ورقة بيانات LED SMD 17-215/S2C-CP2R1B/3T - برتقالي لامع - 2.0x1.25x0.8مم - 2.35 فولت كحد أقصى - 60 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 17-215/S2C-CP2R1B/3T ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع السطح (SMD) مُصممًا للتطبيقات عالية الكثافة والمصغرة. يستخدم تقنية أشباه الموصلات AIGaInP لإنتاج إخراج ضوئي برتقالي لامع. يتميز هذا المكون بمساحة صغيرة، وبناء خفيف الوزن، وتوافق مع عمليات التجميع الآلي الحديثة.

1.1 المزايا الأساسية

تنبع المزايا الأساسية لهذا LED من عبوته من نوع SMD. حجمه الأصغر بكثير مقارنة بـ LEDs التقليدية ذات الإطار الرصاصي يتيح تصميم لوحات دوائر مطبوعة (PCBs) أكثر إحكاما. هذا يؤدي إلى كثافة أعلى لتعبئة المكونات، وتقليل متطلبات مساحة التخزين لكل من المكونات والمنتجات النهائية، ويسمح في النهاية بإنشاء معدات نهائية للمستخدم أصغر حجمًا. تجعل طبيعة العبوة الخفيفة الوزن مناسبة بشكل خاص للأجهزة الإلكترونية المحمولة والمصغرة حيث يكون الوزن عاملاً حاسمًا.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا LED تطبيقات الإضاءة العامة والإشارة عبر الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية. تشمل مجالات التطبيق المحددة الإضاءة الخلفية لألواح العدادات، والمفاتيح، والرموز؛ وظائف المؤشر والإضاءة الخلفية في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وآلات الفاكس؛ وكمنبع إضاءة خلفية مسطح للشاشات الكريستالية السائلة (LCDs). يجعل تصميمه للأغراض العامة منه مناسبًا لمجموعة واسعة من مهام المؤشر والإضاءة منخفضة المستوى الأخرى.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

يقدم هذا القسم تحليلاً تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الفنية الرئيسية للجهاز كما تم تعريفها في تصنيفاته القصوى المطلقة وخصائصه الكهروضوئية.

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد التصنيفات القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف تشغيل موصى بها.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):60 مللي أمبير. هذا مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز) للتعامل مع الارتفاعات العابرة.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ميغاواط. أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها، محسوبة كجهد أمامي مضروبًا في التيار الأمامي، مع مراعاة القيود الحرارية.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):تصنيف نموذج جسم الإنسان (HBM) 2000 فولت. يشير هذا إلى مستوى متوسط من متانة ESD؛ لا تزال إجراءات التعامل السليم ضرورية.
• نطاقات درجة الحرارة:التشغيل من -40°C إلى +85°C والتخزين من -40°C إلى +90°C، مما يجعله مناسبًا للبيئات الصناعية.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل لحام إعادة التدفق عند 260°C لمدة 10 ثوانٍ أو اللحام اليدوي عند 350°C لمدة 3 ثوانٍ، متوافق مع عمليات اللحام الخالية من الرصاص (Pb-free).

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم قياسها في حالة اختبار قياسية 25°C وتيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير، تحدد هذه المعلمات أداء الجهاز.

• الشدة الضوئية (I_v):تتراوح من حد أدنى 57.00 mcd إلى حد أقصى 140.00 mcd. لم يتم تحديد القيمة النموذجية، مما يشير إلى أن الأداء يتم إدارته من خلال نظام تصنيف (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):زاوية رؤية واسعة نموذجية 130 درجة، توفر نمط انبعاث واسع مناسب لتطبيقات الإضاءة الخلفية والمؤشر.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):عادة 611 نانومتر، مما يضع الانبعاث في المنطقة البرتقالية من الطيف المرئي.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 603.50 نانومتر إلى 609.50 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية ويتم التحكم فيه بدقة.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):عادة 17 نانومتر، مما يشير إلى انبعاث طيفي ضيق نسبيًا متمركز حول الطول الموجي الذروي.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 1.75 فولت إلى 2.35 فولت عند 20 مللي أمبير. هذه المعلمة أيضًا مصنفة.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق انحياز عكسي 5 فولت. تشير ورقة البيانات صراحةً إلى أن الجهاز غير مصمم للتشغيل العكسي؛ هذا الاختبار للتحقق من الجودة فقط.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان أداء متسق في الإنتاج، يتم فرز LEDs إلى فئات أداء. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي معايير محددة لتطبيقهم.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

