ورقة بيانات LED SMD 19-213/S2C-AP1Q2B/3T - برتقالي لامع - 2.0x1.25x0.8مم - جهد أمامي 1.75-2.35 فولت - طاقة 60 مللي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

إن 19-213/S2C-AP1Q2B/3T هو LED من نوع جهاز مثبت على السطح (SMD) مصمم للتطبيقات عالية الكثافة والمصغرة. باستخدام تقنية شريحة AlGaInP، فإنه يصدر ضوءًا برتقاليًا لامعًا بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 611 نانومتر. تجعل بصمته الصغيرة وبنائه الخفيف منه خيارًا مثاليًا للتصميمات الإلكترونية الحديثة حيث تكون المساحة والوزن قيودًا حرجة.

1.1 المزايا الأساسية

تنبع المزايا الأساسية لهذا LED من عبوته من نوع SMD. فهي تتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر بكثير مقارنة بمكونات الإطار الرصاصي التقليدية. وهذا يؤدي إلى كثافة تعبئة أعلى للمكونات، وتقليل متطلبات التخزين لكل من المكونات والمنتجات المجمعة النهائية، ويساهم في النهاية في تصغير معدات المستخدم النهائي. كما أن المكون متوافق مع معايير السلامة والبيئة الرئيسية، بما في ذلك RoHS وREACH ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا LED مناسب لمجموعة متنوعة من وظائف المؤشر والإضاءة الخلفية. تشمل مجالات التطبيق النموذجية الإضاءة الخلفية للوحة القيادة والمفاتيح في ضوابط السيارات أو الصناعية. في مجال الاتصالات، يمكن أن يعمل كمؤشر أو إضاءة خلفية في أجهزة مثل الهواتف وآلات الفاكس. كما أنه قابل للتطبيق للإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات الكريستالية السائلة (LCD)، والمفاتيح، والرموز، إلى جانب الاستخدام العام كمؤشر.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعياً للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية لـ LED كما هو محدد في ورقة البيانات.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود. تشمل التصنيفات الرئيسية:

• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير.
• التيار الأمامي الذروي (IFP):60 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز).
• تبديد الطاقة (Pd):60 مللي واط. هذا هو الحد الأقصى المسموح به لفقدان الطاقة كحرارة.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40°C إلى +85°C (التشغيل)، -40°C إلى +90°C (التخزين).
• درجة حرارة اللحام:يتحمل لحام الريفو عند 260°C لمدة 10 ثوانٍ أو اللحام اليدوي عند 350°C لمدة 3 ثوانٍ.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):تصنيف نموذج جسم الإنسان (HBM) بقيمة 2000 فولت. الاحتياطات القياسية للتعامل مع ESD ضرورية.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية Ta=25°C و IF=20 مللي أمبير، وهي تحدد أداء LED.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 45.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 112.0 مللي كانديلا. يتم تحديد القيمة الفعلية من خلال عملية التصنيف.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):زاوية واسعة تبلغ 120 درجة، توفر إضاءة واسعة ومتساوية مناسبة لتطبيقات المؤشر.
• الطول الموجي الذروي (λp):عادة 611 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):محدد بين 600.5 نانومتر و 612.5 نانومتر، مما يحدد اللون البرتقالي المدرك.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):حوالي 17 نانومتر، نموذجي لـ LEDs من نوع AlGaInP.
• الجهد الأمامي (VF):بين 1.75 فولت و 2.35 فولت عند 20 مللي أمبير. هذا النطاق بالغ الأهمية لتصميم دائرة القيادة.
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5V. تشير ورقة البيانات صراحةً إلى أن الجهاز غير مصمم للعمل العكسي.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز LEDs إلى فئات. يستخدم 19-213 ثلاث معلمات تصنيف مستقلة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف LEDs إلى أربع فئات (P1، P2، Q1، Q2) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند IF=20mA. وهذا يسمح للمصممين باختيار درجة سطوع مناسبة لتطبيقهم، من مؤشر قياسي (P1: 45.0-57.0 مللي كانديلا) إلى احتياجات سطوع أعلى (Q2: 90.0-112.0 مللي كانديلا).

