ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD 19-223/S2BHC-A01/2T - عبوة 2.0x1.25x0.8 مم - جهد 2.0 فولت/3.0 فولت - متعدد الألوان - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

ثنائي الضوء 19-223/S2BHC-A01/2T هو ثنائي باعث للضوء SMD مضغوط ومتعدد الألوان، مصمم للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. تكمن ميزته الأساسية في بصمته المادية المخفضة بشكل كبير مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، مما يتيح تصميم لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر، وكثافة أعلى للمكونات، وفي النهاية معدات نهائية أكثر إحكاما للمستخدم. يجعل البناء خفيف الوزن المنتج مناسبًا أيضًا للتطبيقات المصغرة والمحمولة حيث يكون الوزن والمساحة قيودًا حرجة.

يُقدم المنتج بتكوين متعدد الألوان، يدعم بشكل خاص إصدار اللون البرتقالي اللامع (عبر شريحة AlGaInP) والأزرق (عبر شريحة InGaN). يتم تعبئته على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يضمن التوافق مع معدات التجميع الآلي القياسية (pick-and-place). الجهاز متوافق بالكامل مع توجيهات RoHS، وEU REACH، والخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون)، مما يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.

2. تعمق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تعريف حدود تشغيل الجهاز بشكل منفصل لنوعي الشريحتين، S2 (AlGaInP، برتقالي) و BH (InGaN، أزرق)، عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• التيار الأمامي (IF): تبلغ التصنيف الأقصى للتيار الأمامي المستمر للشريحة S2 25 مللي أمبير، بينما تصنف الشريحة BH بـ 20 مللي أمبير. تجاوز هذه القيم يعرض الجهاز لخطر التلف الدائم.
• تيار الذروة الأمامي (IFP): للتشغيل النبضي بدورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز، يمكن للشريحة S2 تحمل ذروة تبلغ 50 مللي أمبير، ويمكن للشريحة BH تحمل ذروة تبلغ 40 مللي أمبير.
• تبديد الطاقة (Pd): أقصى تبديد طاقة مسموح به هو 60 ملي واط للشريحة S2 و 75 ملي واط للشريحة BH. هذه المعلمة حاسمة لإدارة الحرارة.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD): توفر الشريحة S2 حماية قوية ضد التفريغ الكهروستاتيكي تصل إلى 2000 فولت (نموذج جسم الإنسان)، بينما تصنف الشريحة BH بـ 150 فولت. إجراءات التعامل الصحيحة مع التفريغ الكهروستاتيكي ضرورية، خاصة للنسخة BH.
• نطاقات درجات الحرارة: نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة التخزين هو من -40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام: يمكن لثنائي الضوء تحمل لحام إعادة التدفق عند 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ أو اللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهرو-بصرية

يتم قياس مقاييس الأداء الرئيسية عند Ta=25 درجة مئوية وتيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv): بالنسبة للشريحة S2 (البرتقالية)، تتراوح الشدة من حد أدنى 72.0 مللي شمعة إلى حد أقصى 140.0 مللي شمعة. للشريحة BH (الزرقاء) نطاق من 36.0 مللي شمعة إلى 72.0 مللي شمعة. ينطبق تسامح ±11%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2): تتميز كلتا الشريحتين بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة، بشكل نموذجي.
• الطول الموجي: للشريحة S2 طول موجي ذروي نموذجي (λp) يبلغ 611 نانومتر وطول موجي سائد (λd) يبلغ 605 نانومتر. للشريحة BH طول موجي ذروي نموذجي يبلغ 468 نانومتر وطول موجي سائد يبلغ 470 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ): يبلغ عرض الطيف حوالي 17 نانومتر للشريحة S2 و 25 نانومتر للشريحة BH.
• الجهد الأمامي (VF): تعمل الشريحة S2 عند جهد أمامي نموذجي يبلغ 2.0 فولت، ضمن نطاق من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت. للشريحة BH جهد أمامي نموذجي VF يتراوح من 3.0 فولت إلى 3.5 فولت. ينطبق تسامح ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (IR): عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت، أقصى تيار عكسي هو 10 ميكرو أمبير لـ S2 و 50 ميكرو أمبير لـ BH.ملاحظة هامة:لم يتم تصميم الجهاز للعمل في انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على معلمات رئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

الشريحة S2 (البرتقالية):

• التصنيف Q1: 72.0 - 90.0 مللي شمعة
• التصنيف Q2: 90.0 - 112.0 مللي شمعة
• التصنيف R1: 112.0 - 140.0 مللي شمعة

الشريحة BH (الزرقاء):

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

3.2 تصنيف الجهد الأمامي (للشريحة BH فقط)

