جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 1.1 المزايا الأساسية
- 1.2 السوق المستهدف والتطبيقات
- 2. تحليل المعلمات التقنية
- 2.1 الحدود القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهروضوئية
- 3. شرح نظام التصنيف
- 3.1 تصنيف شدة الإضاءة
- 3.2 تصنيف الطول الموجي السائد
- 3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي
- 4. تحليل منحنيات الأداء
- 5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة
- 5.1 أبعاد العبوة
- 5.2 تحديد القطبية وتصميم مسارات اللحام
- 6. إرشادات اللحام والتركيب
- 6.1 ملف تعريف لحام الريفلو
- 6.2 احتياطات اللحام اليدوي
- 6.3 التخزين والحساسية للرطوبة
- 7. معلومات التعبئة والطلب
- 7.1 مواصفات التعبئة
- 7.2 شرح الملصق ورقم الموديل
- 8. اعتبارات تصميم التطبيق
- 8.1 تحديد التيار والحماية
- 8.2 إدارة الحرارة
- 8.3 قيود التطبيق
- 9. المقارنة التقنية والتمييز
- 10. الأسئلة الشائعة (FAQ)
- 10.1 كيف أحسب المقاومة المتسلسلة؟
- 10.2 هل يمكنني استخدام هذا للإضاءة الداخلية للسيارات؟
- 10.3 لماذا تعتبر ظروف التخزين بعد فتح الكيس مهمة جدًا؟
- 11. حالة عملية للتصميم والاستخدام
- 12. مبدأ التشغيل
- 13. اتجاهات التكنولوجيا
1. نظرة عامة على المنتج الـ 19-213 هو LED من نوع جهاز السطح المثبت (SMD) مصمم للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. باستخدام تقنية شريحة AlGaInP، فإنه يصدر ضوءًا أحمرًا لامعًا. يسمح شكله المدمج بتقليل كبير في حجم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وأبعاد المعدات بشكل عام، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. المكون خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع RoHS، ويلتزم بمعايير EU REACH والخالية من الهالوجين، مما يضمن السلامة البيئية والقبول التنظيمي.
1.1 المزايا الأساسية تنبع المزايا الأساسية لهذا LED من عبوته الصغيرة من نوع SMD. فهو يوفر توافقًا فائقًا مع خطوط التجميع الآلي (pick-and-place)، مما يبسط التصنيع بكميات كبيرة. العبوة مؤهلة لعمليات لحام الريفلو بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري القياسية. يقلل بناؤه خفيف الوزن من الإجهاد الميكانيكي على لوحات PCB وهو مناسب تمامًا للأجهزة الإلكترونية المحمولة والمصغرة.
1.2 السوق المستهدف والتطبيقات يستهدف هذا LED قطاعات الإلكترونيات الاستهلاكية، والتحكم الصناعي، والاتصالات. تشمل التطبيقات النموذجية الإضاءة الخلفية لألواح العدادات، والمفاتيح، ولوحات المفاتيح. يُستخدم عادةً كمؤشرات حالة في الهواتف، وآلات الفاكس، ومختلف الأجهزة الإلكترونية. علاوة على ذلك، فإنه يعمل كمصدر إضاءة خلفية مسطح للشاشات الكريستالية السائلة (LCD) وإضاءة المؤشرات للأغراض العامة.
2. تحليل المعلمات التقنية يقدم هذا القسم تفسيرًا موضوعيًا مفصلاً للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.
2.1 الحدود القصوى المطلقة تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف التشغيل العادية.
الجهد العكسي (VR): 5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
التيار الأمامي المستمر (IF): 25 مللي أمبير. الحد الأقصى للتيار المستمر للتشغيل الموثوق على المدى الطويل.
التيار الأمامي الذروي (IFP): 60 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز. هذا التصنيف مخصص للتشغيل النبضي، وليس الاستخدام المستمر.
تبديد الطاقة (Pd): 60 ميلي واط. أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. من الضروري تخفيض التصنيف عند درجات حرارة أعلى.
