ورقة بيانات LED SMD 19-213 أصفر لامع - أبعاد العبوة - جهد أمامي 1.75-2.35 فولت - شدة إضاءة 45-112 ميكروكنديلا - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T مصباح LED من نوع جهاز التثبيت السطحي (SMD) مصممًا للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب حلول إشارة أو إضاءة خلفية مدمجة وموثوقة وفعالة. يستخدم هذا المكون تقنية أشباه الموصلات من نوع AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) لإنتاج ضوء أصفر لامع. تكمن ميزته الأساسية في حجمه الصغير للغاية، مما يتيح تقليصًا كبيرًا في المساحة التي يشغلها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وكثافة أعلى لتعبئة المكونات، ويساهم في النهاية في تطوير معدات المستخدم النهائي الأصغر حجمًا والأخف وزنًا. تم تصنيع الجهاز بعدسة راتنجية شفافة تمامًا، مما يحسن استخراج الضوء وزاوية الرؤية.

1.1 الميزات الأساسية والامتثال

يتم تعبئة LED على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرة قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي عالية السرعة (pick-and-place). تم تصميمه للاستخدام مع عمليات اللحام القياسية بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري، مما يضمن تكاملاً سلسًا في خطوط التصنيع الحديثة. يُصنف المنتج على أنه من النوع أحادي اللون. يتم تصنيعه كمكون خالٍ من الرصاص (Pb-free) وهو متوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي RoHS (تقييد المواد الخطرة) وREACH (تسجيل وتقييم وترخيص وتقييد المواد الكيميائية). علاوة على ذلك، فهو يلبي متطلبات الخلو من الهالوجين، حيث يكون محتوى البروم (Br) والكلور (Cl) أقل من 900 جزء في المليون لكل منهما ومجموعهما الإجمالي أقل من 1500 جزء في المليون.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا LED مناسب تمامًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات حيث يكون توفير المساحة والإضاءة الموثوقة أمرًا بالغ الأهمية. تشمل حالات الاستخدام النموذجية: الإضاءة الخلفية لطبلون السيارات ومفاتيح التحكم، ومؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للأزرار في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وأجهزة الفاكس، ووحدات الإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات الكريستالية السائلة (LCD)، ووظائف المؤشرات العامة عبر الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود. يتم تحديد جميع القيم عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي في انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير.
• التيار الأمامي الذروي (IFP):60 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظل ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ملي واط. هذا هو الحد الأقصى المسموح به لفقدان الطاقة كحرارة.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج الجسم البشري (HBM):2000 فولت. يشير هذا التصنيف إلى حساسية الجهاز للكهرباء الساكنة؛ إجراءات التعامل مع ESD إلزامية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):-40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):للحام بإعادة التدفق، يتم تحديد درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. للحام اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350 درجة مئوية، مع تحديد وقت التلامس بـ 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعلمات أداء الجهاز في ظل ظروف التشغيل العادية، تُقاس عادةً عند Ta=25 درجة مئوية والتيار الأمامي (IF) 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 45.0 ميكروكنديلا إلى حد أقصى 112.0 ميكروكنديلا. تقع القيمة النموذجية ضمن هذا النطاق بناءً على رمز التصنيف المحدد.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة القصوى المقاسة عند 0 درجة (على المحور).
• الطول الموجي الذروي (λp):حوالي 591 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 585.5 نانومتر إلى 594.5 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الأحادي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون الضوء المنبعث.
• عرض النطاق الإشعاعي الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى عرض الطيف المنبعث عند نصف الشدة القصوى (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى - FWHM).
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.75 فولت إلى 2.35 فولت عند IF=20mA. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عندما يكون في حالة التوصيل.
• التيار العكسي (IR):بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت. تشير ورقة البيانات صراحةً إلى أن الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط.

ملاحظات هامة:تحدد ورقة البيانات التفاوتات التصنيعية: شدة الإضاءة ±11%، الطول الموجي السائد ±1 نانومتر، والجهد الأمامي ±0.1 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على معايير الأداء الرئيسية. يتيح ذلك للمصممين اختيار المكونات التي تلبي متطلبات التطبيق المحددة للسطوع واللون.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم التصنيف عند IF=20mA. يحدد رمز الفئة (مثل P1، Q2) نطاق شدة محدد.

• P1:45.0 – 57.0 ميكروكنديلا
• P2:57.0 – 72.0 ميكروكنديلا
• Q1:72.0 – 90.0 ميكروكنديلا
• Q2:90.0 – 112.0 ميكروكنديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التصنيف عند IF=20mA. هذا يحدد الدرجة الدقيقة للون الأصفر.

• D3:585.5 – 588.5 نانومتر
• D4:588.5 – 591.5 نانومتر
• D5:591.5 – 594.5 نانومتر

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم التصنيف عند IF=20mA. هذا أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة، خاصة عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوالي.

