكانيكي، وتعمل كعدسة أولية تشكل ناتج الضوء.

14. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير مصابيح LED SMD مثل 24-21 اتجاهات صناعية أوسع نحو التصغير، وزيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وموثوقية أعلى. مكنت التطورات في جودة مادة InGaN من إنتاج مصابيح LED زرقاء أكثر سطوعًا واتساقًا. تستمر تكنولوجيا التعبئة في التطور لتحسين الإدارة الحرارية في أشكال أصغر، مما يسمح بتيارات تشغيل أعلى وناتج ضوئي أكبر من الأجهزة المدمجة. توحيد البصمات وملفات تعريف اللحام يسهل دمجها في عمليات التصنيع الآلي عالية الحجم.