يتم تصنيف الشدة الضوئية إلى أربع فئات (P2, Q1, Q2, R1)، مع تعريف قيم دنيا وقصوى. على سبيل المثال، تحتوي الفئة R1 على LEDs بشدة بين 112.00 mcd و 140.00 mcd. يمكن للمصممين تحديد رمز فئة لضمان مستوى سطوع أدنى لتطبيقهم.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

الطول الموجي السائد، الذي يرتبط باللون المدرك، يتم تصنيفه إلى نطاقين: D9 (603.50 - 606.50 نانومتر) و D10 (606.50 - 609.50 نانومتر). يضمن هذا التحكم الدقيق اتساق اللون عبر عدة LEDs في مصفوفة أو شاشة.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي إلى ثلاثة رموز: 0 (1.75 - 1.95 فولت)، 1 (1.95 - 2.15 فولت)، و 2 (2.15 - 2.35 فولت). يمكن أن تكون معرفة فئة V_Fمهمة لتصميم مصدر الطاقة، خاصة عند تشغيل عدة LEDs على التوالي، لضمان توزيع موحد للتيار والسطوع.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما تشير ملف PDF إلى منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية، لم يتم توفير الرسوم البيانية المحددة لمعلمات مثل الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي، والجهد الأمامي مقابل درجة حرارة الوصلة، والتوزيع الطيفي في المحتوى المستخرج. في ورقة البيانات الكاملة، تعتبر هذه المنحنيات حاسمة لفهم سلوك الجهاز في ظل ظروف غير قياسية (مثل تيارات تشغيل مختلفة أو درجات حرارة محيطة). سيستخدم المصممون منحنى IV لتحديد قيمة المقاوم المحدد للتيار الضرورية ومنحنيات تخفيض درجة الحرارة لفهم كيفية انخفاض الناتج الضوئي مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتميز الجهاز بعلبة SMD قياسية. الأبعاد الرئيسية (بتحمل نموذجي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك) هي تقريبًا 2.0 مم في الطول، 1.25 مم في العرض، و 0.8 مم في الارتفاع. تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا بأبعاد يظهر تخطيط الوسادة، ومخطط المكون، وعلامة القطبية (عادة ما يُشار إليها بعلامة الكاثود على العبوة).

5.2 تحديد القطبية والتركيب

القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل. تتضمن العبوة علامة مرئية لتحديد الكاثود. يتم توفير نمط أرضية PCB الموصى به (تصميم الوسادة) لضمان تكوين وصلة لحام سليمة واستقرار ميكانيكي أثناء إعادة التدفق. الالتزام بهذا النمط أمر بالغ الأهمية للتجميع الآلي الموثوق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل واللحام السليمان أمران بالغا الأهمية للموثوقية.

6.1 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة المكونات في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف. لا يجب فتح الكيس حتى تكون الأجزاء جاهزة للاستخدام. بعد الفتح، يجب تخزين LEDs غير المستخدمة عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية واستخدامها خلال 168 ساعة (7 أيام). إذا تم تجاوز هذه الفترة أو أظهر مؤشر المجفف التشبع، فإنه يلزم تجفيفها عند 60 ±5°C لمدة 24 ساعة قبل اللحام لمنع تلف \"انفشار الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

6.2 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم تحديد ملف تعريف إعادة تدفق خالٍ من الرصاص (Pb-free):

• التسخين المسبق:150-200°C لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (217°C):60-150 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى:260°C كحد أقصى، يتم الاحتفاظ بها لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ.
• معدل التسخين:حد أقصى 6°C/ثانية حتى 255°C.
• معدل التبريد:حد أقصى 3°C/ثانية.

