ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD 19-223/R6BHC-A05/2T - متعدد الألوان - أحمر وأزرق - 2.0V/3.3V - 60mW/75mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 19-223 ثنائي باعث للضوء صغير الحجم ومثبت على السطح، مُصمم للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. وهو من النوع متعدد الألوان، متوفر بلونين مُشعّين: أحمر لامع (باستخدام رقاقة R6 من نوع AlGaInP) وأزرق (باستخدام رقاقة BH من نوع InGaN)، وكلاهما مُغلف بعبوة راتنجية شفافة. يتيح شكله الصغير تقليل حجم اللوحة بشكل كبير، وزيادة كثافة التعبئة، والتصميم لمعدات نهائية أصغر حجمًا وأخف وزنًا، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات المصغرة.

1.1 الميزات الأساسية والامتثال

تشمل الميزات الرئيسية التعبئة على شريط بعرض 8 مم داخل بكرات قطرها 7 بوصات لتكون متوافقة مع معدات التركيب الآلي. المكون مناسب لكل من عمليات اللحام بإعادة الانسياب بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري. إنه منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية بما في ذلك RoHS، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، ومعايير الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا الـ LED متعدد الاستخدامات ويجد تطبيقًا في أدوار الإضاءة والتشوير المختلفة. تشمل التطبيقات الأساسية الإضاءة الخلفية للوحات القيادة والمفاتيح والرموز؛ والتشوير والإضاءة الخلفية في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وأجهزة الفاكس؛ والإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات الكريستالية السائلة؛ وتطبيقات الإضاءة العامة.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• الجهد العكسي (VR):5 فولت لكلا نوعي الرقاقة. تجاوز هذا يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (IF):R6 (الأحمر): 25 مللي أمبير (مستمر)، BH (الأزرق): 20 مللي أمبير (مستمر).
• تيار الذروة الأمامي (IFP):عند دورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز. R6: 50 مللي أمبير، BH: 40 مللي أمبير. هذا التصنيف مخصص للتشغيل النبضي، وليس للتيار المستمر المستمر.
• تبديد الطاقة (Pd):R6: 60 ملي واط، BH: 75 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة مسموح للعبوة تبديدها، وتحسب كـ IF * VF.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):R6: 2000 فولت، BH: 150 فولت. رقاقة الأزرق (BH) أكثر حساسية بشكل ملحوظ للتفريغ الكهروستاتيكي وتتطلب احتياطات تعامل أكثر صرامة.
• نطاق درجة الحرارة:التشغيل (Topr): من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. التخزين (Tstg): من -40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:إعادة الانسياب: ذروة 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. اللحام اليدوي: 350 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية التي تم قياسها عند Ta=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تحدد خرج الضوء والسلوك الكهربائي.

• شدة الإضاءة (Iv):R6: 72.0 - 180.0 مللي شمعة. BH: 36.0 - 72.0 مللي شمعة. هذا مقياس للسطوع المُدرك. النطاق الواسع يشير إلى الحاجة للتصنيف.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):130 درجة (نموذجي). هذا يُحدد الانتشار الزاوي حيث تكون الشدة على الأقل نصف قيمة الذروة.
• الطول الموجي الذروة (λp):R6: 632 نانومتر (نموذجي)، BH: 468 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λd):R6: 617.5 - 633.5 نانومتر، BH: 464.5 - 476.5 نانومتر. هذا يرتبط باللون المُدرك للضوء.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):R6: 20 نانومتر (نموذجي)، BH: 15 نانومتر (نموذجي). العرض الطيفي عند نصف أقصى شدة.
• الجهد الأمامي (VF):R6: 1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى). BH: 2.7 فولت (الحد الأدنى)، 3.3 فولت (النموذجي)، 3.7 فولت (الحد الأقصى). انخفاض الجهد عبر الـ LED عند التشغيل بالتيار المحدد.
• التيار العكسي (IR):تم القياس عند VR=5 فولت. R6: 10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى)، BH: 50 ميكرو أمبير (الحد الأقصى).

