ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD 12-22/R6GHC-A30/2C - ثنائي اللون (أحمر/أخضر) - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

ثنائي باعث للضوء SMD 12-22 هو صمام ثنائي باعث للضوء مضغوط ومركب على السطح، مصمم لتطبيقات لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة. وهو من النوع متعدد الألوان، متوفر باللون الأحمر اللامع (باستخدام تقنية شريحة AlGaInP) والأخضر اللامع (باستخدام تقنية شريحة InGaN). الميزة الأساسية لهذا المكون هي بصمته المادية الأصغر بكثير مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطارات الرصاصية، مما يتيح تصغير المنتجات النهائية، وكثافة تعبئة أعلى على لوحات الدوائر، وتقليل متطلبات التخزين. إن بنيته الخفيفة الوزن تجعله مناسبًا بشكل خاص للأجهزة الإلكترونية المحمولة والمصغرة.

1.1 الميزات الأساسية والامتثال

• معبأ في شريط بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات للتجميع الآلي (Pick-and-Place).
• متوافق بالكامل مع عمليات لحام الريفو (Reflow) القياسية بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري.
• مصنوع من مواد خالية من الرصاص، مما يضمن الامتثال للوائح البيئية.
• المنتج يتوافق مع توجيهية الاتحاد الأوروبي RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• متوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي REACH (تسجيل وتقييم وترخيص وتقييد المواد الكيميائية).
• بناء خالٍ من الهالوجين: البروم (Br) < 900 جزء في المليون، الكلور (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:

• الإضاءة الخلفية:مثالي لمؤشرات لوحة القيادة، والإضاءة الخلفية للمفاتيح، وإضاءة الرموز.
• معدات الاتصالات:يعمل كمؤشرات حالة وإضاءة خلفية للأزرار في أجهزة مثل الهواتف وآلات الفاكس.
• تقنية العرض:يستخدم للإضاءة الخلفية المسطحة في شاشات LCD.
• التشوير للأغراض العامة:مناسب لمجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية التي تتطلب أضواء حالة مضغوطة وموثوقة.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

التحليل الرئيسي:النوع GH (الأخضر) لديه تحمل أعلى لتيار الذروة ولكن جهد تحمل ESD أقل بكثير (150 فولت مقابل 2000 فولت للأحمر). هذا يشير إلى أن شريحة InGaN أكثر حساسية للتفريغ الكهروستاتيكي وتتطلب احتياطات معالجة أكثر صرامة. كلا النوعين يدعمان نطاق درجة حرارة صناعي واسع.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند درجة حرارة محيطة (T_a) تساوي 25°م، وهذه المعلمات تحدد الأداء النموذجي._aالمعامل

I_F = 20 مللي أمبيرالجهد الأمامي

V_F

GH

فولت

I_F = 20 مللي أمبير

• التيار العكسيI_R
• R6ميكرو أمبير

V_R = 5 فولت

• التيار العكسيI_R
• GHميكرو أمبير

V_R = 5 فولتالتحليل الرئيسي:

الـ LED الأخضر (GH) يوفر عادة شدة إضاءة أعلى ولكن عند جهد أمامي أعلى (~3.3 فولت مقابل ~2.0 فولت للأحمر). هذا له آثار مباشرة على تصميم مصدر الطاقة. زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة توفر نمط إشعاع واسع مناسب لإضاءة المساحة. يجب مراعاة نطاقات الجهد الأمامي عند تصميم دوائر تحديد التيار لضمان سطوع متسق عبر دفعات الإنتاج.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق السطوع، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

R6 (أحمر AlGaInP):

الفئة Q:

72.0 ميللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 112.0 ميللي كانديلا (الحد الأقصى)

الفئة R:

112.0 ميللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 180.0 ميللي كانديلا (الحد الأقصى)

GH (أخضر InGaN):

الفئة R:

112.0 ميللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 180.0 ميللي كانديلا (الحد الأقصى)

