ورقة بيانات LED SMD 19-213 الأحمر الداكن الشفاف - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED 19-213 هو مصباح LED صغير الحجم مصمم للتركيب السطحي، مخصص للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب تركيب مكونات بكثافة عالية. يستخدم تقنية أشباه الموصلات من نوع AlGaInP لإنتاج إشعاع باللون الأحمر الداكن. الميزة الأساسية لهذا المكون هي بصمته المصغرة، مما يتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر حجمًا، ويقلل من متطلبات التخزين، ويساهم في النهاية في تصغير حجم المعدات النهائية. كما أن بنيته خفيفة الوزن تجعله مثاليًا للتطبيقات المحمولة والمقيدة بالمساحة.

يتم تغليف المصباح على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرة قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي (pick-and-place). تم تصميمه ليكون موثوقًا ومتوافقًا مع المعايير البيئية، فهو خالي من الرصاص، متوافق مع RoHS، متوافق مع لوائح REACH الأوروبية، ويستوفي معايير المواد الخالية من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.1 المزايا الأساسية

• التصغير:أصغر بكثير من مصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، مما يتيح كثافة تعبئة أعلى.
• ملاءمة للأتمتة:يتم توريده بتغليف الشريط والبكرة للتجميع الآلي عالي السرعة.
• توافق مع عمليات التصنيع:مناسب لكل من عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري.
• الامتثال البيئي:يلتزم بالمعايير البيئية والسلامة العالمية الرئيسية (خالي من الرصاص، RoHS، REACH، خالي من الهالوجين).
• أداء موثوق:خصائص كهروبصرية مستقرة ضمن ظروف التشغيل المحددة.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المصباح متعدد الاستخدامات ويجد تطبيقًا في أدوار الإضاءة والإشارة المختلفة، بما في ذلك:

• الإضاءة الخلفية:لوحات العدادات، والمفاتيح، والرموز.
• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• شاشات LCD:وحدات إضاءة خلفية مسطحة.
• إشارة للأغراض العامة:أي تطبيق يتطلب مؤشرًا مضغوطًا، ساطعًا، باللون الأحمر الداكن.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو تجاوزها.

التفسير:يشير تقييم الجهد العكسي المنخفض (5 فولت) إلى أن هذا الجهاز غير مصمم للعمل بالتحيز العكسي ويتطلب حماية في الدوائر التي قد يتواجد فيها جهد عكسي. تقييم التيار الأمامي البالغ 25 مللي أمبير هو الحد المستمر للتيار المستمر. يسمح تقييم الذروة البالغ 60 مللي أمبير بنبضات قصيرة، وهو مفيد في تطبيقات العرض المتعدد. تقييم ESD البالغ 2000 فولت HBM هو معيار لمصابيح LED، مما يشير إلى الحاجة إلى احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

2.2 الخصائص الكهروبصرية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة التقاطع (Tj) تبلغ 25°م وتحت تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تحدد الأداء النموذجي للجهاز.

التفسير:للشدة الضوئية نطاق فرز واسع (45-112 ميللي كانديلا)، يتم التعامل معه في نظام الفرز. زاوية الرؤية البالغة 120 درجة واسعة جدًا، مما يوفر نمط إضاءة واسع ومنتشر مناسب للإضاءة الخلفية والإشارة العامة. يضع نطاق الطول الموجي السائد البالغ 625.5-637.5 نانومتر الانبعاث بشكل قاطع في الجزء الأحمر الداكن من الطيف. يشير عرض النطاق الطيفي النموذجي البالغ 20 نانومتر إلى انبعاث لوني نقي نسبيًا. الجهد الأمامي منخفض نسبيًا، وهو نموذجي لمصابيح LED من نوع AlGaInP، مما يساعد على تقليل استهلاك الطاقة.

2.3 الاعتبارات الحرارية

على الرغم من عدم تفصيلها بشكل صريح في معلمة مقاومة حرارية منفصلة، إلا أن إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية. الحد الأقصى المطلق لتبديد الطاقة هو 60 مللي واط. تجاوز هذا الحد، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية، سيقلل من الناتج الضوئي وعمر التشغيل. يوضح منحنى التخفيض (الموضح في ملف PDF) كيف ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25°م. يُوصى بتخطيط PCB مناسب مع تخفيف حراري كافٍ للتطبيقات التي تعمل بتيارات عالية أو في بيئات مرتفعة الحرارة.

3. شرح نظام الفرز

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED بناءً على معايير الأداء الرئيسية. يستخدم 19-213 نظام فرز ثلاثي الأبعاد للشدة الضوئية (Iv)، والطول الموجي السائد (λd)، والجهد الأمامي (VF).