التحمُّلات:شدة الإضاءة: ±11%، الطول الموجي السائد: ±1 نانومتر، الجهد الأمامي: ±0.1 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز ثنائيات الإضاءة إلى فئات بناءً على المعلمات المقاسة.

3.1 تصنيف R6 (رقاقة الأحمر)

فئات شدة الإضاءة (IF=20mA):

• الفئة Q: 72.0 - 112.0 مللي شمعة
• الفئة R: 112.0 - 180.0 مللي شمعة

فئات الطول الموجي السائد (IF=20mA):

• الفئة E4: 617.5 - 621.5 نانومتر
• الفئة E5: 621.5 - 625.5 نانومتر
• الفئة E6: 625.5 - 629.5 نانومتر
• الفئة E7: 629.5 - 633.5 نانومتر

3.2 تصنيف BH (رقاقة الأزرق)

فئات شدة الإضاءة (IF=20mA):

• الفئة N2: 36.0 - 45.0 مللي شمعة
• الفئة P1: 45.0 - 57.0 مللي شمعة
• الفئة P2: 57.0 - 72.0 مللي شمعة

فئات الطول الموجي السائد (IF=20mA):

• الفئة A9: 464.5 - 467.5 نانومتر
• الفئة A10: 467.5 - 470.5 نانومتر
• الفئة A11: 470.5 - 473.5 نانومتر
• الفئة A12: 473.5 - 476.5 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية.

4.1 خصائص R6 (الأحمر)

تُظهر المنحنيات بشكل نموذجي:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة غير خطية تتشبع عند التيارات الأعلى.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح تأثير الإخماد الحراري، حيث ينخفض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح منحنى خاصية التيار-الجهد للثنائي.
• الجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح معامل درجة الحرارة السالب للجهد الأمامي.
• الطول الموجي الذروة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يشير إلى كيفية تحول اللون المنبعث (الطول الموجي) مع درجة الحرارة.

4.2 خصائص BH (الأزرق)

تشمل المنحنيات بشكل نموذجي:

• توزيع الطيف:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر ذروة الانبعاث حول 468 نانومتر.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:منحنى التيار-الجهد لرقاقة الأزرق.
• منحنى تخفيض التيار الأمامي:يحدد أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة للبقاء ضمن حدود تبديد الطاقة.
• مخطط الإشعاع:رسم قطبي يظهر التوزيع المكاني لشدة الضوء (نمط زاوية الرؤية).
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:منحنى الأداء الحراري.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:منحنى الكفاءة.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

5.1 أبعاد مخطط العبوة

ثنائي الإضاءة هذا هو جهاز مثبت على السطح. توفر ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد (منظر علوي وجانبي وسفلي) مع القياسات الحرجة. تشمل الأبعاد الرئيسية عادةً الطول والعرض والارتفاع الإجماليين، بالإضافة إلى مواقع وأبعاد وسادات اللحام. جميع التحملات هي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. وحدة القياس هي المليمتر (مم).

5.2 تحديد القطبية

يُحدد القطب السالب عادةً على الجهاز، غالبًا بشق، أو نقطة خضراء، أو وسادة بلون مختلف في أسفل العبوة. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع التلف.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف درجة حرارة اللحام بإعادة الانسياب

يُوصى بملف درجة حرارة إعادة الانسياب الخالي من الرصاص:

• التسخين المسبق:150~200 درجة مئوية لمدة 60~120 ثانية.
• الوقت فوق درجة السيولة (217 درجة مئوية):60~150 ثانية.
• درجة الحرارة الذروة:260 درجة مئوية كحد أقصى.
• الوقت عند الذروة:10 ثوانٍ كحد أقصى.
• معدل التسخين:6 درجات مئوية/ثانية كحد أقصى.
• الوقت فوق 255 درجة مئوية:30 ثانية كحد أقصى.
• معدل التبريد:3 درجات مئوية/ثانية كحد أقصى.

يجب ألا يتم إجراء اللحام بإعادة الانسياب أكثر من مرتين.

6.2 احتياطات التخزين والتعامل

حساسية الرطوبة:يتم تعبئة المكونات في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف.

1. لا تفتح الكيس المضاد للرطوبة حتى تكون جاهزًا للاستخدام.
2. بعد الفتح، يجب تخزين ثنائيات الإضاءة غير المستخدمة عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية.
3. "عمر الأرضية" بعد فتح الكيس هو 168 ساعة (7 أيام).
4. إذا تم تجاوز عمر الأرضية أو إذا أشار المجفف إلى وجود رطوبة، يلزم التحميص عند 60 ±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

حماية التفريغ الكهروستاتيكي:خاصة لرقاقة BH (الأزرق) ذات التصنيف المنخفض 150 فولت HBM، فإن ضوابط التفريغ الكهروستاتيكي المناسبة (محطات عمل مؤرضة، أسوار معصم) إلزامية.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات البكرة والشريط

يتم توريد ثنائيات الإضاءة على شريط حامل بارز:

• عرض الشريط الحامل:8 مم.
• قطر البكرة:7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة:2000 قطعة.

يتم توفير رسومات تفصيلية لأبعاد البكرة، وأبعاد جيوب الشريط الحامل، وموضع الشريط الغطائي، مع تحملات ±0.1 مم ما لم يُلاحظ خلاف ذلك.

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التعبئة عدة رموز:

• CPN:رقم منتج العميل.
• P/N:رقم المنتج (مثال: 19-223/R6BHC-A05/2T).
• QTY:كمية التعبئة.
• CAT:رتبة شدة الإضاءة (رمز التصنيف).
• HUE:إحداثيات اللونية ورتبة الطول الموجي السائد (رمز التصنيف).
• REF:رتبة الجهد الأمامي.
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تحديد التيار

حرج:يجب استخدام مقاومة خارجية لتحديد التيار أو محرك تيار ثابتيجباستخدامه على التوالي مع الـ LED. للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب، وتغيير صغير يمكن أن يسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار الأمامي. يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، إلا أن تخطيط اللوحة المطبوعة المناسب يمكن أن يساعد في إدارة الحرارة. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية حول وسادات اللحام لتعمل كمشتت حراري، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية. راجع منحنى التخفيض لرقاقة BH.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 130 درجة حزمة عريضة. للتطبيقات التي تتطلب ضوءًا مركزًا، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات). الراتنج الشفاف مناسب للتطبيقات حيث يكون لون الـ LED نفسه هو المؤشر. لخرج منتشر أو مُرشح بالألوان، يجب النظر في مشتتات أو عدسات خارجية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

تكمن الميزة الأساسية لهذا المكون في جمعه بين بصمة SMD صغيرة مع توفر تقنيتين شبه موصلة متميزتين وعالية الأداء (AlGaInP للأحمر و InGaN للأزرق) في نمط عبوة واحد. هذا يبسط عملية الشراء والتجميع للتصاميم التي تتطلب ألوانًا متعددة. مقارنة بثنائيات الإضاءة ذات الثقب المار الأكبر حجمًا، فإنه يوفر توفيرًا كبيرًا في المساحة والتوافق مع خطوط تجميع SMT الآلية بالكامل وعالية السرعة، مما يقلل تكاليف التصنيع.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بدون مقاومة؟

No.يتم التحذير من هذا صراحةً في "احتياطات الاستخدام". تعني الخاصية الأسية للتيار-الجهد للـ LED أنه يتصرف مثل دائرة قصر إذا تم توصيله مباشرة بمصدر جهد أعلى من جهد الأمامي الخاص به، مما يؤدي إلى تيار زائد وفشل فوري.

10.2 لماذا تصنيف التفريغ الكهروستاتيكي للـ LED الأزرق أقل بكثير من الأحمر؟

المواد وهيكل ثنائيات الإضاءة الزرقاء القائمة على InGaN هي بطبيعتها أكثر حساسية للتفريغ الكهروستاتيكي من ثنائيات الإضاءة الحمراء القائمة على AlGaInP. هذه خاصية أساسية لتقنية أشباه الموصلات. وهذا يستلزم إجراءات تعامل أكثر صرامة مع التفريغ الكهروستاتيكي للنوع الأزرق.

