ورقة بيانات LED SMD 19-219/R6C-AM1N2VY/3T - الحجم 1.6x0.8x0.65mm - الجهد 1.7-2.2V - اللون الأحمر اللامع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 19-219 مصباح LED من نوع الأجهزة السطحية (SMD) مصممًا للتطبيقات عالية الكثافة والمصغرة. يستخدم تقنية شريحة AlGaInP لإنتاج إخراج ضوئي أحمر لامع. تكمن ميزته الأساسية في حجمه الصغير، مما يتيح تقليصًا كبيرًا في مساحة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، ومساحة التخزين، وحجم المعدات الكلي مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي. المكون خفيف الوزن ومتوافق مع معايير التصنيع والبيئة الحديثة، بما في ذلك متطلبات RoHS وREACH والخالي من الهالوجين.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• عبوة فائقة الصغر:يسمح الشكل الصغير (0.8x1.6 ملم) بكثافة تعبئة أعلى وتصغير المنتجات النهائية.
• التوافق مع عمليات التصنيع:يتم توريده على شريط بعرض 8 ملم على بكرات قطر 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي (pick-and-place).
• لحام قوي:متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري، ومناسب للإنتاج بكميات كبيرة.
• الامتثال البيئي:المنتج خالي من الرصاص، ومتوافق مع RoHS، ومتوافق مع REACH، ويستوفي مواصفات الخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون).
• نوع أحادي اللون:يبعث بلون أحمر لامع واحد.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا الـ LED مثالي للتطبيقات التي تتطلب مصابيح إشارة صغيرة وموثوقة أو إضاءة خلفية في مساحات ضيقة.

• الإضاءة الخلفية لـ لوحات عدادات الأجهزة والمفاتيح.
• مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للأزرار في أجهزة الاتصالات (الهواتف، أجهزة الفاكس).
• إضاءة خلفية مسطحة لشاشات LCD والمفاتيح والرموز.
• تطبيقات مؤشرات الأغراض العامة عبر الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

2. المواصفات الفنية والتفسير الموضوعي

يقدم هذا القسم تفصيلًا دقيقًا للقيم القصوى المطلقة والخصائص الكهروضوئية القياسية. جميع البيانات مقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك.

2.1 القيم القصوى المطلقة

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

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يتسبب في انهيار الوصلة.
• تيار التشغيل الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير. التيار المستمر الذي يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• تيار التشغيل الأمامي الذروي (I_FP):60 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، تردد 1 كيلوهرتز). للتشغيل النبضي فقط.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ملي واط. الحد الأقصى المسموح به لفقد الطاقة كحرارة.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):2000 فولت. يشير إلى مستوى متوسط من الحساسية للكهرباء الساكنة؛ الاحتياطات القياسية للتعامل مع ESD ضرورية.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +90°C.
• درجة حرارة اللحام:إعادة التدفق: 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. اللحام اليدوي: 350°C كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

معايير الأداء النموذجية المقاسة عند I_F= 5 مللي أمبير.

• شدة الإضاءة (I_v):45 - 18 مللي كانديلا (mcd). مقياس للسطوع المُدرك. يتم إدارة النطاق الواسع من خلال نظام التصنيف (انظر القسم 3).
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة (نموذجي). تجعل هذه الزاوية الواسعة للرؤية الـ LED مناسبًا للتطبيقات التي قد لا يُنظر فيها إلى الـ LED مباشرةً.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):632 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):633.5 - 617.5 نانومتر. إدراك الطول الموجي الواحد للون المنبعث، والذي يتم تصنيفه أيضًا.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). عرض الطيف المنبعث عند نصف شدته القصوى.
• جهد التشغيل الأمامي (V_F):2.2 - 1.7 فولت. انخفاض الجهد عبر الـ LED عند توصيل 5 مللي أمبير. يتم تصنيف هذه المعلمة لتحقيق اتساق في التصميم.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R=5 فولت. مقياس لتسرب التيار في حالة الإيقاف.

ملاحظة على التفاوتات:شدة الإضاءة لها تفاوت ±11%، والطول الموجي السائد ±1 نانومتر، وجهد التشغيل الأمامي ±0.05 فولت من القيم المصنفة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات (Bins). يستخدم 19-219 ثلاث معايير تصنيف مستقلة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز مصابيح LED إلى أربع فئات (M1, M2, N1, N2) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 5 مللي أمبير.

• M1:22.5 - 18.0 مللي كانديلا
• M2:28.5 - 22.5 مللي كانديلا
• N1:36.0 - 28.5 مللي كانديلا
• N2:45.0 - 36.0 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم فرز مصابيح LED إلى أربع فئات (E3, E4, E5, E6) للتحكم في الدرجة الدقيقة للون الأحمر.