3.1 فرز الشدة الضوئية

يشير رمز المنتج \"R7C-AP1Q2L/3T\" إلى مجموعة فرز محددة. عند تحليل هذا: من المحتمل أن يتوافق \"Q2\" مع فرز الشدة الضوئية (90-112 ميللي كانديلا).

3.2 فرز الطول الموجي السائد

في رمز المنتج، قد يشير \"R7C\" إلى فرز الطول الموجي. غالبًا ما يشير \"R\" إلى اللون الأحمر، وقد يحدد \"7C\" إحداثيات لونية فرعية أو فرز فرعي للطول الموجي ضمن النطاق E6-E8.

3.3 فرز الجهد الأمامي

قد يرتبط \"AP1\" في رمز المنتج بفرز الجهد الأمامي. هذا الفرز بالغ الأهمية للمصممين لضمان سطوع متسق عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوالي، حيث أن مصباح LED بفرز Vf أعلى سيسقط جهدًا أكبر، مما قد يقلل التيار والسطوع إذا لم يؤخذ في الاعتبار في دائرة تحديد التيار.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات خصائص نموذجية ضرورية لفهم سلوك الجهاز في ظل ظروف غير قياسية.

4.1 الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى أن الشدة الضوئية تزداد بشكل فائق الخطية مع التيار الأمامي عند التيارات المنخفضة، ثم تميل إلى التشبع عند التيارات الأعلى (عادةً فوق 20 مللي أمبير الموصى بها). يؤدي تشغيل LED فوق تياره المقنن إلى عوائد متناقصة في إخراج الضوء مع زيادة الحرارة بشكل كبير وتسريع التدهور.

4.2 الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

هذا منحنى حاسم للتصميم الحراري. يوضح أن الناتج الضوئي ينخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (وبالتالي درجة حرارة التقاطع). بالنسبة لمصابيح LED من نوع AlGaInP، يمكن أن ينخفض الناتج بنسبة 20-30٪ تقريبًا على نطاق درجة حرارة التشغيل من -40°م إلى +85°م. يجب أن تأخذ التصميمات المخصصة للبيئات عالية الحرارة هذا التخفيض في الاعتبار للحفاظ على سطوع كافٍ.

4.3 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يُظهر منحنى IV العلاقة الأسية النموذجية للدايود. الجهد الأمامي له معامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع زيادة درجة الحرارة). هذا مهم لمخططات القيادة بجهد ثابت، حيث أن LED الأكثر دفئًا سيسحب تيارًا أكبر، مما قد يؤدي إلى الهروب الحراري إذا لم يتم تحديد التيار بشكل صحيح.

4.4 توزيع الطيف ونمط الإشعاع

يؤكد مخطط الطيف الطول الموجي الذروي وعرض النطاق FWHM البالغ ~20 نانومتر. يؤكد مخطط نمط الإشعاع (الرسم القطبي) بصريًا زاوية الرؤية البالغة 120 درجة، ويظهر ملف تعريف انبعاث سلس وعريض مثالي للإضاءة المتساوية.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يحتوي LED على عبوة SMD مضغوطة جدًا. الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر) تقريبًا: الطول (L) = 2.0، العرض (W) = 1.25، الارتفاع (H) = 0.8. يتم تحديد الكاثود عادةً بواسطة علامة أو زاوية مشطوفة على العبوة. يجب أخذ الأبعاد الدقيقة وتخطيط الوسادة من رسم الأبعاد التفصيلي في ملف PDF لتصميم بصمة PCB. التسامحات عادةً ±0.1 مم.

5.2 تحديد القطبية

القطبية الصحيحة ضرورية. يشير رسم العبوة في ورقة البيانات إلى وسادات الأنود والكاثود. ستمنع التوصيل الخاطئ إضاءة LED وقد يؤدي تطبيق أقصى جهد عكسي 5 فولت إلى إتلاف الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

LED متوافق مع عمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص. ملف تعريف درجة الحرارة الموصى به أمر بالغ الأهمية للموثوقية:

• التسخين المسبق:150-200°م لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (TAL):60-150 ثانية فوق 217°م.
• درجة الحرارة القصوى:بحد أقصى 260°م، يتم الاحتفاظ بها لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.
• معدل الصعود:بحد أقصى 6°م/ثانية.
• معدل الهبوط:بحد أقصى 3°م/ثانية.

القاعدة الحرجة:يجب ألا يتم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين على نفس الجهاز لتجنب تلف الإجهاد الحراري للراتنج الإيبوكسي والروابط الداخلية.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان الإصلاح اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد:

• درجة حرارة طرف مكواة اللحام: < 350°م.
• وقت التلامس لكل طرف: < 3 ثوانٍ.
• قوة مكواة اللحام: < 25 واط.
• اترك فاصلًا زمنيًا لا يقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف للسماح بتشتت الحرارة.