6.3 اللحام اليدوي وإعادة العمل

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، يجب أن تكون درجة حرارة طرف المكواة أقل من 350°C، ويتم تطبيقها لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل طرف. يوصى بمكواة منخفضة الطاقة (<25 واط). يجب مراعاة فترة تبريد لا تقل عن 2 ثانية بين لحام كل طرف. لا يُنصح بشدة بإعادة العمل. إذا كان لا مفر منه تمامًا، فيجب استخدام مكواة لحام برأس مزدوج متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد، ويجب التحقق من تأثير ذلك على خصائص LED مسبقًا.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 التعبئة بشريط وبكرة

يتم توريد LEDs في شريط ناقل بارز بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. يتم توفير أبعاد مفصلة لجيوب الشريط الناقل والبكرة لضمان التوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حاسمة للتتبع والتطبيق الصحيح:

• P/N:رقم منتج الشركة المصنعة (17-215/S2C-CP2R1B/3T).
• CAT:رمز فئة الشدة الضوئية (مثل P2, Q1, R1).
• HUE:رمز فئة الطول الموجي السائد (مثل D9, D10).
• REF:رمز فئة الجهد الأمامي (مثل 0, 1, 2).
• LOT No:رقم دفعة التصنيع لتتبع الجودة.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تحديد التيار إلزامي

LEDs هي أجهزة تعمل بالتيار.مقاوم محدد للتيار خارجي مطلوب تمامًا.الجهد الأمامي له معامل درجة حرارة سالب وتحمل تصنيعي. زيادة طفيفة في جهد التغذية بدون مقاوم متسلسل ستسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار الأمامي. يتم حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_{التغذية}- V_F) / I_F, حيث I_Fهو تيار التشغيل المطلوب (≤25 مللي أمبير تيار مستمر).

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن العبوة صغيرة، فإن تبديد الطاقة (حتى 60 ميغاواط) يولد حرارة. للحصول على عمر أطول واستقرار في الناتج الضوئي، تأكد من أن PCB توفر تخفيفًا حراريًا كافيًا. تجنب وضع LED في مساحات مغلقة بدون تهوية. أقصى درجة حرارة تشغيل هي 85°C محيطة؛ ستكون درجة حرارة الوصلة الفعلية أعلى.

8.3 قيود التطبيق

تم تصميم هذا المنتج للتطبيقات التجارية والصناعية العامة. لم يتم تأهيله خصيصًا للتطبيقات عالية الموثوقية حيث يمكن أن يؤدي الفشل إلى إصابة خطيرة أو خسارة، مثل أنظمة السلامة في السيارات (وسائد هوائية، فرامل)، أنظمة عسكرية/فضائية، أو معدات طبية داعمة للحياة. لمثل هذه التطبيقات، يجب الحصول على مكونات ذات مؤهلات وبيانات موثوقية مناسبة.

9. المقارنة الفنية والتمييز

المميزات الرئيسية لهذا LED هي مزيج من عبوة SMD مضغوطة للغاية (تمكين التصغير)، وزاوية رؤية واسعة 130 درجة (جيدة للإضاءة المساحية)، واستخدام تقنية AIGaInP التي توفر عادةً كفاءة أعلى وتشبع لوني أفضل في طيف الأحمر-البرتقالي-الكهرماني مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP. امتثاله لمعايير RoHS و REACH والخالية من الهالوجين يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما المقاوم الذي أحتاجه لمصدر طاقة 5 فولت لتشغيل هذا LED عند 20 مللي أمبير؟