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التحكم في درجة اللون البرتقالي من خلال فئات الطول الموجي السائد من D8 إلى D11. تغطي كل فئة نطاق 3 نانومتر، من 600.5-603.5 نانومتر (D8) إلى 609.5-612.5 نانومتر (D11). وهذا يضمن مظهر لوني مضبوط بإحكام عبر دفعة إنتاج.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي إلى ثلاث فئات (0، 1، 2). وهذا يساعد في تصميم دوائر تحديد التيار بكفاءة، حيث أن معرفة نطاق VF (مثل الفئة 0: 1.75-1.95V، الفئة 2: 2.15-2.35V) يسمح بحساب المقاومة بدقة أكبر لتحقيق تيار القيادة المستهدف.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية لفهم سلوك LED تحت ظروف تشغيل مختلفة.

4.1 توزيع الطيف

يظهر منحنى الطيف ذروة واحدة سائدة تتمحور حول 611 نانومتر، وهي سمة مميزة لمادة AlGaInP. يؤكد عرض النطاق الضيق نسبيًا على نقاء إخراج اللون البرتقالي.

4.2 نمط الإشعاع

يوضح مخطط الإشعاع القطبي زاوية الرؤية البالغة 120 درجة. تكون الشدة موحدة تقريبًا عبر منطقة مركزية واسعة، وتتضاءل بسلاسة نحو الحواف، وهو أمر مثالي للمؤشرات ذات الزوايا الواسعة.

4.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يظهر هذا المنحنى علاقة دون خطية. بينما يزداد الإخراج مع التيار، تنخفض الكفاءة عادةً عند التيارات الأعلى بسبب زيادة توليد الحرارة. يضمن التشغيل عند أو أقل من 20 مللي أمبير الموصى بها أداءً مثاليًا وعمرًا أطول.

4.4 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

الإخراج الضوئي مرتبط عكسياً بدرجة حرارة الوصلة. يظهر المنحنى انخفاض الإخراج مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة فوق 25°C. هذا التخفيض الحراري هو اعتبار بالغ الأهمية للتطبيقات في البيئات عالية الحرارة.

4.5 منحنى تخفيض التيار الأمامي

يحدد هذا الرسم البياني أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. لمنع ارتفاع درجة الحرارة وضمان الموثوقية، يجب تقليل التيار الأمامي عند التشغيل في درجات حرارة محيطة مرتفعة.

4.6 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (منحنى IV)

يوضح منحنى IV الخاصية الأسية للدايود. يزداد الجهد الأمامي مع التيار. يتم تعريف نطاقات تصنيف VF على طول هذا المنحنى عند نقطة الاختبار 20 مللي أمبير.

5. المعلومات الميكانيكية وبيانات العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتميز LED ببصمة SMD مدمجة. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم جسم يبلغ طوله حوالي 2.0 مم، وعرض 1.25 مم، وارتفاع 0.8 مم (نموذجي لهذا النوع من العبوة، يجب أخذ القيم الدقيقة من رسم الأبعاد). تتضمن ورقة البيانات رسمًا مفصلاً بالأبعاد مع تسامح قياسي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تحديد القطبية

يتم عادةً تمييز الكاثود على الجهاز، غالبًا بشق، أو نقطة خضراء، أو شكل مختلف على جانب الكاثود من العدسة. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع التلف.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. توفر ورقة البيانات تعليمات محددة.

6.1 تحديد التيار

مقاومة خارجية لتحديد التيار إلزامية. تعني الخاصية الأسية IV للدايود أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار.

6.2 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة المكونات في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف.

