ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD 23-22B/R7G6C-A30/2T - متعدد الألوان - 2.0 فولت - 60 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 23-22B/R7G6C-A30/2T ثنائي باعث للضوء متعدد الألوان من نوع Surface Mount Device (SMD) مصممًا للتطبيقات الإلكترونية الحديثة والمدمجة. يجمع هذا المكون بين نوعين متميزين من الرقائق داخل عبوة واحدة: رقاقة R7 التي تصدر لونًا أحمر داكنًا ورقاقة G6 التي تصدر لونًا أصفر-أخضر لامعًا. تكمن ميزته الأساسية في حجمه الصغير للغاية، مما يسهل تحقيق كثافة أعلى في التعبئة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، مما يؤدي إلى تقليل الحجم والوزن الإجمالي للمعدات. وهذا يجعله مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تكون فيها المساحة والوزن قيودًا حرجة.

يتم تعبئة LED على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرة قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات اللصق والتركيب الآلية عالية السرعة المستخدمة في التصنيع بالجملة. تم تصنيعه باستخدام مواد خالية من الرصاص (Pb-free) ويتوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية بما في ذلك RoHS، وEU REACH، ومعايير الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون). الجهاز مؤهل أيضًا لعمليات اللحام القياسية بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تنبع المزايا الأساسية لهذا SMD LED من شكله الصغير وقدرته ثنائية اللون. من خلال كونه أصغر بكثير من ثنائيات LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، فإنه يمكّن المصممين من إنشاء منتجات أكثر إحكاما. يوفر تقليل مساحة التخزين للمكونات والمنتج النهائي المجمع فوائد لوجستية وتكلفة. طبيعته خفيفة الوزن مثالية للأجهزة المحمولة والمصغرة.

التطبيقات المستهدفة متنوعة، وتركز على وظائف المؤشر والإضاءة الخلفية. تشمل الأسواق الرئيسية: الأجزاء الداخلية للسيارات (مثل إضاءة لوحة القيادة والمفاتيح الخلفية)، ومعدات الاتصالات (مثل المؤشر والإضاءة الخلفية في الهواتف وآلات الفاكس)، والإلكترونيات الاستهلاكية (مثل الإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات البلورية LCD، والمفاتيح، والرموز). كما أنه مناسب للاستخدام العام كمؤشر حيث تكون هناك حاجة إلى إشارة متعددة الألوان موثوقة.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يتلف وصلة أشباه الموصلات الخاصة بـ LED.
• التيار الأمامي (IF):25 مللي أمبير لكل من رقائق R7 و G6. هذا هو أقصى تيار مستمر مستمر.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):60 مللي أمبير لكلتا الرقاقتين، مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز).
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميغاواط لكل رقاقة. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40 إلى +85 درجة مئوية. الجهاز مصنف لنطاقات درجات الحرارة الصناعية.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40 إلى +90 درجة مئوية.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):2000 فولت (نموذج جسم الإنسان). إجراءات التعامل مع ESD المناسبة إلزامية.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):للحام بإعادة التدفق، يُسمح بدرجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ. للحام اليدوي، يجب أن تكون درجة حرارة طرف المكواة أقل من 350 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس الأداء النموذجي عند Ta=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. زاوية الرؤية (2θ1/2) البالغة 130 درجة هي النموذجية لهذه العبوة.

لرقاقة R7 (الأحمر الداكن):

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من 18.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 72.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)، مع تسامح نموذجي يبلغ ±11%.
• الطول الموجي للذروة (λp):عادة 639 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):عادة 631 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):عادة 20 نانومتر.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.70 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.40 فولت (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية تبلغ 2.00 فولت.

لرقاقة G6 (الأصفر-الأخضر اللامع):

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من 14.5 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 45.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)، مع تسامح نموذجي يبلغ ±11%.
• الطول الموجي للذروة (λp):عادة 575 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):عادة 573 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):عادة 20 نانومتر.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.70 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.40 فولت (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية تبلغ 2.00 فولت.

المعلمة المشتركة:

• التيار العكسي (IR):بحد أقصى 10 ميكرو أمبير لكلتا الرقاقتين عند تطبيق جهد عكسي قدره 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز شدة إضاءة ثنائيات LED إلى مجموعات (Bins) لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات سطوع محددة.

3.1 تصنيف رقاقة R7

يتم تصنيف ثنائيات LED الحمراء الداكنة R7 إلى ثلاث مجموعات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند IF=20 مللي أمبير.

• رمز المجموعة 1:18.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 28.5 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة 2:28.5 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 45.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة 3:45.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 72.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف رقاقة G6

يتم أيضًا تصنيف ثنائيات LED الصفراء-الخضراء اللامعة G6 إلى ثلاث مجموعات.