ج: باستخدام أقصى V_Fقدره 2.35 فولت لتصميم متحفظ: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω. مقاوم قياسي 130Ω أو 150Ω سيكون مناسبًا. تأكد دائمًا من التيار الفعلي بالقياسات.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بنبضات عند تيارات أعلى للحصول على ومضات أكثر سطوعًا؟

ج: نعم، ولكن فقط ضمن التصنيفات القصوى المطلقة. يمكنك النبض حتى 60 مللي أمبير، ولكن يجب أن تكون دورة العمل 10% أو أقل (مثل 1 مللي ثانية تشغيل، 9 مللي ثانية إيقاف) بتردد 1 كيلو هرتز. يجب ألا يتجاوز متوسط التيار 25 مللي أمبير.

س: كيف أضمن اتساق اللون عبر عدة LEDs في منتجي؟

ج: حدد فئة طول موجي سائد ضيقة (إما D9 أو D10، غير مختلطة) عند الطلب. للحصول على أعلى اتساق، اطلب من نفس دفعة التصنيع (LOT No.).

س: الكيس مفتوح لمدة أسبوع. هل لا يزال بإمكاني استخدام LEDs؟

ج: أولاً، تحقق من مؤشر المجفف. إذا تغير لونه، أو إذا مرت 168 ساعة منذ الفتح، يجب تجفيف LEDs عند 60°C لمدة 24 ساعة قبل محاولة لحامها لمنع التلف الناجم عن الرطوبة.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه شبكة.تتطلب اللوحة 10 LEDs برتقالية لإظهار نشاط الرابط وحالة الطاقة. المساحة محدودة على PCB.

خيارات التصميم:تم اختيار LED 17-215 لمساحته الصغيرة 2.0x1.25 مم، مما يسمح لجميع الـ 10 LEDs بالتواجد في صف ضيق. تضمن زاوية الرؤية الواسعة 130 درجة رؤية المؤشرات من زوايا مختلفة. يحدد المصمم الفئة R1 للشدة الضوئية لضمان الرؤية في غرفة مضاءة جيدًا والفئة D10 للون برتقالي متسق. يتم وضع مقاوم 150Ω على التوالي مع كل LED، متصلًا بسكة نظام 3.3 فولت، مما يؤدي إلى تيار تشغيل يبلغ حوالي 18-20 مللي أمبير اعتمادًا على فئة V_Fللـ LED الفردي. يتبع تخطيط PCB نمط الوسادة الموصى به، ويستخدم مصنع التجميع ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص المحدد.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات فوسفيد الألومنيوم الإنديوم الغاليوم (AIGaInP) المزروعة على ركيزة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقق الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تحدد النسبة المحددة للألومنيوم والإنديوم والغاليوم في الشبكة البلورية طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، البرتقالي (~611 نانومتر). يتم استخدام عدسة الراتنج \"الصافية كالماء\" لتعظيم استخراج الضوء من شريحة أشباه الموصلات دون تغيير اللون، على عكس الراتنجات المنتشرة أو الملونة.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يستمر الاتجاه في LEDs من نوع SMD لتطبيقات المؤشر والإضاءة الخلفية نحو كفاءة أعلى (مزيد من الناتج الضوئي لكل مللي أمبير من التيار)، وحزم أصغر حجمًا لزيادة الكثافة، وتحسين اتساق اللون واستقراره عبر درجة الحرارة والعمر الافتراضي. هناك أيضًا دافع قوي لاعتماد أوسع للمواد الصديقة للبيئة، كما يتضح من امتثال هذا المنتج لمعايير الخالية من الهالوجين والخالية من الرصاص. علاوة على ذلك، فإن دمج الميزات، مثل المقاومات المحددة للتيار المدمجة أو مشغلات IC داخل عبوة LED، هو اتجاه متزايد لتبسيط تصميم الدوائر وتوفير مساحة اللوحة، على الرغم من أن هذا الجهاز المعين يظل مكونًا منفصلاً.