الفئة S:

180.0 ميللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 285.0 ميللي كانديلا (الحد الأقصى)

• ملاحظة:تحدد ورقة البيانات تسامحًا قدره ±11% لشدة الإضاءة. يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار قطع تلبي متطلبات سطوع محددة لتطبيقهم، مما يضمن اتساقًا بصريًا في مصفوفات LED المتعددة أو أزواج المؤشرات المتطابقة.
• 4. تحليل منحنيات الأداءتوفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية للنوع R6 (الأحمر)، موضحة العلاقة بين المعلمات الرئيسية.
• 4.1 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةينخفض ناتج الـ LED مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. هذا اعتبار بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل في بيئات عالية الحرارة أو حيث يكون تسخين الـ LED الذاتي كبيرًا. يجب على المصممين تخفيض ناتج الضوء المتوقع بناءً على درجة حرارة التقاطع.
• 4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامييظهر هذا المنحنى أن ناتج الضوء ليس متناسبًا خطيًا مع التيار، خاصة عند التيارات الأعلى. قد يؤدي التشغيل فوق التيار الأمامي المستمر الموصى به (20 مللي أمبير) إلى عوائد متناقصة في السطوع مع زيادة تبديد الطاقة بشكل كبير وتقليل العمر الافتراضي.
• 4.3 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامييوضح منحنى IV العلاقة الأسية المميزة للصمام الثنائي. يمكن أن يتسبب تغيير بسيط في الجهد الأمامي في تغيير كبير في التيار. يؤكد هذا على الضرورة المطلقة لاستخدام مقاومة محددة للتيار أو محرك تيار ثابت على التوالي مع الـ LED لمنع الانحراف الحراري والتلف.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة5.1 أبعاد العبوة

يحتوي ثنائي باعث للضوء SMD 12-22 على جسم مستطيل مضغوط. تشمل الأبعاد الحرجة الطول الإجمالي والعرض والارتفاع، بالإضافة إلى توصيات نمط مساند اللحام. يُشار إلى القطب السالب عادةً بعلامة خضراء أو شق على العبوة. يعد الالتزام بتخطيط المساند المحدد أمرًا ضروريًا للحصول على لحام موثوق ومحاذاة صحيحة أثناء عملية الريفو.

6. إرشادات اللحام والتجميع

• 6.1 ملف تعريف لحام الريفو (Reflow)
• تم تصنيف المكون للحام الريفو الخالي من الرصاص. ملف تعريف درجة الحرارة الموصى به حاسم:
• التسخين المسبق:
• 150–200°م لمدة 60–120 ثانية.
• الوقت فوق نقطة السيولة (217°م):

60–150 ثانية.

درجة الحرارة القصوى:

• 260°م كحد أقصى، لا تزيد عن 10 ثوانٍ.معدل التسخين:
• 6°م/ثانية كحد أقصى.معدل التبريد:
• 3°م/ثانية كحد أقصى.قاعدة حرجة:

يجب ألا يتم إجراء لحام الريفو أكثر من مرتين على نفس تجميع الـ LED.

6.2 احتياطات اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي لا مفر منه:

• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف أقل من 350°م.حدد وقت التلامس إلى 3 ثوانٍ لكل طرف.
• استخدم مكواة بقدرة 25 واط أو أقل.اسمح بفترة تبريد لا تقل عن 2 ثانية بين لحام كل طرف.
• تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على جسم الـ LED أثناء التسخين.6.3 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مقاومة للرطوبة مع مجفف.

قبل الفتح:

• قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤90% رطوبة نسبية.بعد الفتح (عمر الأرضية):
• 168 ساعة (7 أيام) عند ≤30°م و ≤60% رطوبة نسبية.التجفيف:
• إذا تم تجاوز عمر الأرضية أو أشار المجفف إلى الرطوبة، قم بالتجفيف عند 60 ±5°م لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.7. معلومات التعبئة والطلب
• 7.1 مواصفات الشريط والبكرةيتم توريد مصابيح LED في شريط حامل بارز ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات.
• عرض الشريط الحامل:8 مم.
• تباعد الجيوب:محدد في الرسم الأبعادي.