التفريغ الكهروستاتيكي (ESD): 2000 فولت (نموذج جسم الإنسان). إجراءات التعامل الصحيحة مع ESD إلزامية أثناء التجميع.
- درجة حرارة التشغيل والتخزين: من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية (التشغيل)، ومن -40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية (التخزين).درجة حرارة اللحام: يتحمل لحام الريفلو بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ، أو اللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف.
- 2.2 الخصائص الكهروضوئية يتم قياس هذه المعلمات عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير ودرجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية، مما يمثل ظروف التشغيل النموذجية.شدة الإضاءة (Iv): تتراوح من حد أدنى 72.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 180.0 مللي كانديلا. لم يتم تحديد القيمة النموذجية، مما يشير إلى أن الأداء يُدار من خلال نظام تصنيف.
- زاوية الرؤية (2θ1/2): حوالي 120 درجة. تضمن زاوية الرؤية الواسعة هذه وضوح الرؤية من منظورات مختلفة.الطول الموجي الذروي (λp): عادة 632 نانومتر، مما يضع الانبعاث في الجزء الأحمر اللامع من الطيف.
- الطول الموجي السائد (λd): محدد بين 617.5 نانومتر و 633.5 نانومتر، مع تسامح ضيق يبلغ ±1 نانومتر حسب الملاحظة. هذا يحدد اللون المُدرك.عرض النطاق الطيفي (Δλ): عادة 20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأحمر المنبعث.
- الجهد الأمامي (VF): يتراوح من 1.75 فولت إلى 2.35 فولت عند 20 مللي أمبير، مع تسامح يبلغ ±0.1 فولت. هذه المعلمة حاسمة لحساب مقاومة تحديد التيار.التيار العكسي (IR): حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت. تنص ورقة البيانات صراحةً على أن الجهاز غير مصمم للتشغيل العكسي.
- 3. شرح نظام التصنيف لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعلمات الرئيسية.3.1 تصنيف شدة الإضاءة يتم تصنيف مصابيح LED إلى أربع مجموعات (Q1, Q2, R1, R2) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير. يسمح هذا للمصممين باختيار درجة سطوع مناسبة لتطبيقهم، من السطوع القياسي (Q1: 72-90 مللي كانديلا) إلى السطوع العالي (R2: 140-180 مللي كانديلا).
- 3.2 تصنيف الطول الموجي السائد يتم تصنيف الطول الموجي السائد، الذي يحدد الدرجة الدقيقة للون الأحمر، إلى أربع رموز (E4, E5, E6, E7). يسمح هذا التصنيف، الذي يتراوح من 617.5 نانومتر إلى 633.5 نانومتر، بمطابقة الألوان بدقة عبر عدة مصابيح LED في مصفوفة أو شاشة.3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي يتم فرز جهد التشغيل الأمامي إلى ثلاث مجموعات (0, 1, 2)، تغطي النطاق من 1.75 فولت إلى 2.35 فولت. يمكن أن تساعد معرفة مجموعة VF في تحسين تصميم دائرة تحديد التيار للكفاءة وإدارة الحرارة.
4. تحليل منحنيات الأداء بينما يذكر ملف PDF منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية، لم يتم توفير رسوم بيانية محددة لمنحنى IV (التيار-الجهد)، واعتماد شدة الإضاءة على درجة الحرارة، والتوزيع الطيفي في النص المستخرج. في التحليل الكامل، ستكون هذه المنحنيات أساسية. سيظهر منحنى IV العلاقة الأسية بين الجهد والتيار. منحنى خاصية درجة الحرارة سيظهر عادةً انخفاضًا في شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. مخطط التوزيع الطيفي سيرسم عرض النطاق 20 نانومتر حول الذروة 632 نانومتر، مؤكدًا نقاء اللون.
