ورقة بيانات LED SMD 15-21/B6C-ZQ1R1N/2T - أزرق - 2.0x1.25x0.8 مم - 3.7 فولت كحد أقصى - 40 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LED 15-21/B6C-ZQ1R1N/2T مصباحًا أزرقًا صغيرًا 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 ذروة نموذجي يبلغ 468 نانومتر. تجعل بصمته الصغيرة وبنائه خفيف الوزن خيارًا مثاليًا للتصميمات المقيدة بالمساحة.

1.1 المزايا الأساسية

الميزة الأساسية لهذا LED هي حجمه المُصغر بشكل كبير مقارنة بمكونات النوع التقليدي ذو الإطار الرصاصي. هذا يُتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر، وكثافة تعبئة أعلى، ومتطلبات مساحة تخزين أقل، وفي النهاية، تطوير معدات نهائية أكثر إحكاما للمستخدم. تعزز توافقية مع عمليات التركيب واللحام الآلي القياسية من ملاءمته للإنتاج بكميات كبيرة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا LED مجموعة واسعة من التطبيقات الاستهلاكية والصناعية والاتصالات. تشمل حالات الاستخدام النموذجية: الإضاءة الخلفية لألواح العدادات والمفاتيح والرموز؛ وظائف المؤشر والإضاءة الخلفية في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وأجهزة الفاكس؛ الإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات البلورية السائلة (LCD)؛ وتطبيقات المؤشرات العامة.

2. المواصفات الفنية والتفسير المتعمق

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية للجهاز.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تُحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يُقصد بها التشغيل العادي.

• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في حالة الانحياز العكسي في انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (IF):20 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر مباشر.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):40 مللي أمبير. ينطبق هذا التصنيف في ظل ظروف النبض بدورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز.
• تبديد الطاقة (Pd):40 مللي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطة 25°مئوية. من الضروري تخفيض التصنيف عند درجات حرارة أعلى.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°مئوية إلى +85°مئوية. يتم ضمان عمل الجهاز ضمن نطاق درجة الحرارة المحيطة هذا.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40°مئوية إلى +90°مئوية.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):للحام بإعادة التدفق، يتم تحديد درجة حرارة ذروة تبلغ 260°مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. للحام اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350°مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير ودرجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°مئوية، مما يمثل ظروف التشغيل النموذجية.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 72.0 مللي شمعة إلى حد أقصى 140.0 مللي شمعة، مع تسامح نموذجي ±11%. يتم تحديد القيمة الفعلية بواسطة رمز التصنيف (Q1، Q2، R1).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):عادة 130 درجة. تجعل هذه الزاوية الواسعة LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة.
• طول موجة الذروة (λp):عادة 468 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 465.0 نانومتر إلى 475.0 نانومتر، مع تسامح ±1 نانومتر. يتم ترميز التصنيف المحدد كـ X (465-470 نانومتر) أو Y (470-475 نانومتر).
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):عادة 25 نانومتر، مقاسة عند نصف شدة الذروة (FWHM).
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 2.70 فولت إلى 3.70 فولت عند 20 مللي أمبير، مع تسامح ±0.1 فولت. يتم ترميز التصنيف المحدد من 10 (2.7-2.9 فولت) إلى 14 (3.5-3.7 فولت).
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل في حالة الانحياز العكسي؛ هذه المعلمة مخصصة لاختبار تيار التسرب فقط.

2.3 الخصائص الحرارية

على الرغم من عدم إدراجها بشكل صريح في جدول منفصل، إلا أن إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية. يحدد تصنيف تبديد الطاقة البالغ 40 مللي واط ونطاق درجة حرارة التشغيل الحدود الحرارية. يجب على المصممين ضمان تخطيط كافي للوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وإذا لزم الأمر، استخدام ثقوب حرارية أو مشتتات حرارة للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود الآمنة، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من أقصى تيار.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز المنتج إلى تصنيفات بناءً على معايير الأداء الرئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED التي تلبي متطلبات التطبيق المحددة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى ثلاثة تصنيفات:

- Q1:72.0 - 90.0 مللي شمعة

- Q2:90.0 - 112.0 مللي شمعة

- R1:112.0 - 140.0 مللي شمعة

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم فرز اللون (الطول الموجي السائد) إلى تصنيفين:

- X:465.0 - 470.0 نانومتر

- Y:470.0 - 475.0 نانومتر

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم فرز الجهد الأمامي إلى خمسة تصنيفات للمساعدة في تصميم دائرة تنظيم التيار:

- 10:2.7 - 2.9 فولت

- 11:2.9 - 3.1 فولت

- 12:3.1 - 3.3 فولت

- 13:3.3 - 3.5 فولت

- 14:3.5 - 3.7 فولت

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات خصائص نموذجية توضح سلوك الجهاز في ظل ظروف مختلفة.