• رمز المجموعة 1:14.5 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 18.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة 2:18.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 28.5 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة 3:28.5 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 45.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

يُشار إلى رمز المجموعة على ملصق تغليف المنتج (تحت \"CAT\"). يجب على المصممين تحديد رمز المجموعة المطلوب عند الطلب لضمان مستوى السطوع المطلوب لتطبيقهم.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية لكل من رقاقتي R7 و G6. بينما لا يتم توفير البيانات الرسومية المحددة في شكل نصي، فإن هذه المنحنيات توضح عادة العلاقة بين التيار الأمامي (IF) وشدة الإضاءة (Iv)، والجهد الأمامي (VF)، وتأثير درجة الحرارة المحيطة على خرج الضوء.

الاستنتاجات الرئيسية من المنحنيات النموذجية:لكلا نوعي LED، تزداد شدة الإضاءة مع التيار الأمامي ولكن ليس بشكل خطي، خاصةً عندما يقترب التيار من الحد الأقصى للتصنيف. يتمتع الجهد الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. يعد فهم هذه المنحنيات أمرًا بالغ الأهمية لتصميم دوائر تحديد التيار المناسبة ولإدارة الحرارة للحفاظ على أداء بصري ثابت على نطاق درجة حرارة التشغيل.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد مخطط العبوة

يتمتع SMD LED 23-22B ببصمة فيزيائية محددة. يوفر رسم مخطط العبوة الأبعاد الحرجة لتصميم نمط اللحام على PCB. تشمل الأبعاد الرئيسية الطول والعرض والارتفاع الإجماليين، بالإضافة إلى موضع وحجم وسادات اللحام. يتم تحديد الكاثود (الطرف السالب) عادةً بواسطة علامة على العبوة. جميع التسامحات هي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب على المصممين الالتزام بهذه الأبعاد لضمان اللحام السليم والاستقرار الميكانيكي.

5.2 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم شحن المكونات في عبوات حساسة للرطوبة لمنع التلف من الرطوبة المحيطة. تتكون العبوة من شريط حامل محمل بـ LEDs، موضوع داخل كيس مقاوم للرطوبة من الألومنيوم مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة. يتم تحديد أبعاد البكرة وأبعاد جيوب الشريط الحامل لضمان التوافق مع معدات التجميع الآلي. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والتعامل

• لا تفتح الكيس المقاوم للرطوبة حتى تكون جاهزًا للاستخدام.
• قبل الفتح: قم بالتخزين عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 90% رطوبة نسبية.
• بعد الفتح: \"عمر الأرضية\" هو سنة واحدة عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 60% رطوبة نسبية. يجب إعادة إغلاق الأجزاء غير المستخدمة في عبوة جافة.
• إذا أشار المجفف إلى التعرض للرطوبة أو تم تجاوز وقت التخزين، فإن المعالجة بالخبز (60 ± 5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة) مطلوبة قبل اللحام.

6.2 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

يوصى بملف تعريف لحام خالٍ من الرصاص (Pb-free):

• التسخين المسبق:150–200 درجة مئوية لمدة 60–120 ثانية.
• الوقت فوق 217 درجة مئوية (نقطة الانصهار):60–150 ثانية.
• درجة حرارة الذروة:260 درجة مئوية كحد أقصى، يتم الاحتفاظ بها لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.
• معدل التسخين:بحد أقصى 6 درجات مئوية/ثانية فوق 255 درجة مئوية.
• معدل التبريد:بحد أقصى 3 درجات مئوية/ثانية.
• يجب ألا يتم إجراء اللحام بإعادة التدفق أكثر من مرتين.

6.3 اللحام اليدوي والإصلاح

• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف < 350 درجة مئوية وسعة < 25 واط.
• حدد وقت اللحام إلى 3 ثوانٍ لكل طرف.
• تجنب الضغط على LED أثناء التسخين ولا تشوه PCB بعد اللحام.
• لا يوصى بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، فاستخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد وتأكد من عدم تدهور خصائص LED.

7. معلومات التعبئة والطلب

يوفر ملصق المنتج على البكرة المعلومات الأساسية للتتبع والتطبيق الصحيح:

• CPN:رقم منتج العميل
• P/N:رقم المنتج (مثل 23-22B/R7G6C-A30/2T)
• QTY:كمية التعبئة (2000 قطعة/بكرة)
• CAT:رتبة شدة الإضاءة (رمز المجموعة)
• HUE:إحداثيات اللونية ورتبة الطول الموجي السائد
• REF:رتبة الجهد الأمامي
• LOT No:رقم دفعة التصنيع

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 حماية الدائرة

حرج:يجب دائمًا استخدام مقاومة تحديد تيار خارجية على التوالي مع LED. للجهد الأمامي نطاق (1.7 فولت إلى 2.4 فولت)، وخاصية IV حادة. يمكن أن يتسبب تغيير صغير في جهد التغذية في تغيير كبير، وربما مدمر، في التيار الأمامي إذا لم يكن هناك مقاومة. يجب حساب قيمة المقاومة بناءً على أقصى جهد تغذية وأقصى تصنيف للتيار الأمامي لـ LED، مع مراعاة أسوأ حالة للجهد الأمامي.