الكمية لكل بكرة:

2000 قطعة.

7.2 شرح الملصقتحتوي ملصقات البكرة على رموز للتتبع والمواصفات:_sP/N:_fرقم المنتج (مثال: 12-22/R6GHC-A30/2C)._fQTY:_sكمية التعبئة._fCAT:_fرتبة شدة الإضاءة (كود الفئة: Q, R, S)._fHUE:

إحداثيات اللونية ورتبة الطول الموجي السائد.

REF:

رتبة الجهد الأمامي.

LOT No:

رقم دفعة التصنيع للتتبع.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 ضرورة تصميم الدائرة

تحديد التيار إلزامي.

No.الـ LED هو جهاز يعمل بالتيار. توصيله مباشرة بمصدر جهد سيؤدي إلى سحب تيار مفرط، مما يؤدي إلى فشل فوري. يجب حساب مقاومة على التوالي بناءً على جهد الإمداد (V_s)، والجهد الأمامي للـ LED (V_F)، والتيار الأمامي المطلوب (I_F): R = (V_s - V_F) / I_F. استخدم دائمًا أقصى قيمة V_F من ورقة البيانات لتصميم متحفظ.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من صغرها، يجب مراعاة تبديد الطاقة (حتى 95 مللي واط للنوع الأخضر)، خاصة في العلب المغلقة أو المصفوفات عالية الكثافة. تأكد من أن لوحة الدوائر المطبوعة لديها مساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية لتبديد الحرارة ومنع تجاوز درجة حرارة تقاطع الـ LED الحد الأقصى للتشغيل، مما يقلل من ناتج الضوء والعمر الافتراضي._p8.3 الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD)خاصة للنوع GH (الأخضر) ذو تصنيف ESD HBM المنخفض 150 فولت، نفذ إجراءات الحماية من ESD أثناء المناولة والتجميع. وهذا يشمل استخدام محطات عمل مؤرضة، وأسوار معصم، وأجهزة تأيين في بيئات الإنتاج.
9. المقارنة الفنية والتمييز_dتقدم عبوة 12-22 توازنًا بين الحجم والأداء. مقارنة بمصابيح LED SMD الأكبر (مثل 3528، 5050)، فإنها توفر ناتج ضوء إجمالي أقل ولكنها تتيح تصغيرًا فائقًا. مقارنة بمصابيح LED الشريحية الأصغر (مثل 0402، 0603)، فإنها أسهل في المناولة واللحام يدويًا إذا لزم الأمر، وغالبًا ما يكون لها زوايا رؤية وشدة أفضل بسبب عدستها المصبوبة. توفر القدرة متعددة الألوان (أحمر/أخضر) في بصمة عبوة واحدة مرونة تصميمية لمؤشرات ثنائية اللون.10. الأسئلة الشائعة

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بدون مقاومة؟

هذا سيدمر الـ LED حتمًا تقريبًا. العلاقة الأسية IV تعني أن زيادة طفيفة في الجهد تسبب تيارًا زائدًا هائلاً.

10.2 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λ_P):

الطول الموجي الفردي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة.