5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة
- 5.1 أبعاد العبوة لمصباح LED بصمة مدمجة للغاية. أبعاد العبوة هي 2.0 مم في الطول، و1.25 مم في العرض، و0.8 مم في الارتفاع (ما يعادل حجم SMD 0805 النموذجي). عادةً ما يتم تحديد الكاثود بواسطة علامة أو زاوية مشطوفة على العبوة. يوفر الرسم البعدي قياسات دقيقة لتصميم نمط اللحام، مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.5.2 تحديد القطبية وتصميم مسارات اللحام القطبية الصحيحة حاسمة للتشغيل. يوضح مخطط العبوة في ورقة البيانات أطراف الأنود والكاثود. يضمن تخطيط مسار اللحام الموصى به تكوين وصلة لحام صحيحة أثناء الريفلو ويوفر قوة ميكانيكية كافية. يجب على المصممين الالتزام بهذه الإرشادات لمنع ظاهرة "اللوح القبري" أو الاتصال الكهربائي الضعيف.
- 6. إرشادات اللحام والتركيب6.1 ملف تعريف لحام الريفلو المكون متوافق مع لحام الريفلو الخالي من الرصاص. يتضمن ملف تعريف درجة الحرارة الموصى به: مرحلة تسخين أولي بين 150-200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية؛ وقت فوق السائل (217 درجة مئوية) من 60-150 ثانية؛ درجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260 درجة مئوية، تُحفظ لمدة أقصاها 10 ثوانٍ؛ ومعدلات تسخين وتبريد مضبوطة (بحد أقصى 6 درجات مئوية/ثانية و 3 درجات مئوية/ثانية على التوالي). لا ينبغي إجراء الريفلو أكثر من مرتين.
- 6.2 احتياطات اللحام اليدوي إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد. يجب أن تكون درجة حرارة طرف مكواة اللحام أقل من 350 درجة مئوية، ولا يجب أن يتجاوز وقت التلامس لكل طرف 3 ثوانٍ. يُوصى بمكواة منخفضة الطاقة (أقل من 25 واط). يجب مراعاة فترة تبريد لا تقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف لمنع الصدمة الحرارية.6.3 التخزين والحساسية للرطوبة يتم تعبئة مصابيح LED في كيس حاجز مقاوم للرطوبة مع مجفف. لا يجب فتح الكيس حتى تكون المكونات جاهزة للاستخدام. بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 60% رطوبة نسبية. "عمر الأرضية" بعد فتح الكيس هو 168 ساعة (7 أيام). إذا تم تجاوز هذا الوقت أو أشار المجفف إلى دخول الرطوبة، فإنه يلزم معالجة بالخبز عند 60 ± 5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.
- 7. معلومات التعبئة والطلب7.1 مواصفات التعبئة يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. يتم توفير أبعاد البكرة والشريط لإعداد المغذي الآلي.
- 7.2 شرح الملصق ورقم الموديل يحتوي ملصق البكرة على معلومات حاسمة للتتبع والتطبيق الصحيح: رقم منتج العميل (CPN)، ورقم المنتج (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورموز التصنيف المحددة لرتبة شدة الإضاءة (CAT)، ورتبة الطول الموجي السائد (HUE)، ورتبة جهد التشغيل الأمامي (REF). يشفر رقم الجزء الكامل 19-213/R6C-AQ1R2B/3T المنتج الأساسي واختيارات التصنيف المحددة له.8. اعتبارات تصميم التطبيق
- 8.1 تحديد التيار والحماية القاعدة الأساسية في التصميم هي الاستخدام الإلزامي لمقاومة متسلسلة لتحديد التيار. لجهد التشغيل الأمامي نطاق (1.75-2.35 فولت)، وخاصية V-I أسية. يمكن أن يؤدي زيادة صغيرة في جهد التغذية إلى زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار الأمامي. يجب حساب قيمة المقاومة بناءً على أقصى جهد تغذية وأدنى جهد أمامي من مجموعة التصنيف لضمان ألا يتجاوز التيار تصنيف الحد الأقصى المطلق البالغ 25 مللي أمبير تحت جميع الظروف.8.2 إدارة الحرارة على الرغم من كونه جهازًا صغيرًا، يجب مراعاة تبديد الطاقة (حتى 60 ميلي واط)، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية أو المساحات المغلقة. يجب أن يوفر تخطيط لوحة PCB مساحة نحاسية كافية حول مسارات اللحام لتعمل كمشتت حراري، مما يساعد في توصيل الحرارة بعيدًا عن وصلة LED والحفاظ على الأداء والعمر الافتراضي.