8.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (60 ميغاواط)، فإن الحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن نطاق التشغيل المحدد أمر حيوي للموثوقية طويلة المدى وثبات خرج الضوء. تأكد من استخدام مساحة نحاسية كافية في PCB أو فتحات حرارية، خاصة إذا تم وضع عدة ثنائيات LED قريبة من بعضها البعض أو إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة.

8.3 قيود التطبيق

تم تصميم هذا المنتج للتطبيقات التجارية والصناعية العامة. وهو غير مؤهل بشكل خاص للتطبيقات عالية الموثوقية مثل العسكرية/الفضاء، وأنظمة سلامة/أمن السيارات (مثل الوسائد الهوائية، الفرامل)، أو المعدات الطبية الحرجة للحياة دون استشارة مسبقة وتأهيل إضافي محتمل.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يتمثل التمييز الأساسي لـ 23-22B في قدرته متعددة الألوان داخل عبوة SMD واحدة مضغوطة للغاية. مقارنة باستخدام ثنائيي LED أحاديي اللون منفصلين، فإنه يوفر مساحة على PCB ويبسط التجميع. يوفر استخدام مادة AlGaInP لكلا اللونين كفاءة إضاءة جودة ونقاء لوني. تجعل توافقه مع عمليات SMT القياسية عالية الحجم حلاً فعالاً من حيث التكلفة للإلكترونيات الاستهلاكية المنتجة بكميات كبيرة وداخل السيارات.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 هل يمكنني تشغيل رقاقتي R7 و G6 بشكل مستقل؟

نعم، تحتوي عبوة 23-22B على رقاقتي LED معزولتين كهربائيًا. لديهما توصيلات أنود وكاثود منفصلة، مما يسمح بتشغيلهما بشكل مستقل بواسطة دوائر تحديد تيار منفصلة. وهذا يتيح خلط الألوان الديناميكي أو الإشارة المستقلة.

10.2 ما هو الغرض من نظام التصنيف؟

يضمن التصنيف اتساق السطوع داخل دفعة الإنتاج. للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا (مثل الإضاءة الخلفية لمجموعة من المؤشرات)، فإن تحديد واستخدام ثنائيات LED من نفس رمز المجموعة أمر ضروري لتجنب اختلافات السطوع المرئية.

10.3 لماذا تعتبر التعبئة الحساسة للرطوبة ضرورية؟

يمكن أن تمتص عبوات SMD الرطوبة من الهواء. أثناء عملية اللحام بإعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يتسبب في انفصال داخلي أو \"انفجار\"، مما يؤدي إلى تشقق العبوة وتدمير الجهاز. يمنع الكيس الحاجز للرطوبة والمجفف حدوث ذلك أثناء التخزين والنقل.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

سيناريو: تصميم مؤشر حالة متعدد الوظائف لموجه شبكة.يحتاج المصمم إلى مكون واحد لإظهار الطاقة (أحمر ثابت)، ونشاط الشبكة (أخضر وامض)، وحالة خطأ (أحمر/أخضر متناوب). يعتبر 23-22B خيارًا مثاليًا. حجمه الصغير يتناسب مع المساحة المحدودة في اللوحة الأمامية. يمكن التحكم في الرقائق الحمراء (R7) والخضراء (G6) المستقلة بواسطة دبابيس GPIO لوحدة تحكم دقيقة بسيطة عبر مشغلات الترانزستور. من خلال تحديد رمز المجموعة 2 لكلا اللونين، يتم تحقيق سطوع متسق عبر جميع الوحدات المصنعة. يتبع المصمم إرشادات ملف تعريف إعادة التدفق ويضمن مقاومات متسلسلة مناسبة (مثل 150 أوم لتغذية 5 فولت، محسوبة لأسوأ حالة Vf) لضمان التشغيل الموثوق على مدار عمر المنتج.

12. مبدأ التشغيل

ثنائيات الإضاءة (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي من خلالها. تسمى هذه الظاهرة بالكهربائية الضوئية. في 23-22B، تستخدم رقاقة R7 بنية شبه موصلة من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) محسنة لإصدار الضوء في الجزء الأحمر من الطيف (حوالي 631 نانومتر طول موجي سائد). تستخدم رقاقة G6 تركيبة مختلفة من AlGaInP لإصدار الضوء في المنطقة الصفراء-الخضراء (حوالي 573 نانومتر). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق للرقاقة، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تحدد التركيبة المادية المحددة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر اتجاه ثنائيات LED للمؤشرات والإضاءة الخلفية نحو كفاءة أعلى (مزيد من خرج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، وحزم أصغر حجمًا لمرونة تصميم أكبر، وتحسين اتساق اللون والاستقرار على مدى درجة الحرارة والعمر الافتراضي. تمثل الحزم متعددة الرقائق مثل 23-22B اتجاهًا نحو التكامل، مما يقلل عدد المكونات على PCB. علاوة على ذلك، فإن الامتثال البيئي (خالي من الرصاص، خالي من الهالوجين) أصبح الآن متطلبًا قياسيًا مدفوعًا باللوائح العالمية. قد تشمل التطورات المستقبلية عبوات أرق وحتى تكامل مع دوائر التحكم لوحدات \"LED الذكية\".