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

يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي والتيار. إنه أمر بالغ الأهمية لاختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب. يُظهر المنحنى عادةً أن زيادة صغيرة في الجهد تتجاوز نقطة التشغيل تؤدي إلى زيادة كبيرة في التيار، مما يسلط الضوء على ضرورة تنظيم التيار.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني كيف تزداد شدة الإضاءة مع زيادة التيار الأمامي. تكون خطية بشكل عام على مدى معين ولكنها ستشبع عند التيارات الأعلى بسبب التأثيرات الحرارية وتأثيرات الكفاءة. قد لا يؤدي التشغيل بالقرب من أقصى تيار مقنن إلى زيادات متناسبة في السطوع وسيقلل من عمر الجهاز.

4.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

يُظهر هذا المنحنى تخفيض تصنيف شدة الإضاءة مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. عادةً ما تنخفض شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة الحرارة. للحصول على أداء موثوق، يجب مراعاة إدارة الحرارة في تصميم التطبيق.

4.4 توزيع الطيف

يُظهر الرسم الطيفي ملف الانبعاث المتمركز حول طول موجة الذروة البالغ 468 نانومتر مع عرض نموذجي عند نصف شدة الذروة (FWHM) يبلغ 25 نانومتر. هذه المعلومات حيوية للتطبيقات الحساسة للون.

4.5 نمط الإشعاع

يُوضح مخطط الإشعاع التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية النموذجية البالغة 130 درجة. يكون النمط عادةً لامبرتي أو شبه لامبرتي لهذا النوع من العبوة.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع LED SMD 15-21 ببصمة صغيرة. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك) طول الجسم 2.0 مم، وعرض 1.25 مم، وارتفاع 0.8 مم. يحدد الرسم التفصيلي تباعد الوسادات والخطوط العريضة العامة لتصميم نمط أرضية لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

5.2 تحديد القطبية

يتم تمييز القطب السالب بوضوح على العبوة. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع تلف الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتوافق الجهاز مع عمليات إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري. يُوصى بملف تعريف لحام خالي من الرصاص:

- التسخين المسبق: 150-200°مئوية لمدة 60-120 ثانية.

- الوقت فوق نقطة الانصهار (217°مئوية): 60-150 ثانية.

- درجة حرارة الذروة: 260°مئوية كحد أقصى، يتم الاحتفاظ بها لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ.

- أقصى معدل تسخين: 6°مئوية/ثانية، أقصى معدل تبريد: 3°مئوية/ثانية.

يجب ألا يتم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فاستخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف أقل من 350°مئوية. يجب ألا تتجاوز مدة التلامس لكل طرف 3 ثوانٍ، مع فاصل زمني لا يقل عن 2 ثانية بين لحام كل طرف. يجب أن تكون قوة مكواة اللحام 25 واط أو أقل لتجنب الصدمة الحرارية.

6.3 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس حاجزة مقاومة للرطوبة مع مجفف.

- لا تفتح الكيس حتى تصبح جاهزًا للاستخدام.

- بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤30°مئوية و ≤60% رطوبة نسبية.

- "عمر الأرضية" بعد فتح الكيس هو 168 ساعة (7 أيام).

- إذا تم تجاوز عمر الأرضية أو أشار المجفف إلى دخول الرطوبة، يلزم إجراء تجفيف عند 60±5°مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم توفير أبعاد البكرة والشريط الناقل التفصيلية لإعداد المغذي الآلي.

7.2 معلومات الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة للتتبع والتعريف: رقم منتج العميل (CPN)، ورقم المنتج (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورموز التصنيف المحددة لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF)، جنبًا إلى جنب مع رقم الدفعة.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تحديد التيار

هام:يجب دائمًا استخدام مقاوم محدد للتيار خارجي على التوالي مع LED. يتمتع الجهد الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب وتسامح إنتاجي. يمكن أن يتسبب الاتصال المباشر بمصدر جهد، حتى لو كان أعلى قليلاً من الجهد الأمامي النموذجي (VF)، في حدوث طفرة تيار كبيرة غير مسيطر عليها تؤدي إلى فشل فوري.

8.2 تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

تأكد من تطابق نمط أرضية لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) مع البصمة الموصى بها. وفر مساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة، خاصة عند التشغيل بتيارات عالية أو في درجات حرارة محيطة عالية. تجنب الإجهاد الميكانيكي على جسم LED أثناء اللحام وبعده.

8.3 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

يتمتع الجهاز بتصنيف حساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) يبلغ 150 فولت (نموذج جسم الإنسان). يجب اتباع احتياطات التعامل القياسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أثناء التجميع والتعامل.

