ورقة بيانات LED SMD 19-213 أصفر براق - عبوة 2.0x1.25x0.8 مم - جهد 1.7-2.3 فولت - قدرة 60 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

إن 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T هو LED من نوع جهاز التثبيت السطحي (SMD) مصمم للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. وهو نوع أحادي اللون يشع ضوءًا أصفر براقًا، باستخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP مغلفة براتنج شفاف. الميزة الأساسية لهذا المكون هي حجمه الصغير، مما يتيح تخفيضات كبيرة في مساحة اللوحة المطبوعة (PCB)، ومساحة التخزين، وحجم المعدات الكلي مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي. ويجعله بناؤه خفيف الوزن مثاليًا للتطبيقات المصغرة والمحمولة.

1.1 الميزات الأساسية والامتثال

• مغلف بشريط 8 مم على بكرة قطرها 7 بوصات للتثبيت الآلي.
• متوافق مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري.
• مصنوع من مواد خالية من الرصاص.
• متوافق مع معايير RoHS، وREACH التابعة للاتحاد الأوروبي، والخالي 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، بما في ذلك:

• إضاءة لوحة القيادة والمفاتيح الخلفية في عناصر التحكم الصناعية والسيارات.
• مؤشرات الحالة وإضاءة لوحة المفاتيح الخلفية في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وأجهزة الفاكس.
• إضاءة خلفية مسطحة للوحات LCD، والمفاتيح، والرموز.
• تطبيقات المؤشرات العامة.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب الحفاظ على التشغيل ضمن هذه الحدود.

• الجهد العكسي (VR):5 فولت - تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير - أقصى تيار مستمر للتشغيل الموثوق.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):60 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @1 كيلوهرتز) - للتشغيل النبضي، مسموح بذروات قصيرة المدة.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميغاواط - أقصى قدرة يمكن للعبوة تبديدها، وتحسب كـ VF * IF.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) HBM:2000 فولت - تصنيف نموذج الجسم البشري، يشير إلى الحساسية للكهرباء الساكنة.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +85°C - نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الطبيعي.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +90°C.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):إعادة التدفق: 260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى؛ يدوي: 350°C لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند Ta=25°C و IF=20mA، وهذه هي معايير الأداء النموذجية.

• شدة الإضاءة (Iv):45.0 - 112.0 mcd (ملي كانديلا). الناتج الفعلي مصنف (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120° (نموذجي). توفر هذه الزاوية الواسعة رؤية جيدة خارج المحور.
• الطول الموجي الذروي (λp):591 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λd):585.5 - 591.5 نانومتر. هذا يحدد اللون الملحوظ (أصفر براق) وهو أيضًا مصنف.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). عرض الطيف المنبعث عند نصف شدة الذروة.
• الجهد الأمامي (VF):1.70 - 2.30 فولت. انخفاض الجهد عبر LED عند 20mA، وهو مصنف.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند VR=5V. الجهاز غير مصمم للتشغيل العكسي؛ هذه المعلمة لاختبار التسرب فقط.

ملاحظات مهمة:يتم تحديد التفاوتات بـ ±11% لشدة الإضاءة، ±1 نانومتر للطول الموجي السائد، و ±0.05 فولت للجهد الأمامي. ينطبق تصنيف الجهد العكسي فقط على حالة اختبار IR.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات. يتضمن رقم الجزء 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T رموز هذه الفئات.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

مصنف عند IF=20mA. يشير الرمز في رقم الجزء (مثل Q2) إلى نطاق الإخراج.

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Q2:90.0 - 112.0 mcd

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

مصنف عند IF=20mA. يحدد نقطة اللون.

• D3:585.5 - 588.5 نانومتر
• D4:588.5 - 591.5 نانومتر

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

مصنف عند IF=20mA. مهم لحساب المقاوم المحدد للتيار وتصميم مصدر الطاقة.

• 19:1.7 - 1.8 فولت
• 20:1.8 - 1.9 فولت
• 21:1.9 - 2.0 فولت
• 22:2.0 - 2.1 فولت
• 23:2.1 - 2.2 فولت
• 24:2.2 - 2.3 فولت

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية للتصميم.

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

يظهر هذا المنحنى غير الخطي العلاقة بين التيار والجهد. تؤدي زيادة صغيرة في الجهد بعد العتبة إلى زيادة كبيرة في التيار، مما يسلط الضوء على ضرورة وجود مقاوم محدد للتيار أو محرك تيار ثابت.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يزداد إخراج الضوء مع التيار ولكن قد لا يكون خطيًا تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. قد يؤدي التشغيل بالقرب من الحد الأقصى للتصنيف إلى عوائد متناقصة وزيادة الإجهاد الحراري.

4.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

تقل كفاءة LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. يُظهر هذا المنحنى عادة انخفاض الإخراج مع زيادة درجة الحرارة المحيطة من -40°C إلى +85°C. إدارة الحرارة المناسبة على اللوحة المطبوعة (PCB) أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سطوع ثابت.