يتم أيضًا تصنيف الجهد الأمامي للشريحة BH (الزرقاء):

• التصنيف 1: 3.00 - 3.15 فولت
• التصنيف 2: 3.15 - 3.30 فولت
• التصنيف 3: 3.30 - 3.50 فولت

يسمح ذلك للمصممين باختيار مصابيح LED ذات تطابق أضيق للجهد الأمامي VF للتطبيقات التي تتطلب توزيعًا موحدًا للتيار في سلاسل متوازية.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص الكهرو-بصرية النموذجية لكل من الشريحتين S2 و BH. بينما لا يتم توفير البيانات الرسومية المحددة في النص، فإن هذه المنحنيات توضح عادة العلاقة بين التيار الأمامي (IF) والجهد الأمامي (VF)، وتأثير درجة الحرارة المحيطة على شدة الإضاءة، وتوزيع القدرة الطيفية النسبي. يعد تحليل هذه المنحنيات ضروريًا لفهم سلوك الجهاز في ظل ظروف غير قياسية (مثل تيارات تشغيل مختلفة أو درجات حرارة) ولتصميم الدوائر بدقة ونمذجة الحرارة.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

يتميز ثنائي الضوء بغلاف SMD مضغوط. يتم توفير أبعاد العبوة في رسم تفصيلي مع ملاحظة أن التسامحات هي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. وحدة القياس هي المليمترات (مم). هذه المعلومات حاسمة لتصميم بصمة PCB، وضمان التثبيت المناسب، وتجنب التداخل الميكانيكي مع المكونات الأخرى.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والتعامل

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مقاومة للرطوبة مع مجفف.

1. لا تفتح الكيس المضاد للرطوبة حتى تكون جاهزًا للاستخدام.
2. بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 60% رطوبة نسبية.
3. "عمر الصلاحية بعد الفتح" هو 168 ساعة (7 أيام). يجب إعادة إغلاق مصابيح LED غير المستخدمة في عبوة مقاومة للرطوبة.
4. إذا أشار المجفف إلى امتصاص الرطوبة أو تجاوز عمر الصلاحية بعد الفتح، يلزم معالجة بالتسخين (Baking) عند 60 ± 5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

6.2 عملية اللحام

لحام إعادة التدفق (Reflow):يوصى بملف درجة حرارة إعادة تدفق خالٍ من الرصاص. لا ينبغي إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين. تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على ثنائي الضوء أثناء التسخين ولا تشوه PCB بعد اللحام.اللحام اليدوي:إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف < 350 درجة مئوية وتصنيف طاقة < 25 واط. يجب ألا يتجاوز وقت التلامس لكل طرف 3 ثوانٍ. اسمح بفاصل زمني لا يقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف. يحمل اللحام اليدوي مخاطر أعلى للتلف.الإصلاح:لا يُنصح بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، يجب استخدام مكواة لحام برأسين لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد، لمنع الإجهاد الحراري. يجب تقييم تأثير ذلك على خصائص LED مسبقًا.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد المنتج على شريط ناقل على بكرات قطر 7 بوصات، بكمية قياسية محملة تبلغ 2000 قطعة لكل بكرة. يتم توفير أبعاد مفصلة للبكرة والشريط الناقل (تسامحات ±0.1 مم). يتضمن ملصق التعبئة حقولًا لرقم منتج العميل (CPN)، ورقم المنتج (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ودرجة شدة الإضاءة (CAT)، ودرجة اللون/الطول الموجي السائد (HUE)، ودرجة الجهد الأمامي (REF)، ورقم الدفعة (LOT No.).

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:مثالي لمؤشرات لوحة القيادة، وإضاءة المفاتيح، والإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات الكريستالية السائلة والرموز.
• معدات الاتصالات:مناسب كمؤشرات حالة وإضاءة خلفية لوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• الاستخدام العام كمؤشر:يمكن استخدامه في مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية حيث تكون هناك حاجة لمؤشر مضغوط وموثوق.