- 8.3 قيود التطبيق تتضمن ورقة البيانات ملاحظة حرجة فيما يتعلق بقيود التطبيق. قد لا يكون هذا المنتج، كما هو محدد، مناسبًا للتطبيقات عالية الموثوقية ذات تسامح صفري للأعطال، مثل الأنظمة العسكرية/الفضائية، وأنظمة السلامة الحرجة في السيارات (مثل الوسائد الهوائية، والفرامل)، أو المعدات الطبية لدعم الحياة. لمثل هذه الاستخدامات، يلزم منتجات بمؤهلات واختبارات مختلفة.9. المقارنة التقنية والتمييز مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الثقب المار، يقدم هذا النوع من SMD تقليلًا كبيرًا في الحجم والوزن، مما يتيح الإلكترونيات المصغرة الحديثة. ضمن فئة LED SMD الأحمر، فإن عوامل التمييز الرئيسية هي لونه الأحمر اللامع المحدد (شريحة AlGaInP)، وزاوية الرؤية الواسعة 120 درجة، وهيكل التصنيف المحدد بوضوح لاتساق السطوع واللون. توفر إرشادات التعامل واللحام الشاملة أيضًا تعليمات تنفيذ واضحة للمصممين، مما يقلل المخاطر في عملية التجميع.
10. الأسئلة الشائعة (FAQ)
10.1 كيف أحسب المقاومة المتسلسلة؟ استخدم قانون أوم: R = (جهد_التغذية - VF_LED) / التيار_المطلوب. استخدم الحد الأدنى لـ VF من ورقة البيانات أو مجموعة التصنيف المحددة لديك (مثل 1.75 فولت من المجموعة 0) والتيار التشغيلي المطلوب لديك (مثل 20 مللي أمبير). لجهد تغذية 5 فولت: R = (5V - 1.75V) / 0.020A = 162.5Ω. اختر القيمة القياسية التالية الأعلى (مثل 180Ω) واحسب التيار الفعلي للتأكد من أنه أقل من 25 مللي أمبير.
10.2 هل يمكنني استخدام هذا للإضاءة الداخلية للسيارات؟ للإضاءة الداخلية غير الحرجة مثل الإضاءة الخلفية للوحة القيادة أو إضاءة المفاتيح، قد يكون مناسبًا. ومع ذلك، للإضاءة الخارجية أو الإشارات الحرجة للسلامة، تنص ملاحظة قيود التطبيق على استشارة الشركة المصنعة للحصول على منتج مؤهل للاستخدام في السيارات.
10.3 لماذا تعتبر ظروف التخزين بعد فتح الكيس مهمة جدًا؟ يمكن لعبوات SMD امتصاص الرطوبة من الغلاف الجوي. أثناء عملية لحام الريفلو عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو "انفجارًا يشبه الفشار"، مما يتسبب في تشقق العبوة وتدمير الجهاز. عمر الأرضية لمدة 7 أيام وتعليمات الخبز حرجة لمنع هذا النمط من الفشل.
11. حالة عملية للتصميم والاستخدام الحالة: تصميم لوحة مؤشرات حالة: يقوم مصمم بإنشاء لوحة تحكم بمؤشرات حالة حمراء متعددة. لضمان مظهر موحد، يحدد مصابيح LED من نفس مجموعة تصنيف الطول الموجي السائد (مثل جميع E6: 625.5-629.5 نانومتر). لضمان سطوع كافٍ تحت ضوء محيط عالٍ، يختار مجموعة شدة الإضاءة R1 (112-140 مللي كانديلا). يصمم لوحة PCB بخط تغذية 5 فولت، ويحسب مقاومة تحديد التيار باستخدام أقصى VF لمجموعته لضمان تحقيق الحد الأدنى من السطوع، ويوفر مساحات نحاسية سخية لتبديد الحرارة. يوجه التصنيع باتباع ملف تعريف الريفلو بدقة وبخبز المكونات إذا تم فتح كيس الحاجز للرطوبة قبل أكثر من 7 أيام من التجميع.
