ورقة بيانات LED SMD 15-215/R6C-AM2P1VY/2T - أحمر ساطع - 2.0x1.25x0.8mm - 2.2V كحد أقصى - 60mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يعد 15-215 مصباح LED من نوع جهاز التركيب السطحي (SMD) مصممًا للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. لونه الأساسي المنبعث هو الأحمر الساطع، ويتم تحقيقه باستخدام شريحة AlGaInP مغلفة بغلاف راتنجي شفاف تمامًا. تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون بصمته المصغرة، وتوافقه مع عمليات التجميع الآلي، وامتثاله للمعايير البيئية والسلامة الحديثة مثل RoHS وREACH ومتطلبات الخلو من الهالوجين.

يستهدف المنتج التطبيقات التي تتطلب إضاءة مؤشر أو إضاءة خلفية موثوقة ومضغوطة. يتيح حجمه الصغير تقليصًا كبيرًا في مساحة اللوحة المطبوعة وأبعاد المنتج النهائي، بينما يجعل بنيته الخفيفة منه مناسبًا للأجهزة المحمولة والمصغرة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

قد يؤدي تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود إلى تلف دائم. تشمل التصنيفات الرئيسية أقصى جهد عكسي (VR) يبلغ 5V وتيار تشغيل أمامي مستمر (IF) يبلغ 25mA. يمكن للجهاز تحمل تيار أمامي ذروي (IFP) يبلغ 60mA في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1kHz). أقصى تبديد للطاقة (Pd) هو 60mW. يتم تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل من -40°C إلى +85°C، مع نطاق تخزين أوسع قليلاً من -40°C إلى +90°C. تم تصنيف المكون للحام إعادة التدفق عند 260°C لمدة 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم تعريف معايير الأداء الرئيسية عند قياسها بتيار اختبار قياسي يبلغ 5mA ودرجة حرارة محيطة تبلغ 25°C. تتراوح شدة الإضاءة (Iv) بشكل نموذجي، مع تحديد قيم دنيا و قصوى محددة في جداول التصنيف. يتميز الجهاز بزاوية مشاهدة واسعة جدًا (2θ1/2) تبلغ 140 درجة، مما يوفر إضاءة واسعة ومتساوية. يقع الطول الموجي السائد (λd) ضمن الطيف الأحمر، وتحديدًا بين 617.5 نانومتر و 633.5 نانومتر، مع طول موجي ذروي نموذجي (λp) حوالي 632 نانومتر. جهد التشغيل الأمامي (VF) منخفض نسبيًا، يتراوح من 1.70V إلى 2.20V عند 5mA، مما يساهم في كفاءة الطاقة.

3. شرح نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات (بينات) لضمان الاتساق في المعايير الرئيسية. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات التطبيق المحددة للسطوع واللون والسلوك الكهربائي.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى أربع مجموعات: M2، N1، N2، و P1. تمثل مجموعة P1 أعلى مجموعة سطوع، حيث تتراوح الشدة من 45.0 mcd إلى 57.0 mcd عند 5mA. ينطبق تسامح ±11% داخل كل مجموعة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم فرز اللون، المحدد بالطول الموجي السائد، إلى أربع مجموعات: E4، E5، E6، و E7. تغطي مجموعة E4 الألوان الحمراء ذات الطول الموجي الأقصر (617.5-621.5 نانومتر)، بينما تغطي مجموعة E7 الألوان الحمراء ذات الطول الموجي الأطول (629.5-633.5 نانومتر). التسامح هو ±1 نانومتر.

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم تصنيف جهد التشغيل الأمامي إلى أربع مجموعات: 19، 20، 21، و 22. على سبيل المثال، تغطي المجموعة 19 VF من 1.70V إلى 1.80V. يساعد هذا التصنيف في تصميم دوائر قيادة تيار متسقة، خاصة عند استخدام مصابيح LED متعددة على التوالي. التسامح هو ±0.05V.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية. بينما لا يتم تفصيل رسوم بيانية محددة في النص المقدم، فإن هذه المنحنيات توضح عادة العلاقة بين تيار التشغيل الأمامي وشدة الإضاءة، وجهد التشغيل الأمامي مقابل درجة الحرارة، وتوزيع القدرة الطيفية. يعد تحليل هذه المنحنيات أمرًا بالغ الأهمية لفهم الأداء في ظل ظروف غير قياسية، مثل تيارات القيادة المختلفة أو درجات الحرارة المحيطة، مما يؤثر على سطوع الإخراج وعمر الجهاز.