• 0:1.75 – 1.95 فولت
• 1:1.95 – 2.15 فولت
• 2:2.15 – 2.35 فولت

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية توضح سلوك الجهاز في ظل ظروف مختلفة. هذه أساسية لتصميم دائرة قوي.

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

يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين التيار المتدفق عبر LED والجهد عبره. إنه أساسي لاختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب. سيتغير المنحنى مع درجة الحرارة.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني كيف تزداد شدة الضوء مع زيادة التيار الأمامي. عادة ما تكون غير خطية، وقد يؤدي التشغيل بالقرب من التيار الأقصى إلى عوائد متناقصة في السطوع مع زيادة الحرارة وتقليل العمر الافتراضي.

4.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

ينخفض إخراج ضوء LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. يقوم هذا الرسم البياني بتحديد هذا التخفيض، ويوضح النسبة المئوية لشدة الإضاءة المحتفظ بها من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية. الإدارة الحرارية الفعالة هي مفتاح الحفاظ على سطوع ثابت.

4.4 منحنى تخفيض التيار الأمامي

لمنع ارتفاع درجة الحرارة، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يوفر هذا الرسم البياني إرشادات التخفيض فوق 25 درجة مئوية حتى درجة حرارة التشغيل القصوى.

4.5 نمط الإشعاع وتوزيع الطيف

يمثل مخطط نمط الإشعاع زاوية الرؤية البالغة 120 درجة بصريًا. يُظهر مخطط توزيع الطيف ذروة الانبعاث الضيقة المتمركزة حول 591 نانومتر، وهي سمة لتقنية AlGaInP، التي تنتج لونًا أصفر مشبعًا.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع LED بمساحة تثبيت سطحية مدمجة. تشمل الأبعاد الحرجة حجم الجسم، وتباعد الأطراف (الوسادات)، والارتفاع الكلي. جميع التفاوتات غير المحددة هي ±0.1 مم. يُشار إلى القطبية بواسطة علامة على العبوة أو تصميم وسادة محدد (عادة الكاثود). يجب على المصممين الرجوع إلى الرسم البعدي الدقيق لتصميم نمط اللحام على PCB.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في كيس حاجز مقاوم للرطوبة مع مجفف. يجب عدم فتح الكيس حتى تكون المكونات جاهزة للاستخدام. بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤30 درجة مئوية و≤60% رطوبة نسبية (RH) واستخدامها خلال 168 ساعة (7 أيام). إذا تم تجاوز وقت التخزين أو أشار المجفف إلى التشبع، فإنه يلزم معالجة بالخبز عند 60 ±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل اللحام لمنع تلف "الانفجار" أثناء إعادة التدفق.

6.2 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

يتم تحديد ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص (Pb-free):

• التسخين المسبق:150–200 درجة مئوية لمدة 60–120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (TAL):60–150 ثانية فوق 217 درجة مئوية.
• درجة الحرارة الذروية:بحد أقصى 260 درجة مئوية، يتم الاحتفاظ بها لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.
• معدل الصعود:بحد أقصى 6 درجات مئوية/الثانية.
• الوقت فوق 255 درجة مئوية:بحد أقصى 30 ثانية.
• معدل الهبوط:بحد أقصى 3 درجات مئوية/الثانية.

يجب ألا يتم إجراء اللحام بإعادة التدفق أكثر من مرتين. يجب ألا تنحني أو تتعرض PCB للإجهاد أثناء أو بعد اللحام.

6.3 اللحام اليدوي وإعادة العمل

إذا كان اللحام اليدوي لا مفر منه، فاستخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف ≤350 درجة مئوية وقوة ≤25 واط. يجب أن يكون وقت التلامس لكل طرف ≤3 ثوانٍ. اسمح بفترة تبريد لا تقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف. لا يُنصح بشدة بإعادة العمل. إذا كان ذلك ضروريًا تمامًا، فيجب استخدام مكواة لحام برأس مزدوج متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد وتجنب الإجهاد الميكانيكي على وصلات اللحام. يجب التحقق من تأثير ذلك على خصائص LED بعد إعادة العمل.

6.4 حماية الدائرة

مقاومة محددة للتيارإلزاميةعلى التوالي مع LED. يتمتع الجهد الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض مع تسخين LED. بدون مقاومة، يمكن أن يؤدي أي زيادة طفيفة في جهد التغذية أو انخفاض في VF إلى زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار الأمامي.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات البكرة والشريط

يتم توريد المكونات في شريط حامل بارز على بكرات قطرها 7 بوصات. الكمية القياسية المحملة هي 3000 قطعة لكل بكرة. يتم توفير أبعاد مفصلة للبكرة، وجيوب الشريط الحامل، والشريط الغطائي لتوافقها مع مغذيات المعدات الآلية.