12. مبدأ التشغيل يعتمد هذا LED على شريحة أشباه موصلات من فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الوصلة، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر اللامع عند حوالي 632 نانومتر. عدسة راتنج الإيبوكسي شفافة بالماء لتعظيم استخراج الضوء وتشكيل زاوية الرؤية 120 درجة.
13. اتجاهات التكنولوجيا يستمر اتجاه مصابيح LED المؤشر نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة طاقة كهربائية)، وأحجام عبوات أصغر لزيادة الكثافة، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف أكثر ضيقًا. هناك أيضًا تركيز متزايد على الموثوقية والتأهيل للبيئات القاسية، بما في ذلك تحمل درجات حرارة أعلى ومقاومة الدورات الحرارية. علاوة على ذلك، أصبح التكامل مع السائقين الذكيين للتعتيم والتحكم في اللون أكثر شيوعًا في التطبيقات المتقدمة التي تتجاوز المؤشرات البسيطة.
Forward voltage is sorted into three bins (0, 1, 2), covering the range from 1.75V to 2.35V. Knowledge of the VF bin can help optimize the design of the current-limiting circuit for efficiency and thermal management.
. Performance Curve Analysis
While the PDF mentions typical electro-optical characteristic curves, specific graphs for IV (Current-Voltage), temperature dependence of luminous intensity, and spectral distribution are not provided in the extracted text. In a complete analysis, these curves would be essential. The IV curve would show the exponential relationship between voltage and current. The temperature characteristic curve would typically show a decrease in luminous intensity as junction temperature rises. The spectral distribution plot would visualize the 20nm bandwidth around the 632nm peak, confirming the color purity.
. Mechanical and Package Information
.1 Package Dimensions
The LED has a very compact footprint. The package dimensions are 2.0mm in length, 1.25mm in width, and 0.8mm in height (typical SMD 0805 size equivalent). The cathode is typically identified by a marking or a chamfered corner on the package. The dimensional drawing provides precise measurements for land pattern design, with standard tolerances of ±0.1mm unless otherwise noted.
.2 Polarity Identification and Solder Pad Design
Correct polarity is crucial for operation. The datasheet's package diagram indicates the anode and cathode terminals. The recommended solder pad layout ensures proper solder joint formation during reflow and provides adequate mechanical strength. Designers must adhere to these guidelines to prevent tombstoning or poor electrical connection.
. Soldering and Assembly Guidelines
.1 Reflow Soldering Profile
The component is compatible with lead-free reflow soldering. The recommended temperature profile includes: a pre-heating stage between 150-200°C for 60-120 seconds; a time above liquidus (217°C) of 60-150 seconds; a peak temperature not exceeding 260°C, held for a maximum of 10 seconds; and controlled heating and cooling rates (max 6°C/sec and 3°C/sec, respectively). Reflow should not be performed more than twice.
.2 Hand Soldering Precautions
If hand soldering is necessary, extreme care must be taken. The soldering iron tip temperature should be below 350°C, and contact time per terminal should not exceed 3 seconds. A low-power iron (under 25W) is recommended. A cooling interval of at least 2 seconds should be observed between soldering each terminal to prevent thermal shock.
.3 Storage and Moisture Sensitivity
The LEDs are packaged in a moisture-resistant barrier bag with desiccant. The bag must not be opened until the components are ready for use. After opening, unused LEDs should be stored at ≤ 30°C and ≤ 60% Relative Humidity. The "floor life" after bag opening is 168 hours (7 days). If this time is exceeded or the desiccant indicates moisture ingress, a baking treatment at 60 ± 5°C for 24 hours is required before use.
. Packaging and Ordering Information
.1 Packaging Specification
The LEDs are supplied on 8mm wide embossed carrier tape, wound onto 7-inch diameter reels. Each reel contains 3000 pieces. The reel and tape dimensions are provided for automated feeder setup.
.2 Label Explanation and Model Number
The reel label contains critical information for traceability and correct application: Customer Product Number (CPN), Product Number (P/N), Packing Quantity (QTY), and the specific bin codes for Luminous Intensity Rank (CAT), Dominant Wavelength Rank (HUE), and Forward Voltage Rank (REF). The full part number 19-213/R6C-AQ1R2B/3T encodes the base product and its specific bin selections.