5. المعلومات الميكانيكية وبيانات العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يحتوي LED على عبوة SMD مضغوطة. الأبعاد الرئيسية تقريبًا 2.0 مم في الطول، و 1.25 مم في العرض، و 0.8 مم في الارتفاع (تسامح ±0.1 مم). تتضمن العبوة طرفي أنود وطرفي كاثود للحام مستقر.

5.2 تحديد القطبية

تتميز العبوة بمؤشر قطبية، عادة ما يكون شقًا أو زاوية مشطوفة، لضمان الاتجاه الصحيح أثناء التجميع. سيؤدي الوضع غير الصحيح إلى منع إضاءة LED وقد يعرضه لإجهاد الجهد العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

للحام الخالي من الرصاص، يجب اتباع ملف تعريف درجة حرارة محدد: التسخين المسبق بين 150-200°C لمدة 60-120 ثانية، ووقت فوق السائل (217°C) من 60-150 ثانية، ودرجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يتم أيضًا تحديد أقصى معدلات تسخين وتبريد لمنع الصدمة الحرارية. لا ينبغي إجراء إعادة التدفق أكثر من مرتين.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، يجب أن تكون درجة حرارة طرف المكواة أقل من 350°C، ولا يجب أن يتجاوز وقت التلامس لكل طرف 3 ثوانٍ. يوصى باستخدام مكواة منخفضة الطاقة (≤25W)، مع وقت تبريد كافٍ بين لحام كل طرف لتجنب السخونة الزائدة.

6.3 التخزين والتعامل

يتم تعبئة المكونات في أكياس مقاومة للرطوبة مع مجفف. لا يجب فتح الكيس حتى تكون الأجزاء جاهزة للاستخدام. إذا تم فتح الكيس، فإن مصابيح LED لها "عمر أرضي" لمدة عام واحد في ظل ظروف خاضعة للرقابة (≤30°C، ≤60% رطوبة نسبية). يتطلب تجاوز وقت التخزين أو تلاشي المجفف معالجة مسبقة بالخبز عند 60±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. تتضمن التعبئة ملصقات بمعلومات حرجة: رقم المنتج (P/N)، الكمية (QTY)، ورموز التصنيف المحددة لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، وجهد التشغيل الأمامي (REF).

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب تمامًا لتطبيقات الإضاءة الخلفية في لوحات عدادات السيارات والمفاتيح، ومؤشرات والإضاءة الخلفية في أجهزة الاتصالات (الهواتف، أجهزة الفاكس)، والإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات LCD والرموز، والإشارة العامة للحالة.

8.2 اعتبارات تصميم حرجة

الحد من التيار:مقاومة خارجية للحد من التيار إلزامية. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار؛ يمكن أن يؤدي تغيير صغير في جهد التشغيل الأمامي إلى تغيير كبير في التيار، مما قد يؤدي إلى فشل فوري (احتراق). يجب حساب قيمة المقاومة بناءً على جهد الإمداد وتيار التشغيل الأمامي المطلوب (عادة 5-20mA، لا يتجاوز 25mA).
إدارة الحرارة:على الرغم من أن العبوة صغيرة، فإن ضمان مساحة نحاسية كافية في اللوحة المطبوعة أو الفتحات الحرارية يمكن أن يساعد في تبديد الحرارة، خاصة عند التشغيل بتيارات أعلى أو في درجات حرارة محيطة مرتفعة، وبالتالي الحفاظ على الأداء والموثوقية.
حماية من الكهرباء الساكنة (ESD):على الرغم من أن الجهاز لديه تصنيف ESD لنموذج جسم الإنسان (HBM) يبلغ 2000V، لا يزال يوصى باتخاذ احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الأطراف، يقدم LED SMD 15-215 مزايا كبيرة في الحجم والوزن وملاءمته للتجميع الآلي (pick-and-place)، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التصنيع للإنتاج بكميات كبيرة. توفر زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 140 درجة انبعاث ضوء أكثر تجانسًا مقارنة بالأجهزة ذات الزوايا الضيقة، مما يجعلها أفضل لإضاءة المساحات. يوفر نظام مادة AlGaInP المحدد كفاءة عالية ونقاء لوني جيد في الطيف الأحمر.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر منطقي 3.3V أو 5V؟
ج: لا. يجب عليك دائمًا استخدام مقاومة متسلسلة للحد من التيار. يتم حساب قيمة المقاومة المطلوبة (R) كالتالي: R = (جهد_الإمداد - VF) / IF. على سبيل المثال، مع مصدر 5V، و VF بقيمة 2.0V، و IF مستهدف بقيمة 20mA: R = (5 - 2) / 0.02 = 150 أوم.