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التعبئة عدة رموز:

• CPN:رقم منتج العميل.
• P/N:رقم منتج الشركة المصنعة (مثل 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T).
• QTY:كمية التعبئة.
• CAT:رتبة شدة الإضاءة (رمز الفئة).
• HUE:إحداثيات اللونية ورتبة الطول الموجي السائد (رمز الفئة).
• REF:رتبة الجهد الأمامي (رمز الفئة).
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تشغيل LED

قم دائمًا بتشغيل LED بتيار ثابت أو عبر مقاومة محددة للتيار من مصدر جهد. احسب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. استخدم أقصى VF من الفئة أو ورقة البيانات لضمان تيار كافٍ في جميع الظروف. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5 فولت، وتيار مرغوب 20 مللي أمبير، وأقصى VF 2.35 فولت: R = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 أوم. ستكون مقاومة قياسية 130 أوم أو 150 أوم مناسبة، مع التحقق من تصنيف الطاقة (P = I²R).

8.2 الإدارة الحرارية

على الرغم من أن العبوة صغيرة، إلا أن تبديد الطاقة (حتى 60 ملي واط) يمكن أن يسبب ارتفاعًا في درجة الحرارة. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على PCB (وسائد تخفيف حرارية) لتصريف الحرارة بعيدًا عن أطراف LED، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من التيار الأقصى. يساعد هذا في الحفاظ على شدة الإضاءة والموثوقية طويلة الأجل.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 120 درجة نمط انبعاث واسع ومنتشر مناسب للإضاءة المساحية والمؤشرات التي تُرى من زوايا مختلفة. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات). يوفر الراتنج الشفاف تمامًا تشبع لون جيد.

9. المقارنة الفنية والموضع

مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الثقب المار (through-hole)، يقدم نوع SMD هذا مزايا كبيرة في سرعة التجميع، وتوفير مساحة اللوحة، والموثوقية الميكانيكية من خلال التخلص من الأطراف. ضمن فئة LED SMD الأصفر، تقدم تقنية AlGaInP المستخدمة هنا عادةً كفاءة أعلى ونقاء لوني أفضل من التقنيات الأقدم مثل GaAsP لأطوال موجات اللون الأصفر. يسمح هيكل التصنيف المحدد بتحكم أشد في اللون والسطوع في عمليات الإنتاج مقارنة بالبدائل غير المصنفة أو المصنفة على نطاق واسع.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λp) هو الطول الموجي الفعلي الذي يصدر فيه LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية. الطول الموجي السائد (λd) هو مقياس إدراكي؛ إنه الطول الموجي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس لون إخراج LED للعين البشرية. بالنسبة لـ LED ذي الطيف الضيق مثل هذا، غالبًا ما يكونان متقاربين، لكن λd هو المعلمة الأكثر صلة بتحديد اللون.

10.2 لماذا تعتبر المقاومة المحددة للتيار ضرورية تمامًا؟

LED هو ثنائي ذو منحنى I-V شديد الانحدار في المنطقة الأمامية. كما ينخفض جهدها الأمامي مع زيادة درجة الحرارة. بدون مقاومة على التوالي، يمكن أن تؤدي أي تغيير طفيف في جهد التغذية أو درجة الحرارة إلى زيادة هاربة في التيار، تتجاوز بسرعة الحد الأقصى المطلق وتسبب فشلاً كارثيًا (احتراق). توفر المقاومة ردود فعل سلبية، مما يثبت نقطة التشغيل.

10.3 هل يمكنني استخدام هذا LED للتشغيل المستمر عند 25 مللي أمبير؟

نعم، 25 مللي أمبير هو التيار الأمامي المستمر المصنف (IF) عند 25 درجة مئوية. ومع ذلك، إذا كان من المتوقع أن تكون درجة الحرارة المحيطة أعلى، فيجب عليك الرجوع إلى منحنى تخفيض التيار الأمامي وتقليل تيار التشغيل وفقًا لذلك للبقاء ضمن حدود تبديد الطاقة وضمان الموثوقية طويلة الأجل.

10.4 كيف أفسر رقم الجزء 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T؟

على الرغم من أن التفصيل الدقيق قد يكون خاصًا بالشركة، إلا أنه عادةً ما يشفر السمات الرئيسية. "19-213" هو على الأرجح سلسلة المنتج الأساسية. غالبًا ما يتضمن اللاحقة رمز اللون (Y للأصفر)، وفئة الشدة (Q2)، وفئة الطول الموجي (المشار إليها على الأرجح)، وفئة الجهد (قد يرتبط 3T بالفئة '2' أو التعبئة). توفر رموز الملصق المحددة (CAT، HUE، REF) على البكرة معلومات الفئة النهائية لطلبك.