4.4 منحنى تخفيض التيار الأمامي

يحدد هذا الرسم البياني أقصى تيار أمامي مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. مع ارتفاع درجة الحرارة، ينخفض أقصى تيار آمن لمنع تجاوز حد تبديد الطاقة والتسبب في الانفلات الحراري.

4.5 نمط الإشعاع

رسم قطبي يظهر التوزيع الزاوي لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية 120° بنمط إشعاع لامبرتي أو جانبي نموذجي.

4.6 توزيع الطيف

رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي (حوالي 550-700 نانومتر)، يظهر ذروة حول 591 نانومتر (أصفر) بعرض نطاق نموذجي 15 نانومتر، مميز لمادة AlGaInP.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يحتوي LED على عبوة SMD مدمجة. الأبعاد الرئيسية (تفاوت ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك) هي:

• الطول: 2.0 مم
• العرض: 1.25 مم
• الارتفاع: 0.8 مم
• يتم توفير أبعاد وتباعد الوسادات لتصميم نمط الأرضية على اللوحة المطبوعة (PCB).

5.2 تحديد القطبية

عادة ما يتم تمييز الكاثود، غالبًا بشق، أو نقطة خضراء، أو حجم وسادة مختلف على الجانب السفلي من العبوة. الاتجاه الصحيح بالغ الأهمية لتشغيل الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق (خالي من الرصاص)

عملية حاسمة للتجميع الموثوق.

• التسخين المسبق:150-200°C لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (217°C):60-150 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى:260°C كحد أقصى، محتفظ بها لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى.
• معدل التسخين:6°C/ثانية كحد أقصى.
• الوقت فوق 255°C:30 ثانية كحد أقصى.
• معدل التبريد:3°C/ثانية كحد أقصى.

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

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان الإصلاح اليدوي ضروريًا:

• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف < 350°C.
• طبق الحرارة على كل طرف لمدة < 3 ثوانٍ.
• استخدم مكواة بقدرة تصنيفية < 25 واط.
• اترك > 2 ثانية بين لحام كل طرف لمنع السخونة الزائدة.
• مارس الحذر الشديد حيث أن التلف يكون أكثر احتمالاً أثناء اللحام اليدوي.

6.3 التخزين وحساسية الرطوبة

المكونات مغلفة في كيس مقاوم للرطوبة.

• لا تفتح الكيس المضاد للرطوبة حتى تصبح جاهزًا للاستخدام.
• بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية.
• "عمر الأرضية" بعد الفتح هو 168 ساعة (7 أيام).
• إذا تم تجاوز عمر الأرضية أو تغير لون مؤشر المجفف، فإن التجفيف مطلوب: 60 ±5°C لمدة 24 ساعة قبل إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات البكرة والشريط

• عرض الشريط الحامل: 8 مم.
• قطر البكرة: 7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة: 3000 قطعة.
• يتم توفير أبعاد البكرة، والشريط الحامل، والجيب بتفاوت ±0.1 مم.

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التعبئة:

• CPN: رقم منتج العميل
• P/N: رقم المنتج (مثل 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T)
• QTY: كمية التعبئة
• CAT: رتبة شدة الإضاءة (مثل Q2)
• HUE: رتبة اللونية/الطول الموجي السائد (مثل C، متعلق بـ D3/D4)
• REF: رتبة الجهد الأمامي (مثل 1Q2L، متعلق بفئة الجهد)
• LOT No: رقم الدفعة للتتبع

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تحديد التيار إلزامي

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. يجب استخدام مقاوم محدد للتيار أو محرك تيار ثابت خارجي على التوالي. يعني منحنى I-V الحاد أن تغييرًا صغيرًا في الجهد يسبب تغييرًا كبيرًا في التيار، مما يمكن أن يدمر LED على الفور ("يحترق"). يتم حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF، حيث VF هو الجهد الأمامي من الفئة المناسبة.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من انخفاض القدرة (60 ميغاواط كحد أقصى)، فإن أداء وعمر LED يعتمدان على درجة الحرارة. تأكد من أن اللوحة المطبوعة (PCB) توفر تخفيفًا حراريًا كافيًا، خاصة إذا تم استخدام عدة مصابيح LED أو إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة. راجع منحنى التخفيض.

8.3 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مع تصنيف ESD HBM بقيمة 2000 فولت، يتمتع هذا الجهاز بحساسية معتدلة. تعامل معه بإجراءات آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي (أساور المعصم، محطات العمل المؤرضة، رغوة موصلة) أثناء التجميع والإصلاح.