س: ماذا يعني لون الراتنج "الشفاف تمامًا"؟
ج: يعني أن العدسة المغلفة شفافة، غير منتشرة أو ملونة. هذا يسمح برؤية اللون الحقيقي لشريحة AlGaInP (أحمر ساطع) مباشرة، مما يؤدي غالبًا إلى مظهر لوني أكثر تشبعًا وكثافة.

س: كيف أفسر رقم الجزء 15-215/R6C-AM2P1VY/2T؟
ج: بينما قد يكون فك التشفير الكامل خاصًا بالشركة، تشير الأجزاء عادةً إلى السلسلة (15-215)، وربما رمز اللون/السطوع (R6C)، ورموز التصنيف المحددة (A، M2، P1، VY، 2T) المقابلة لشدة الإضاءة، والطول الموجي، ومجموعات الجهد الموضحة في ورقة البيانات.

11. دراسة حالة تطبيقية عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه شبكة.
تتطلب اللوحة مصابيح LED حمراء ساطعة متعددة للإشارة إلى الطاقة، ونشاط الشبكة، وأخطاء النظام. تم اختيار LED 15-215 في مجموعة السطوع P1 للرؤية العالية. تم اختيار تصميم باستخدام خط طاقة مشترك 3.3V. بالحساب لتيار قيادة محافظ 15mA و VF نموذجي 1.9V (من المجموعة 20)، تكون قيمة المقاومة (3.3V - 1.9V) / 0.015A = 93.3 أوم. تم اختيار مقاوم قياسي 100 أوم، مما يؤدي إلى تيار تشغيل أمامي يبلغ حوالي 14mA، وهو ضمن المواصفات ويوفر سطوعًا وافرًا مع ضمان موثوقية طويلة الأمد. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 140 درجة رؤية الحالة من زوايا مختلفة حول الجهاز.

12. مبدأ التشغيل

هذا LED هو مصدر ضوء شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد التشغيل الأمامي المميز له (VF) عبر الأنود والكاثود، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة لشريحة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات، مع تحديد فجوة النطاق المحددة لمادة AlGaInP الطول الموجي للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأحمر الساطع. تعمل عدسة الراتنج الإيبوكسي الشفافة تمامًا على حماية القطعة شبه الموصلة، وتشكيل حزمة إخراج الضوء، وتعزيز استخراج الضوء من الشريحة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يعد تطوير مصابيح LED من نوع SMD مثل 15-215 جزءًا من الاتجاه الأوسع في الإلكترونيات نحو التصغير، وزيادة الموثوقية، والتصنيع الآلي. أدت التطورات في مواد أشباه الموصلات، مثل AlGaInP، إلى تحسينات مستمرة في الفعالية الضوئية (إخراج الضوء لكل مدخل كهربائي) واستقرار اللون مع مرور الوقت ودرجة الحرارة. قد تركز الاتجاهات المستقبلية على مزيد من المكاسب في الكفاءة، وحتى أحجام عبوات أصغر للتطبيقات فائقة الكثافة، وأداء حراري محسن لدعم تيارات قيادة أعلى في مساحات مضغوطة. كما تواصل الصناعة التأكيد على الامتثال البيئي، مما يؤدي إلى التخلص من المواد الخطرة وتحسين إمكانية إعادة التدوير.