تحذر ورقة البيانات صراحة من أن الضرر غالبًا ما يحدث أثناء اللحام اليدوي.

6.3 التخزين وحساسية الرطوبة

يتم تغليف مصابيح LED في كيس حاجز مقاوم للرطوبة مع مجفف لمنع امتصاص الرطوبة، مما قد يسبب \"انفجار الفشار\" (تشقق العبوة) أثناء إعادة التدفق.

1. لا تفتحالكيس حتى تصبح جاهزًا للاستخدام.
2. بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤ 30°م و ≤ 60٪ رطوبة نسبية.
3. \"عمر التخزين بعد الفتح\" هو 168 ساعة (7 أيام).
4. إذا تم تجاوز عمر التخزين أو أظهر مؤشر المجفف التشبع، فإنه يلزممعالجة بالخبزمطلوبة: 60 ±5°م لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات البكرة والشريط

التغليف القياسي هو 3000 قطعة لكل بكرة. عرض الشريط الحامل 8 مم، ملفوف على بكرة قياسية قطرها 7 بوصات (178 مم). يتم توفير أبعاد مفصلة للبكرة، وجيوب الشريط الحامل، والشريط الغطائي في ملف PDF لضمان التوافق مع مغذيات المعدات الآلية.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات رئيسية للتتبع والتحقق:

• CPN:رقم جزء العميل (إذا تم تعيينه).
• P/N:رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 19-213/R7C-AP1Q2L/3T).
• QTY:كمية القطع على البكرة.
• CAT:رتبة الشدة الضوئية (مثال: Q2).
• HUE:رتبة اللونية/الطول الموجي السائد (مثال: متعلق بـ R7C).
• REF:رتبة الجهد الأمامي (مثال: متعلق بـ AP1).
• LOT No:رقم دفعة التصنيع لتتبع الجودة.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تحديد التيار إلزامي

أول \"احتياطات الاستخدام\" في ورقة البيانات مؤكد:يجب استخدام مقاوم محدد للتيار خارجي (أو محرك تيار ثابت).تظهر مصابيح LED ارتفاعًا حادًا في التيار مع زيادة صغيرة في الجهد فوق جهدها الأمامي (Vf). التشغيل مباشرة من مصدر جهد بدون تحكم في التيار سيؤدي إلى تيار مفرط، وارتفاع درجة الحرارة الفوري، وفشل كارثي.

8.2 تخطيط لوحة الدوائر

تجنب الإجهاد الميكانيكي على LED أثناء اللحام وبعده. لا تثني أو تشوه PCB بالقرب من LED بعد التجميع، لأن ذلك يمكن أن يتسبب في تشقق وصلات اللحام أو عبوة LED نفسها. تأكد من تطابق بصمة PCB مع نمط الوسادة الموصى به لتحقيق حشوة لحام موثوقة.

8.3 إدارة الحرارة في المصفوفات

عند تصميم مصفوفات من هذه المصابيح للإضاءة الخلفية، ضع في اعتبارك إجمالي تبديد الطاقة. يمكن أن يساعد تباعد مصابيح LED بشكل مناسب وتوفير ثقوب حرارية (إذا كانت على لوحة متعددة الطبقات) في تبديد الحرارة ومنع النقاط الساخنة الموضعية التي تقلل السطوع والعمر الافتراضي.

9. المقارنة الفنية والتمييز

المميزات الأساسية لمصباح LED 19-213 في فئته هي مزيجه من حجم عبوة مضغوط جدًا، وزاوية رؤية واسعة 120 درجة مع راتنج شفاف (يوفر شدة عالية على المحور)، والامتثال الكامل للمعايير البيئية الحديثة. مقارنة بمصابيح LED القديمة ذات الراتنج المنتشر، يوفر العدسة الشفافة شدة ضوئية أعلى لنفس حجم الشريحة، وإن كان ذلك بحزمة أكثر توجيهًا يتم توسيعها بشكل فعال بزاوية 120 درجة. توفر تقنية AlGaInP كفاءة أعلى وتشبع لوني أفضل في الطيف الأحمر/البرتقالي مقارنة بالتقنيات القديمة مثل GaAsP.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم إذا كان مصدر الطاقة الخاص بي 2.0 فولت بالضبط؟

No.هذا خطير. الجهد الأمامي (Vf) له تسامح ومعامل درجة حرارة سالب. قد يكون مصدر 2.0 فولت أقل من Vf عند 25°م، ولكن مع ارتفاع درجة حرارة LED، ينخفض Vf. هذا يمكن أن يتسبب في ارتفاع التيار بشكل لا يمكن السيطرة عليه. استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت مضبوط على 20 مللي أمبير أو أقل.