9. المقارنة الفنية والتمييز

يقدم LED 19-213، القائم على تقنية AlGaInP، مزايا مميزة للانبعاث الأصفر:

• مقارنة بمصابيح LED الصفراء التقليدية (مثل GaAsP):يوفر AlGaInP كفاءة إضاءة أعلى وتشبع لوني أفضل (أصفر أكثر براقة ونقاءً)، مما يؤدي إلى إخراج أكثر سطوعًا عند نفس التيار.
• مقارنة بمصابيح LED البيضاء/الصفراء المحولة بالفوسفور:كمشع لأشباه الموصلات مباشرة، لا يحتوي على تدهور الفوسفور مع مرور الوقت، مما يوفر استقرار لوني طويل الأمد أفضل محتمل. كما أن له طيفًا أضيق، وهو مرغوب للتطبيقات المفلترة بلون محدد.
• مقارنة بمصابيح LED ذات الأطراف الرصاصية الأكبر:تمكن عبوة SMD من التجميع الآلي، وكثافة أعلى للوحة، وتقليل الحث الطفيلي، وهو مفيد لتطبيقات التبديل عالية السرعة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 كيف أختار المقاوم المحدد للتيار الصحيح؟

استخدم أقصى جهد أمامي (VF) من فئة الجهد المحددة في رمز طلبك (مثل الفئة 24: 2.3 فولت كحد أقصى) لتصميم متحفظ. لمصدر طاقة 5 فولت وهدف 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 أوم. استخدم القيمة القياسية التالية (مثل 150 أوم) واحسب التيار الناتج: I = (5V - 2.1V_typ) / 150 = ~19.3mA، وهو آمن.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم باستخدام مصدر جهد ثابت؟

No.هذا سيدمر LED بالتأكيد تقريبًا. الجهد الأمامي له تفاوت ويتغير مع درجة الحرارة. قد يقدم مصدر الجهد الثابت المضبوط على VF النموذجي (مثل 2.0 فولت) تيارًا زائدًا إذا كان VF الفعلي لـ LED أقل.

10.3 لماذا تعتبر عملية التخزين والتجفيف مهمة جدًا؟

يمكن لعبوات SMD امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية اللحام بإعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن لهذه الرطوبة المحبوسة أن تتبخر بسرعة، مسببة انفصالًا داخليًا أو "انفجارًا" يتسبب في تشقق العبوة. يمنع الكيس المقاوم للرطوبة وإجراءات التجفيف هذا النمط من الفشل.

10.4 ماذا يعني "Y2C" في رقم الجزء؟

هذا رمز خاص بالشركة المصنعة يضم معلومات التصنيف لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF)، مما يسمح بالاختيار الدقيق لخصائص الأداء.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

11.1 لوحة مؤشر الحالة منخفضة الطاقة

السيناريو:تصميم لوحة تحكم مدمجة مع 20 مؤشر حالة أصفر.

خيارات التصميم:

1. دائرة التشغيل:يتوفر خط طاقة واحد 5 فولت. تم اختيار استخدام مقاوم على التوالي لكل LED للبساطة والتكلفة. للفئة Q2 (90-112 mcd) وفئة الجهد 21 (1.9-2.0V)، تم اختيار مقاوم 150 أوم لكل LED، مما يوفر تيارًا ~20mA وإشارة ساطعة ومتسقة.
2. تخطيط اللوحة المطبوعة (PCB):يسمح الشكل 2.0x1.25 مم بتباعد ضيق. يساعد اتصال تخفيف حراري صغير بمستوى الأرضية في تبديد 40 ميغاواط المتواضعة لكل LED (2V * 20mA).
3. العملية:يتم طلب المكونات على شريط 8 مم للاختيار والتثبيت الآلي. يتم استخدام البكرة الكاملة خلال وردية واحدة بعد الفتح لتجنب مشاكل حساسية الرطوبة.
4. النتيجة:مجموعة مؤشرات موثوقة وعالية الكثافة بلون وسطوع موحدين، مُمكَّنةً بالحجم الصغير والتصنيف المتسق لـ LED 19-213.

12. مبدأ التشغيل

إن LED 19-213 هو جهاز فوتوني شبه موصل. يتم تصنيعه باستخدام طبقات AlGaInP (ألومنيوم جاليوم إنديوم فوسفيد) المتراكمة على ركيزة. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق للمادة (حوالي 1.7-2.3 فولت)، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر البراق (~591 نانومتر). يحمي التغليف بالراتنج الشفاف رقاقة أشباه الموصلات ويعمل كعدسة، مشكلاً نمط الإشعاع 120 درجة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

تمثل مصابيح LED ذات التثبيت السطحي مثل 19-213 المعيار للتجميع الإلكتروني الحديث بسبب توافقها مع التصنيع الآلي. تشمل الاتجاهات في هذا القطاع:

• زيادة الكفاءة:تهدف تحسينات علوم المواد المستمرة إلى إنتاج فعالية إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي) من AlGaInP وأشباه الموصلات المركبة الأخرى.
• التصغير:الاستمرار في تقليل حجم العبوة (مثل من 2.0 مم إلى 1.6 مم أو أصغر) لتمكين كثافة أعلى على اللوحات المطبوعة (PCB).
• تعزيز الموثوقية:تحسينات في مواد التغليف وتقنيات تثبيت الرقائق لتحمل درجات حرارة لحام أعلى وظروف بيئية أقسى.
• تصنيف أضيق:يسمح الفرز والاختبار المتقدمان بفئات أداء أضيق، مما يمنح المصممين تحكمًا أكثر دقة في اتساق اللون والسطوع في منتجاتهم.
• التكامل:اتجاه نحو مصابيح LED ذات مقاومات محددة للتيار مدمجة أو محركات IC داخل نفس العبوة، مما يبسط تصميم الدائرة.