8.2 اعتبارات التصميم

تحديد التيار:مقاومة خارجية لتحديد التيار هيإلزامية. للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أن زيادة طفيفة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار إذا لم يتم التحكم فيه بشكل صحيح.إدارة الحرارة:الالتزام بتصنيفات تبديد الطاقة القصوى. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على PCB أو طرق أخرى لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل قريبًا من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية.الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي:نفذ تدابير حماية مناسبة ضد التفريغ الكهروستاتيكي على PCB، خاصة للنسخة BH (الزرقاء) ذات التصنيف المنخفض 150 فولت HBM.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يكمن التمييز الرئيسي لعائلة LED هذه في تقديمها لشريحتين (AlGaInP للبرتقالي و InGaN للأزرق) داخل نفس البصمة المادية المضغوطة للعبوة. وهذا يوفر مرونة في التصميم. مقارنة بمصابيح LED الأكبر حجمًا ذات الثقب المار (through-hole)، فإن مزاياها الأساسية هي التقليل الكبير في مساحة اللوحة والوزن، والتوافق مع التجميع الآلي بالكامل، والامتثال للمعايير البيئية الحديثة. زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: لماذا مقاومة تحديد التيار ضرورية تمامًا؟ج: جهد LED الأمامي ينخفض مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. بدون مقاومة متسلسلة لتنظيم التيار، يمكن أن يؤدي ذلك إلى هروب حراري - حيث تسبب زيادة صغيرة في الجهد تيارًا أكبر، مما يسخن LED، ويخفض جهد Vf أكثر، مما يؤدي إلى سحب تيار أكبر، وفي النهاية يسبب فشلًا.

س: ماذا يعني عمر الصلاحية 168 ساعة بعد الفتح؟ج: بعد فتح الكيس المضاد للرطوبة، تتعرض المكونات للرطوبة المحيطة. يمكن أن تتبخر الرطوبة الممتصة أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا (ظاهرة "الفشار"). حد الـ 168 ساعة هو أقصى وقت تعرض آمن قبل أن يصبح هذا الخطر غير مقبول دون إعادة تسخين (Baking).

س: هل يمكنني تشغيل LED بمصدر جهد بدلاً من مصدر تيار؟ج: لا يُنصح بذلك بشدة. التشغيل بجهد ثابت، حتى مع وجود مقاومة متسلسلة، أقل استقرارًا من محرك تيار ثابت مناسب لأنه لا يعوض عن اختلافات Vf بسبب درجة الحرارة أو التصنيف (Binning). صمم دائمًا للتحكم في التيار.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات متعددة.يحتاج مصمم إلى مصابيح LED حالة برتقالية وزرقاء مضغوطة على لوحة تحكم مكتظة بالمكونات. يختارون 19-223/S2BHC-A01/2T لحجمها الصغير وخيار اللون المزدوج من رقم جزء واحد، مما يبسط عملية الشراء. يصممون قيم مقاومات تحديد تيار منفصلة لمصابيح LED البرتقالية (VF~2.0V) والزرقاء (VF~3.2V) لتحقيق سطوع متشابه من خط تغذية مشترك بجهد 5 فولت. يحددون بصمة PCB تمامًا وفقًا للرسم الخاص بالعبوة. أثناء التجميع، يحرصون على استخدام بكرة الشريط خلال عمر الصلاحية بعد الفتح ويتبعون ملف درجة حرارة إعادة التدفق الموصى به لمنع التلف الحراري.

12. مقدمة عن المبدأ التقني

يعتمد انبعاث الضوء في مصابيح LED على الإضاءة الكهربائية (electroluminescence) في المواد شبه الموصلة. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقق الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد لون (طول موجي) الضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق (bandgap) للمادة شبه الموصلة. نظام المادةAlGaInP(فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) فعال في إنتاج الضوء في طيف الكهرماني إلى البرتقالي المحمر. نظام المادةInGaN(نتريد الإنديوم الغاليوم) يستخدم لإنتاج الضوء الأزرق والأخضر والأبيض (مع الفسفور). تغلف عبوة SMD القالب شبه الموصل في راتنج إيبوكسي شفاف أو مشتت، والذي يعمل أيضًا كعدسة لتشكيل خرج الضوء.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر اتجاه مصابيح LED المؤشرية والإضاءة الخلفية نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة طاقة كهربائية)، وأحجام عبوات أصغر لزيادة الكثافة، وتحسين الموثوقية. هناك أيضًا دافع قوي لاعتماد أوسع للمواد الصديقة للبيئة (خالية من الهالوجين، خالية من الرصاص) والعمليات. التكامل، مثل دمج مقاومات تحديد التيار أو دوائر التحكم IC داخل عبوة LED، هو تطور مستمر آخر لتبسيط تصميم دوائر المستخدم النهائي وتحسين اتساق الأداء.

إشعار تقييد التطبيق:هذا المنتج مخصص للتطبيقات العامة. قد لا يكون مناسبًا للتطبيقات عالية الموثوقية دون استشارة مسبقة وتأهيل. تشمل هذه التطبيقات، على سبيل المثال لا الحصر، أنظمة الطيران/العسكرية، وأنظمة السلامة/الأمان في السيارات (مثل الوسائد الهوائية، الفرامل)، والمعدات الطبية الحرجة للحياة. لهذه الاستخدامات، يجب الحصول على منتجات مصممة ومؤهلة لمتطلبات البيئة القاسية والموثوقية المحددة.