الطول الموجي السائد (λ_D):

الطول الموجي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملحوظ للـ LED. يتم حسابه بناءً على استجابة العين البشرية للألوان (مخطط CIE). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.10.3 لماذا يختلف تصنيف ESD بين الأحمر والأخضر؟
المواد شبه الموصلة المختلفة (AlGaInP مقابل InGaN) وبنى الشرائح لها اختلافات جوهرية في حساسيتها للتفريغ الكهروستاتيكي. مصابيح LED القائمة على InGaN (أزرق، أخضر، أبيض) بشكل عام أكثر حساسية لـ ESD من تلك القائمة على AlGaInP (أحمر، كهرماني).10.4 هل يمكن استخدامه لإضاءة مقصورة السيارة الداخلية؟
على الرغم من أنه قد يكون مناسبًا تقنيًا لبعض التطبيقات الداخلية (مثل الإضاءة الخلفية للمفاتيح)، تتضمن ورقة البيانات ملاحظة "تقييدات التطبيق" تنصح بعدم الاستخدام في أنظمة سلامة/أمان السيارات عالية الموثوقية بدون تأهيل إضافي. للإضاءة الداخلية غير الحرجة، قد يكون مقبولاً، لكن نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-40°م إلى +85°م) عامل إيجابي.11. دراسة حالة تصميمية عملية
11.1 تصميم مؤشر حالة ثنائي اللون_fالسيناريو:_fإنشاء ضوء حالة مضغوط على لوحة الدوائر المطبوعة يظهر باللون الأحمر لـ "عطل" وبالأخضر لـ "طبيعي"._الحل:استخدم ثنائي باعث للضوء 12-22/R6 (أحمر) وثنائي باعث للضوء 12-22/GH (أخضر) موضوعين جنبًا إلى جنب.
الدائرة:_fصمم دائرتي تشغيل مستقلتين. لمصدر طاقة 5 فولت:_fللأحمر (V_F max = 2.4 فولت، I_F = 20 مللي أمبير): R_red = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 أوم. استخدم مقاومة قياسية 130Ω أو 150Ω._{للأخضر (V_F max = 3.7 فولت، I_F = 20 مللي أمبير): R_green = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 أوم. استخدم مقاومة قياسية 68Ω.}التخطيط:
اتبع تخطيط المساند الموصى به من رسم العبوة. تأكد من أن اتجاه علامات القطب السالك صحيح. وفر راحة حرارية صغيرة على مساند لوحة الدوائر المطبوعة إذا كان من المتوقع اللحام اليدوي.12. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة شبه موصلة تشع الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تندمج الإلكترونات من المنطقة من النوع n مع الفجوات من المنطقة من النوع p داخل الطبقة النشطة (مادة الشريحة: AlGaInP للأحمر، InGaN للأخضر). يطلق هذا الاندماج الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة المستخدمة في الطبقة النشطة. تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي المصبوب كعدسة لتشكيل ناتج الضوء وحماية الشريحة شبه الموصلة الحساسة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير مصابيح LED SMD مثل 12-22 اتجاهات صناعية أوسع نحو التصغير، وزيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وموثوقية أعلى. تستمر التطورات في تقنيات النمو الطبقي للمواد AlGaInP و InGaN في تحسين الكفاءة الكمية الداخلية ونقاء اللون. تركز تكنولوجيا التعبئة على إدارة حرارية أفضل للتعامل مع كثافات طاقة متزاادة وتصميمات بصرية محسنة لأنماط حزم محكومة. يعكس السعي نحو الامتثال للوائح الخالية من الهالوجين و RoHS/REACH استجابة الصناعة للوائح البيئية العالمية. إن دمج شرائح ألوان متعددة داخل عبوة واحدة (مثل RGB) هو امتداد منطقي لمفهوم الألوان المتعددة المقدم في ورقة البيانات هذه.

The development of SMD LEDs like the 12-22 follows broader industry trends towards miniaturization, increased efficiency (lumens per watt), and higher reliability. Advancements in epitaxial growth techniques for AlGaInP and InGaN materials continue to improve internal quantum efficiency and color purity. Packaging technology focuses on better thermal management to handle increasing power densities and enhanced optical designs for controlled beam patterns. The drive for halogen-free and RoHS/REACH compliance reflects the industry's response to global environmental regulations. The integration of multiple color chips within a single package (e.g., RGB) is a logical extension of the multi-color concept presented in this datasheet.