. Application Design Considerations
.1 Current Limiting and Protection
A fundamental design rule is the mandatory use of a series current-limiting resistor. The forward voltage has a range (1.75-2.35V), and the V-I characteristic is exponential. A small increase in supply voltage can cause a large, potentially destructive increase in forward current. The resistor value must be calculated based on the maximum supply voltage and the minimum forward voltage from the bin to ensure the current never exceeds the 25mA absolute maximum rating under all conditions.
.2 Thermal Management
Although a small device, power dissipation (up to 60mW) must be considered, especially in high ambient temperatures or enclosed spaces. The PCB layout should provide adequate copper area around the solder pads to act as a heat sink, helping to conduct heat away from the LED junction and maintain performance and longevity.
.3 Application Restrictions
The datasheet includes a critical note regarding application restrictions. This product, as specified, may not be suitable for high-reliability applications with zero-failure tolerances, such as military/aerospace systems, automotive safety-critical systems (e.g., airbags, braking), or life-support medical equipment. For such uses, products with different qualifications and testing are required.
. Technical Comparison and Differentiation
Compared to traditional through-hole LEDs, this SMD type offers a drastic reduction in size and weight, enabling modern miniaturized electronics. Within the SMD red LED category, its key differentiators are its specific brilliant red color (AlGaInP chip), wide 120-degree viewing angle, and clearly defined binning structure for brightness and color consistency. The comprehensive handling and soldering guidelines also provide designers with clear implementation instructions, reducing risk in the assembly process.
. Frequently Asked Questions (FAQ)
.1 How do I calculate the series resistor?
Use Ohm's Law: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. Use the minimum VF from the datasheet or your specific bin (e.g., 1.75V from Bin 0) and your desired operating current (e.g., 20mA). For a 5V supply: R = (5V - 1.75V) / 0.020A = 162.5Ω. Choose the next higher standard value (e.g., 180Ω) and calculate the actual current to ensure it's below 25mA.
.2 Can I use this for automotive interior lighting?
For non-critical interior lighting like dashboard backlighting or switch illumination, it may be suitable. However, for exterior lighting or safety-critical signals, the application restrictions note advises consulting the manufacturer for a product qualified for automotive use.
.3 Why is the storage condition after bag opening so important?
SMD packages can absorb moisture from the atmosphere. During the high-temperature reflow soldering process, this trapped moisture can rapidly expand, causing internal delamination or "popcorning," which cracks the package and destroys the device. The 7-day floor life and baking instructions are critical to prevent this failure mode.
. Practical Design and Usage Case
Case: Designing a Status Indicator Panel:A designer is creating a control panel with multiple red status indicators. To ensure uniform appearance, they specify LEDs from the same Dominant Wavelength bin (e.g., all E6: 625.5-629.5nm). To guarantee sufficient brightness under high ambient light, they select the R1 luminous intensity bin (112-140 mcd). They design the PCB with a 5V rail, calculate the current-limiting resistor using the maximum VF for their bin to ensure minimum brightness is met, and provide generous copper pours for thermal dissipation. They instruct manufacturing to follow the reflow profile exactly and to bake the components if the moisture barrier bag is opened more than 7 days before assembly.
. Operating Principle
This LED is based on an Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) semiconductor chip. When a forward voltage exceeding the junction's threshold is applied, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. This recombination process releases energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlGaInP layers determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength of the emitted light—in this case, brilliant red at approximately 632 nm. The epoxy resin lens is water-clear to maximize light extraction and shape the 120-degree viewing angle.
. Technology Trends
The trend in indicator LEDs continues toward higher efficiency (more light output per unit of electrical power), smaller package sizes for increased density, and improved color consistency through tighter binning. There is also a growing emphasis on reliability and qualification for harsh environments, including higher temperature tolerance and resistance to thermal cycling. Furthermore, integration with intelligent drivers for dimming and color control is becoming more common in advanced applications beyond simple indicators.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |