مواصفات ثنائي باعث للضوء SMD 18-225/S2G6C-A01/3T - الحجم 1.6x0.8x0.5 مم - الجهد 1.75-2.35 فولت - القدرة 60 ميغاواط - اللون البرتقالي/الأخضر المصفر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 18-225/S2G6C-A01/3T ثنائي باعث للضوء (LED) صغير الحجم وسطحي التركيب، مصممًا للتطبيقات عالية الكثافة. وهو جهاز أحادي اللون متوفر في نسختين مختلفتين من الشريحة: S2 (برتقالي لامع) و G6 (أخضر مصفر لامع). الميزة الأساسية لهذا المكون هي بصمته المصغرة التي تبلغ 1.6 مم × 0.8 مم × 0.5 مم، مما يتيح توفيرًا كبيرًا في المساحة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، ويقلل من متطلبات التخزين، ويسمح بتصميم معدات نهائية أصغر حجمًا للمستخدم. كما أن بنيته الخفيفة الوزن تجعله مثاليًا للأجهزة الإلكترونية المحمولة والمصغرة.

يتم تعبئة ثنائي الإضاءة على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرة قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلية القياسية (pick-and-place). تم تصميمه للاستخدام مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري. يتوافق المنتج مع المعايير البيئية والسلامة الرئيسية، حيث أنه خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع RoHS، ومتوافق مع EU REACH، وخالٍ من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، والكلور <900 جزء في المليون، و Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.1 التطبيقات المستهدفة

تتميز سلسلة ثنائيات الإضاءة هذه بتنوعها وتستخدم في أدوار إضاءة وإشارة متنوعة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية: الإضاءة الخلفية لألواح العدادات والمفاتيح والرموز؛ وظائف المؤشر والإضاءة الخلفية في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وآلات الفاكس؛ الإضاءة الخلفية المسطحة لعروض LCD؛ وتطبيقات المؤشرات العامة التي تتطلب إضاءة مدمجة وموثوقة.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

قد يؤدي تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود إلى تلف دائم. يتم تحديد الحدود القصوى المطلقة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير لكلا النوعين S2 و G6.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):60 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز) لكلا النوعين.
• تبديد القدرة (P_d):60 ميغاواط لكلا النوعين.
• تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM): 2000V.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):للحام بإعادة التدفق، يتم تحديد درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. للحام اليدوي، الحد الأقصى هو 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس المعلمات التالية عند Ta=25 درجة مئوية وتيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. التسامحات حاسمة للتصميم: شدة الإضاءة (±11%)، الطول الموجي السائد (±1 نانومتر)، والجهد الأمامي (±0.10 فولت).

لـ S2 (برتقالي لامع):

• شدة الإضاءة (I_v):36.0 - 112 مللي كانديلا (انظر نظام التصنيف).
• الطول الموجي الذروي (λ_p):611 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λ_d):599.0 - 611.0 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):17 نانومتر (نموذجي).
• الجهد الأمامي (V_F):1.75 - 2.35 فولت.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R=5 فولت.

لـ G6 (أخضر مصفر لامع):

• شدة الإضاءة (I_v):16.0 - 45.0 مللي كانديلا (انظر نظام التصنيف).
• الطول الموجي الذروي (λ_p):575 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λ_d):568.5 - 574.5 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي).
• الجهد الأمامي (V_F):1.75 - 2.35 فولت.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R=5 فولت.

معلمة مشتركة:

• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي) لكلا النوعين.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز ثنائيات الإضاءة إلى مجموعات بناءً على شدة الإضاءة والطول الموجي السائد.

3.1 تصنيف S2 (البرتقالي)

مجموعات شدة الإضاءة (عند I_F=20 مللي أمبير):

• المجموعة 1: 36 - 72 مللي كانديلا
• المجموعة 2: 72 - 112 مللي كانديلا

مجموعات الطول الموجي السائد (عند I_F=20 مللي أمبير):

• المجموعة 1: 599 - 605 نانومتر
• المجموعة 2: 605 - 611 نانومتر

3.2 تصنيف G6 (الأخضر المصفر)

مجموعات شدة الإضاءة (عند I_F=20 مللي أمبير):

• المجموعة 1: 16.0 - 28.5 مللي كانديلا
• المجموعة 2: 28.5 - 36.0 مللي كانديلا
• المجموعة 3: 36.0 - 45.0 مللي كانديلا

مجموعات الطول الموجي السائد (عند I_F=20 مللي أمبير):

• المجموعة 1: 568.5 - 570.5 نانومتر
• المجموعة 2: 570.5 - 572.5 نانومتر
• المجموعة 3: 572.5 - 574.5 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية لكلا نوعي ثنائي الإضاءة، وهي ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة.

4.1 التيار الأمامي مقابل شدة الإضاءة

تُظهر هذه المنحنيات أن شدة الإضاءة تزداد مع التيار الأمامي ولكن ليس بشكل خطي. يجب على المصممين التشغيل ضمن حدود التيار المحددة لتجنب التدهور المتسارع. توضح منحنيات تخفيض التصنيف كيف ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة فوق 25 درجة مئوية، وهو أمر بالغ الأهمية لإدارة الحرارة.

4.2 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يوضح منحنى IV العلاقة الأسية للثنائي. للجهد الأمامي (V_F) معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع زيادة درجة حرارة الوصلة. يجب أخذ ذلك في الاعتبار في تصميم محرك التيار الثابت.

4.3 التوزيع الطيفي

تؤكد مخططات الطيف الطبيعة أحادية اللون لثنائيات الإضاءة. تشع شريحة S2 في المنطقة البرتقالية المتمركزة حول 611 نانومتر، بينما تشع شريحة G6 في المنطقة الخضراء المصفرّة حول 575 نانومتر. يشير عرض النطاق الضيق (FWHM حوالي 17-20 نانومتر) إلى نقاء لوني عالٍ.

4.4 نمط الإشعاع

يؤكد الرسم القطبي زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة، مما يوفر نمط إشعاع واسع يشبه لامبرت، مناسب للإضاءة المساحية ومؤشرات الزاوية الواسعة.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع ثنائي الإضاءة ببصمة مستطيلة مدمجة. الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر) هي: الطول=1.6، العرض=0.8، الارتفاع=0.5. يتم تمييز القطب السالب لتحديد القطبية. يتم توفير تخطيط موصى به لوسادة اللحام (0.7 مم × 0.8 مم للوسائد، فجوة 0.3 مم)، ولكن يجب تحسين ذلك بناءً على قواعد تصميم PCB المحددة وعمليات اللحام.

5.2 البكرة، الشريط، والتعبئة الحساسة للرطوبة

يتم توريد المكونات في شريط ناقل على بكرات قطر 7 بوصات، بكمية قياسية محملة تبلغ 3000 قطعة لكل بكرة. يتم توفير أبعاد مفصلة للبكرة والشريط لتوافق المغذي. يتم تعبئة ثنائيات الإضاءة في كيس ألومنيوم مقاوم للرطوبة مع مجفف لمنع امتصاص الرطوبة، وهو أمر بالغ الأهمية لمنع تشقق \"الفشار\" أثناء لحام إعادة التدفق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام

تم تصنيف الجهاز للحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يجب اتباع ملف تعريف إعادة تدفق قياسي مع مراحل التسخين المسبق المناسبة، والزيادة، والذروة، والتبريد. يُسمح باللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة تصل إلى 3 ثوانٍ، ولكن يجب الحرص لتجنب الصدمة الحرارية.

6.2 احتياطات التخزين والتعامل

حماية من التيار الزائد:مقاومة خارجية للحد من التيار إلزامية. ثنائيات الإضاءة هي أجهزة تعمل بالتيار؛ يمكن أن يتسبب تغير بسيط في الجهد في اندفاع كبير للتيار، مما يؤدي إلى فشل فوري.

الحساسية للرطوبة:هذا مكون بمستوى حساسية للرطوبة (MSL). يجب تخزين الكيس غير المفتوح عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية. بمجرد الفتح، فإن \"عمر الأرضية\" هو سنة واحدة تحت ظروف ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. يجب إعادة إغلاق الأجزاء غير المستخدمة في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف. إذا أظهر مؤشر المجفف التشبع أو تم تجاوز وقت التخزين، يلزم عملية تجفيف عند 60±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل إعادة التدفق.

7. معلومات الملصق والطلب

يوفر الملصق على البكرة بيانات التتبع والبيانات التقنية الرئيسية: رقم جزء العميل (CPN)، رقم جزء الشركة المصنعة (P/N)، كمية التعبئة (QTY)، رتبة شدة الإضاءة (CAT)، رتبة اللون/الطول الموجي السائد (HUE)، رتبة الجهد الأمامي (REF)، ورقم الدفعة (LOT No.). هذه المعلومات حاسمة لمراقبة الجودة وضمان استخدام المكونات الصحيحة في الإنتاج.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة

استخدم دائمًا محرك تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة متسلسلة. احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F, مع مراعاة أسوأ حالة لـ V_Fمن ورقة البيانات لضمان ألا يتجاوز I_F25 مللي أمبير أبدًا. للتطبيقات الدقيقة، اختر مجموعات للشدة والطول الموجي لتحقيق مظهر موحد عبر عدة ثنائيات إضاءة.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (60 ميغاواط)، إلا أن تخطيط PCB المناسب ضروري. استخدم الفتحات الحرارية تحت الوسادة الحرارية لثنائي الإضاءة (إن وجدت) وتأكد من وجود مساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بتيارات أعلى. التزم بمنحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي.

8.3 التصميم البصري

تجعل زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة هذه الثنائيات مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة دون بصريات ثانوية. للضوء المركز، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء ضرورية. توفر عبوة الراتنج الشفاف استخراجًا جيدًا للضوء.

9. المقارنة التقنية والتمييز

تميز سلسلة 18-225 نفسها من خلال استخدامها لمادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). نظام المواد هذا فعال للغاية في إنتاج الضوء الأحمر والبرتقالي والعنبري والأخضر المصفر عالي السطوع، مما يوفر أداءً واستقرارًا متفوقين مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP. يجعل الجمع بين الحجم الصغير، والموثوقية العالية، والامتثال لمعايير البيئة الحديثة (RoHS، خالٍ من الهالوجين) هذا المنتج خيارًا مفضلاً للتصميمات الإلكترونية المعاصرة مقارنة بالبدائل الأكبر حجمًا والمزودة بأطراف.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي مباشرة من مصدر منطقي 3.3 فولت أو 5 فولت؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة متسلسلة للحد من التيار. على سبيل المثال، مع مصدر 3.3 فولت و V_Fنموذجي قدره 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير، R = (3.3 فولت - 2.0 فولت) / 0.020 أمبير = 65 أوم. استخدم أقصى V_F(2.35 فولت) لحساب أكثر أمانًا.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي عند أعلى نقطة شدة في الطيف. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملاحظ للثنائي. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون.

س: لماذا التجفيف ضروري قبل اللحام؟

ج: يمكن للعبوات البلاستيكية امتصاص الرطوبة. أثناء عملية إعادة التدفق عالية الحرارة، تتحول هذه الرطوبة إلى بخار بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يتسبب في تشقق العبوة (\"تأثير الفشار\"). يزيل التجفيف هذه الرطوبة الممتصة.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة مع 10 مؤشرات برتقالية موحدة السطوع.

1. اختيار المكون:اختر النوع S2 (البرتقالي). من أجل التوحيد، حدد تصنيفًا ضيقًا لكل من شدة الإضاءة (مثل المجموعة 2: 72-112 مللي كانديلا) والطول الموجي السائد (مثل المجموعة 1: 599-605 نانومتر).
2. تصميم الدائرة:يستخدم النظام خط طاقة 5 فولت. باستخدام أقصى V_Fبقيمة 2.35 فولت و I_Fهدف بقيمة 20 مللي أمبير، احسب R = (5 فولت - 2.35 فولت) / 0.02 أمبير = 132.5 أوم. استخدم القيمة القياسية الأقرب 130 أو 150 أوم. تعطي مقاومة 150 أوم I_F≈ 17.7 مللي أمبير، وهي ضمن المواصفات وتوفر هامش أمان.
3. التخطيط:ضع ثنائيات الإضاءة على شبكة 0.05\" (1.27 مم). اتبع أبعاد وسادة اللحام الموصى بها ولكن اضبط الفجوة إلى 0.25 مم لتتناسب مع قدرات مصنع PCB. أضف مساحة نحاسية أرضية صغيرة حول كل ثنائي إضاءة لتبديد حرارة طفيف.
4. التجميع:تأكد من أن كيس المصنع مغلق عند الاستلام. قم بجدولة تجميع PCB خلال سنة عمر الأرضية بعد الفتح. إذا تم تجاوزها، قم بتجفيف البكرات قبل إرسالها إلى ورشة التجميع.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا الثنائي على بنية غير متجانسة من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) تنمو على ركيزة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد اللون المحدد (برتقالي أو أخضر مصفر) بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات في المنطقة النشطة، والتي يتم التحكم فيها من خلال النسب الدقيقة للألومنيوم والغاليوم والإنديوم. ينبعث الضوء من خلال عدسة راتنج إيبوكسي شفافة توفر أيضًا الحماية البيئية.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر الاتجاه في ثنائيات الإضاءة SMD نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، وأحجام عبوات أصغر لزيادة الكثافة، وتحسين اتساق اللون وإعادة إنتاجه. هناك أيضًا دافع قوي لاعتماد أوسع للمواد وعمليات التصنيع الصديقة للبيئة. بينما تمثل سلسلة 18-225 هذه تقنية ناضجة وموثوقة، قد تستخدم الأجيال الأحدث تصميمات متقدمة محولة بالفوسفور أو مواد أشباه موصلات مختلفة مثل InGaN لنطاقات ألوان أوسع. ومع ذلك، يظل AlGaInP التقنية المهيمنة والأكثر كفاءة لطيف اللون البرتقالي-الأحمر-الأصفر.