10.2 لماذا إجراءات التخزين والخبز مهمة جدًا؟

يمكن أن تمتص عبوات SMD البلاستيكية الرطوبة من الهواء. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، تتحول هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة إلى بخار، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يؤدي إلى تقشير العبوة أو تشقق الإيبوكسي، مما يؤدي إلى فشل فوري أو كامن. تقوم عملية الخبز بطرد هذه الرطوبة الممتصة بأمان.

10.3 كيف أفسر رمز المنتج 19-213/R7C-AP1Q2L/3T؟

هذا هو رقم الجزء الكامل الذي يحدد مجموعات الأداء الدقيقة:

• 19-213:عائلة المنتج الأساسية والعبوة.
• R7C:على الأرجح يحدد مجموعة اللونية/الطول الموجي الأحمر الداكن.
• AP1:على الأرجح يحدد مجموعة الجهد الأمامي.
• Q2:يحدد مجموعة الشدة الضوئية (90-112 ميللي كانديلا).
• L/3T:قد يشير إلى سمات أخرى مثل نوع التغليف أو علامة خاصة.

استشر وثائق رمز الفرز الكاملة للشركة المصنعة للحصول على تعريفات دقيقة.

11. مثال على التصميم وحالة الاستخدام

11.1 الإضاءة الخلفية لمفتاح لوحة القيادة

السيناريو:تصميم إضاءة خلفية لمفتاح لوحة قيادة سيارة يتطلب توهجًا أحمر موحدًا خلف رمز.التنفيذ:استخدم 2-3 قطع من مصباح LED 19-213 موضوعة خلف دليل ضوئي أو موزع. تساعد زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة في إنشاء إضاءة متساوية بدون نقاط ساخنة. قم بتشغيلها على التوالي بمقاوم محدد للتيار واحد من مصدر طاقة السيارة 12 فولت (باستخدام منظم جهد مناسب إذا لزم الأمر). احسب قيمة المقاومة كـ R = (V_supply - (N * Vf_LED)) / I_desired. لـ 3 مصابيح LED على التوالي مع Vf نموذجي 2.0 فولت لكل منها، تعمل عند 15 مللي أمبير من خط 5 فولت منظم: R = (5V - 6V) / 0.015A = -66.7 أوم. يظهر هذا الحساب مشكلة: إجمالي Vf (6V) يتجاوز الإمداد (5V). لذلك، ستستخدم إما عددًا أقل من مصابيح LED على التوالي (مثال: 2 LED: R = (5V - 4V)/0.015A ≈ 67 أوم) أو توصيلها على التوازي (كل منها بمقاومته الخاصة) من مصدر جهد أعلى. يسلط هذا المثال الضوء على أهمية مراعاة الجهد الأمامي في تصميم الدائرة.

12. مبدأ التشغيل

يعتمد مصباح LED 19-213 على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة P-N، يتم حقن الإلكترونات من المادة من النوع N والثقوب من المادة من النوع P في المنطقة النشطة. عندما تتحد حاملات الشحن هذه، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر الداكن (~639 نانومتر ذروة). يحمي الراتنج الإيبوكسي الشفاف شريحة أشباه الموصلات، ويوفر الاستقرار الميكانيكي، ويعمل كعدسة لتشكيل إخراج الضوء إلى زاوية الرؤية المحددة البالغة 120 درجة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير مصابيح LED مثل 19-213 عدة اتجاهات رئيسية في الصناعة:التصغير:التقليل المستمر لحجم العبوة لتمكين إلكترونيات أكثر كثافة.كفاءة أعلى:تحسينات مستمرة في الكفاءة الكمومية الداخلية واستخراج الضوء من العبوة لتقديم المزيد من الضوء (ميللي كانديلا) لكل وحدة من المدخلات الكهربائية (مللي أمبير).الامتثال البيئي:التحول إلى اللحام الخالي من الرصاص والمواد الخالية من الهالوجين أصبح الآن متطلبًا أساسيًا مدفوعًا باللوائح العالمية مثل RoHS و REACH.الأتمتة والتوحيد القياسي:التغليف على الشريط والبكرة والالتزام ببصمات SMD القياسية (مثل هذا الحجم التقريبي 2.0x1.25 مم) أمران ضروريان للتصنيع الضخم الفعال من حيث التكلفة. قد تركز التكرارات المستقبلية على سطوع أعلى داخل نفس البصمة، أو أداء حراري محسن، أو نطاقات ألوان موسعة ومؤشرات تجسيد ألوان محسنة لتطبيقات العرض.