9. معلومات الامتثال والبيئة

المنتج متوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية:

- RoHS:المنتج خالي من الرصاص ويتوافق مع توجيه تقييد المواد الخطرة.

- REACH:متوافق مع لائحة الاتحاد الأوروبي الخاصة بتسجيل المواد الكيميائية وتقييمها وترخيصها وتقييدها.

- خالي من الهالوجين:متوافق مع متطلبات الخلو من الهالوجين (البروم <900 جزء في المليون، الكلور <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون).

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 لماذا فشل LED الخاص بي فورًا عند التشغيل؟

السبب الأكثر شيوعًا هو عدم وجود مقاوم محدد للتيار على التوالي. تعتبر مصابيح LED أجهزة تعمل بالتيار. يؤدي توصيلها مباشرة بمصدر جهد إلى تدفق تيار مفرط. استخدم دائمًا مقاومًا محسوبًا بناءً على جهد الإمداد، والجهد الأمامي لـ LED (استخدم قيمة التصنيف القصوى للسلامة)، والتيار التشغيلي المطلوب.

10.2 هل يمكنني استخدام هذا LED في الهواء الطلق؟

نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40°مئوية إلى +85°مئوية، وهو ما يغطي العديد من الظروف الخارجية. ومع ذلك، فإن القيد الأساسي للاستخدام في الهواء الطلق غالبًا ما يكون مقاومة العبوة للرطوبة والأشعة فوق البنفسجية، وهو غير محدد لهذا المكون التجاري القياسي. للبيئات القاسية، فكر في أجهزة مصنفة خصيصًا للاستخدام الخارجي أو في السيارات.

10.3 كيف أفسر رموز التصنيف على الملصق؟

تتوافق رموز التصنيف (مثل ZQ1R1N) مع الفرز المحدد للأداء. يشير "Q1" إلى تصنيف شدة الإضاءة (72-90 مللي شمعة)، و"R1" هو جزء من رمز المنتج الداخلي، وقد يرتبط "N" بخصائص أخرى. تحدد حقول الملصق CAT و HUE و REF على التوالي تصنيفات شدة الإضاءة، والطول الموجي السائد، والجهد الأمامي.

10.4 هل يُسمح بالإصلاح/إعادة العمل بعد اللحام؟

لا يُوصى بالإصلاح. إذا كان ضروريًا للغاية، فاستخدم مكواة لحام برأسين لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد لتجنب الإجهاد الميكانيكي على وصلات اللحام أو جسم LED. تحقق دائمًا من عدم تدهور خصائص LED بعد أي إعادة عمل.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

11.1 تصميم لوحة مؤشر الحالة

فكر في لوحة تحكم تتطلب مؤشرات حالة زرقاء متعددة. باستخدام LED 15-21، يمكن للمصممين تحقيق تخطيطات عالية الكثافة. لنظام 5 فولت، يتم حساب قيمة المقاوم على التوالي. باستخدام أقصى جهد أمامي (VF) من التصنيف 14 (3.7 فولت) وتيار مستهدف 15 مللي أمبير (أقل من الحد الأقصى 20 مللي أمبير لعمر أطول)، تكون قيمة المقاوم R = (5 فولت - 3.7 فولت) / 0.015 أمبير ≈ 87 أوم. سيكون المقاوم القياسي 91 أوم أو 100 أوم مناسبًا. تضمن زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة الرؤية من زوايا مختلفة. يجب اتباع إجراءات الحساسية للرطوبة أثناء التجميع إذا لم يتم لحام لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) فورًا بعد فتح الكيس.

12. مقدمة المبدأ التقني

يعتمد هذا LED على شريحة أشباه موصلات من نتريد الإنديوم جاليوم (InGaN). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد طول موجة الضوء المنبعث - في هذه الحالة، اللون الأزرق. يتم تغليف الشريحة في عدسة راتنجية شفافة تحمي القطعة، وتوفر الاستقرار الميكانيكي، وتشكل حزمة إخراج الضوء.

13. اتجاهات وسياق الصناعة

تمثل عبوة 15-21 عامل شكل ناضج في سوق LED SMD. تقود اتجاهات الصناعة الحالية نحو عبوات أصغر حجمًا (مثل الأحجام المترية 0402، 0201) للتكبير الفائق، وكفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين اتساق اللون (فرز أكثر إحكامًا). هناك أيضًا تركيز قوي على تعزيز الموثوقية في ظل ظروف درجة حرارة ورطوبة أعلى للتطبيقات السياراتية والصناعية. يناسب هذا الجهاز جيدًا التطبيقات التي تتطلب مصدر ضوء أزرق مثبتًا وفعالاً من حيث التكلفة ومتاحًا بسهولة، متوازنًا بين الحجم والأداء وسهولة التصنيع.