10.3 ماذا تعني رموز التصنيف (مثل R، E5، P2، A10) لتصميمي؟

إذا كان تطبيقك يتطلب اتساقًا صارمًا في اللون أو السطوع (مثل في مصفوفة LED متعددة أو شاشة)، يجب عليك تحديد رموز التصنيف المطلوبة عند الطلب. يمكن أن يؤدي خلط الفئات إلى اختلافات مرئية في درجة اللون والشدة عبر منتجك. لتطبيقات المؤشرات الأقل حرجًا، قد يكون انتشار فئة أوسع مقبولاً.

10.4 كيف أفسر "الطول الموجي الذروة" مقابل "الطول الموجي السائد"؟

الطول الموجي الذروة (λp)هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يكون خرج الطاقة الطيفية أعلى ما يمكن.الطول الموجي السائد (λd)هو الطول الموجي للضوء أحادي اللون الذي سيظهر بنفس اللون للعين البشرية. λd أكثر صلة بتحديد اللون في التطبيقات البصرية.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

سيناريو: تصميم لوحة مؤشرات متعددة الحالات.تتطلب لوحة تحكم مؤشرات منفصلة باللونين الأحمر والأزرق لحالات "الاستعداد"، "النشط"، و"العطل". يتيح استخدام سلسلة 19-223 للمصمم استخدام نفس البصمة لكلا اللونين، مما يبسط تخطيط اللوحة المطبوعة. يختار المصمم رقائق R6 (مصنفة إلى E5 للحصول على درجة حمراء متسقة) لـ "العطل" ورقائق BH (مصنفة إلى A10 للحصول على أزرق متسق) لـ "النشط". يتم حساب قيمة مقاومة تحديد تيار مشتركة لمصدر طاقة 5 فولت: ~150 أوم للأحمر (IF=20mA، VF=2.0V) و ~85 أوم للأزرق (IF=20mA، VF=3.3V). تضمن زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة الرؤية من زوايا مختلفة. تتيح عبوة SMD أن تكون اللوحة رفيعة جدًا.

12. مقدمة عن المبدأ

يعتمد انبعاث الضوء في ثنائيات الإضاءة على الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات p-n. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد لون (طول موجي) الضوء المنبعث طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات.R6تستخدم رقاقةAlGaInP(فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) هيكل، وهو فعال لإنتاج الضوء الأحمر إلى الكهرماني.BHتستخدم رقاقةInGaN(نتريد الإنديوم الغاليوم) هيكل، والذي يستخدم لإنتاج الضوء الأزرق والأخضر والأبيض (مع الفسفور). أنظمة المواد المختلفة تفسر خصائصها الكهربائية المختلفة (الجهد الأمامي، حساسية التفريغ الكهروستاتيكي) والأداء البصري.

13. اتجاهات التطوير

الاتجاه العام في تكنولوجيا الـ LED، بما في ذلك مكونات مثل 19-223، هو نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وزيادة كثافة الطاقة في عبوات أصغر، وتحسين تجسيد الألوان واتساقها. هناك أيضًا تركيز قوي على تعزيز الموثوقية والعمر الطويل تحت ضغوط بيئية مختلفة. يستمر السعي نحو التصغير في الإلكترونيات الاستهلاكية في دفع بصمات SMD LED إلى أن تصبح أصغر حجمًا مع الحفاظ على أو تحسين الخرج البصري. علاوة على ذلك، فإن التكامل مع الضوابط الذكية وتطوير ثنائيات الإضاءة لأطوال موجية متخصصة (مثل للبستنة أو الاستشعار) هي مجالات نشطة للتقدم. أصبح الامتثال للمعايير البيئية (RoHS، الخالي من الهالوجين) الآن متطلبًا أساسيًا للوصول إلى السوق العالمية.