• لا تفتح الكيس حتى تكون جاهزًا للاستخدام.
• بعد الفتح، استخدم خلال 168 ساعة (7 أيام) إذا تم التخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية.
• إذا لم يتم الاستخدام، أعد الإغلاق في عبوة مقاومة للرطوبة.
• إذا تم تجاوز حدود التعرض، يلزم عملية تجفيف عند 60±5°C لمدة 24 ساعة قبل لحام الريفو.

6.3 ملف تعريف لحام الريفو

تم تحديد ملف تعريف ريفو 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، محتفظ بها لمدة ≤10 ثوانٍ.
• أقصى معدل تسخين: 6°C/ثانية، أقصى معدل تبريد: 3°C/ثانية.
• يجب ألا يتم إجراء لحام الريفو أكثر من مرتين.

6.4 اللحام اليدوي وإعادة العمل

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فحدد درجة حرارة طرف المكواة إلى ≤350°C، وطبق الحرارة على كل طرف لمدة ≤3 ثوانٍ، واستخدم مكواة منخفضة الطاقة (<25 واط). لإعادة العمل، يوصى باستخدام مكواة لحام برأسين لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد وتجنب الإجهاد الميكانيكي. يجب التحقق مسبقًا من تأثير إعادة العمل على خصائص LED.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 التعبئة القياسية

يتم توريد LEDs في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة.

7.2 معلومات الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة للتتبع والتعريف:

• CPN: رقم جزء العميل.
• P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (19-213/S2C-AP1Q2B/3T).
• QTY: كمية التعبئة.
• CAT: رمز فئة شدة الإضاءة (مثل Q2).
• HUE: رمز فئة اللون/الطول الموجي السائد (مثل D10).
• REF: رمز فئة الجهد الأمامي (مثل 1).
• LOT No.: رقم دفعة التصنيع.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة

استخدم دائمًا مقاومة على التوالي لضبط التيار الأمامي. احسب قيمة المقاومة باستخدام الصيغة: R = (Vcc - VF) / IF، حيث يجب اختيار VF من القيمة القصوى في فئة الجهد المختارة لضمان ألا يتجاوز التيار الهدف التصميمي في أسوأ الظروف. ضع في اعتبارك منحنيات التخفيض للتشغيل في درجات الحرارة العالية.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من صغر حجمه، فإن LED يولد حرارة. تأكد من استخدام مساحة نحاسية كافية في PCB أو فتحات حرارية، خاصة عند التشغيل بتيارات أعلى أو في درجات حرارة محيطة عالية، لتصريف الحرارة بعيدًا عن وصلة LED والحفاظ على الأداء والعمر الافتراضي.

8.3 التكامل البصري

زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة تجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة. بالنسبة للموجهات الضوئية أو العدسات، يجب مراعاة نمط الإشعاع لضمان اقتران فعال ونمط إضاءة مطلوب.

9. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنة بعبوات LED التقليدية ذات الثقب المار، يقدم هذا النوع من SMD تقليصًا كبيرًا في الحجم والوزن، مما يتيح تصميمات مصغرة حديثة. داخل قطاع LED البرتقالي SMD، فإن عوامل التمييز الرئيسية له هي مزيجه المحدد من تقنية AlGaInP (لانبعاث برتقالي/أحمر فعال)، وهيكل التصنيف المحدد لاتساق اللون/السطوع، وامتثاله لمعايير الخلو من الهالوجين والمعايير البيئية الأخرى. توفر إرشادات التعامل والتخفيض المفصلة أيضًا للمصممين معلمات واضحة للتنفيذ الموثوق.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما قيمة المقاوم التي يجب استخدامها مع مصدر طاقة 5 فولت؟

باستخدام أسوأ حالة VF (الحد الأقصى للفئة المختارة، مثل 2.35V من الفئة 2) وهدف IF بقيمة 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ω. ستكون مقاومة قياسية بقيمة 130 Ω أو 150 Ω مناسبة، ولكن تحقق دائمًا من التيار الفعلي تحت ظروفك المحددة.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم محدد للتيار؟

لا. الخاصية IV للدايود أسية. توصيله مباشرة بمصدر جهد، حتى لو كان قريبًا من VF الاسمي، من المرجح أن يؤدي إلى تيار مفرط، وارتفاع سريع في درجة الحرارة، وفشل فوري.

10.3 لماذا يوجد حد زمني 7 أيام بعد فتح الكيس المقاوم للرطوبة؟

يمكن لعبوات SMD امتصاص الرطوبة من الغلاف الجوي. أثناء لحام الريفو، يمكن لهذه الرطوبة المحتبسة أن تتبخر بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو "انتفاشًا"، مما يؤدي إلى تشقق العبوة وتدمير الجهاز. عمر التعرض البالغ 168 ساعة هو الوقت الآمن لمستوى حساسية الرطوبة لهذا المكون.

10.4 كيف أفسر رقم الجزء 19-213/S2C-AP1Q2B/3T؟

بينما قد يختلف الترميز الداخلي للشركة، فإنه يشير عادةً إلى المنتج الأساسي (19-213)، ونوع العبوة (SMD)، وربما يتضمن رموزًا لشدة الإضاءة المحددة (Q2)، والطول الموجي السائد، وفئات الجهد الأمامي المختارة لهذا الطلب.

11. دراسة حالة التصميم

السيناريو:تصميم لوحة مؤشر حالة لوحدة تحكم صناعية تعمل في بيئة تصل إلى 60°C. اللون البرتقالي الموحد والسطوع المتساقط عبر مؤشرات متعددة أمر بالغ الأهمية.

التنفيذ:

1. اختيار المكون:حدد LEDs من دفعة إنتاج واحدة وفئات ضيقة (مثل Q1 للشدة، D10 للطول الموجي) لضمان الاتساق البصري.
2. تصميم الدائرة:باستخدام خط طاقة 3.3V، احسب المقاومة التسلسلية. بافتراض فئة الجهد الأمامي 1 (الحد الأقصى 2.15V) واستهداف 18 مللي أمبير (مخفض قليلاً بسبب الحرارة): R = (3.3V - 2.15V) / 0.018A ≈ 64 Ω. استخدم مقاومة بقيمة 62 Ω أو 68 Ω بتسامح 1%.
3. التصميم الحراري:ضع LED بعيدًا عن مصادر الحرارة الأخرى على PCB. استخدم مساحة نحاسية صغيرة متصلة بوسادة الكاثود (عادةً الوسادة الحرارية) لتبديد الحرارة، مع مراعاة درجة الحرارة المحيطة 60°C والرجوع إلى منحنى تخفيض التيار الأمامي.
4. التجميع:جدولة تجميع PCB بحيث يتم فتح بكرة LED واستخدامها خلال نافذة الـ 7 أيام. اتبع ملف تعريف الريفو المحدد بدقة.

يضمن هذا النهج تشغيلاً موثوقًا، ومظهرًا متسقًا، واستقرارًا طويل الأمد في البيئة المستهدفة.

12. مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقق الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، البرتقالي (~611 نانومتر). تقوم عبوة SMD بتغليف شريحة أشباه الموصلات الدقيقة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتدمج عدسة لتشكيل إخراج الضوء، وتوفر أطرافًا قابلة للحام للتوصيل الكهربائي.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر اتجاه مؤشرات وإضاءة خلفية LEDs نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة مدخل كهربائي)، وموثوقية متزايدة، وتصغير إضافي. هناك أيضًا دفعة قوية على مستوى الصناعة لتحقيق امتثال أوسع للوائح البيئية (أبعد من RoHS لتشمل مواد مثل PFAS) وتطوير عبوات أكثر متانة لتحمل عمليات لحام بدرجات حرارة أعلى. يسهل توحيد رموز التصنيف والوثائق الفنية التفصيلية، كما هو موضح في ورقة البيانات هذه، عملية التصميم وإدارة سلسلة التوريد للمصنعين.