• E3:621.5 - 617.5 نانومتر
• E4:625.5 - 621.5 نانومتر
• E5:629.5 - 625.5 نانومتر
• E6:633.5 - 629.5 نانومتر

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم فرز مصابيح LED إلى خمس فئات (19, 20, 21, 22, 23) لتجميع الأجهزة ذات الخصائص الكهربائية المتشابهة، مما يساعد في مطابقة التيار لتصاميم الـ LED المتعددة.

• 19:1.8 - 1.7 فولت
• 20:1.9 - 1.8 فولت
• 21:2.0 - 1.9 فولت
• 22:2.1 - 2.0 فولت
• 23:2.2 - 2.1 فولت

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية رئيسية توضح سلوك الـ LED تحت ظروف مختلفة.

4.1 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

يُظهر هذا المنحنى أن شدة الإضاءة تتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يكون الناتج مستقرًا نسبيًا من -40°C إلى حوالي 25°C ولكنه يُظهر انخفاضًا أكثر وضوحًا في درجات الحرارة المرتفعة، وهو سلوك نموذجي لـ LED بسبب زيادة إعادة التركيب غير المشع.

4.2 منحنى تخفيض تيار التشغيل الأمامي

يُحدد هذا الرسم البياني الحد الأقصى المسموح به لتيار التشغيل الأمامي كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. لمنع ارتفاع درجة الحرارة وضمان الموثوقية طويلة المدى، يجب تقليل تيار التشغيل الأمامي عند التشغيل في درجات حرارة محيطة مرتفعة (فوق ~25°C).

4.3 تيار التشغيل الأمامي مقابل جهد التشغيل الأمامي (منحنى I-V)

تُظهر هذه الخاصية الأساسية العلاقة الأسية بين التيار والجهد. المنحنى ضروري لتصميم دائرة تحديد التيار (عادةً مقاومة متسلسلة). "ركبة" المنحنى، حيث يبدأ التوصيل، تكون حوالي 1.6 إلى 1.7 فولت.

4.4 شدة الإضاءة مقابل تيار التشغيل الأمامي

يوضح هذا الرسم أن الناتج الضوئي يزداد مع تيار التشغيل الأمامي، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصةً عند التيارات الأعلى. يساعد المصممين في اختيار نقطة تشغيل توازن بين السطوع والكفاءة وإجهاد الجهاز.

4.5 توزيع الطيف

يُظهر رسم الناتج الطيفي ذروة واحدة تتمحور حول 632 نانومتر (نموذجي)، مؤكدًا الانبعاث الأحمر اللامع أحادي اللون بعرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) نموذجي يبلغ 20 نانومتر.

4.6 نمط الإشعاع

يوضح الرسم القطبي زاوية الرؤية البالغة 130 درجة، ويُظهر التوزيع الزاوي لشدة الضوء، وهو شبه لامبرتي (توزيع جيب التمام).

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع الـ LED بمساحة صغيرة جدًا مع الأبعاد الرئيسية التالية (بالمليمتر، تفاوت ±0.1 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك):

• الطول: 1.60
• العرض: 0.80
• الارتفاع: 0.65 ±0.1
• أبعاد وسادة اللحام (القطب السالب): 0.70 x 0.20 ±0.05

5.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادة اللحامية (Pad)

يتم تمييز القطب السالب بوضوح على الجزء العلوي من العبوة. يتم توفير تخطيط وسادة اللحام الموصى به لضمان وصلة لحام موثوقة ومحاذاة صحيحة أثناء إعادة التدفق. تذكر ورقة البيانات أن أبعاد الوسادة هي للاسترشاد ويمكن تعديلها بناءً على متطلبات تصميم PCB المحددة.

6. إرشادات اللحام والتركيب

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لموثوقية مكونات SMD.

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق (خالي من الرصاص)

يوصى بملف درجة حرارة محدد:

• التسخين المسبق:150-200°C لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق نقطة الانصهار (TAL):60-150 ثانية فوق 217°C.
• درجة الحرارة القصوى:260°C كحد أقصى، تُحفظ لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.
• معدل التسخين/التبريد:6°C/ثانية كحد أقصى للتسخين، 3°C/ثانية للتبريد.

ملاحظة حرجة:يجب ألا يتم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين على نفس الـ LED.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد:

• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف أقل من 350°C.
• حدد وقت اللحام إلى 3 ثوانٍ لكل طرف.
• استخدم مكواة بسعة 25 واط أو أقل.
• اترك فترة لا تقل عن 2 ثانية بين لحام كل طرف لمنع الصدمة الحرارية.

6.3 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف.

• قبل الفتح:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH).
• بعد الفتح (مدة الصلاحية في أرضية الإنتاج):سنة واحدة تحت ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب إعادة إغلاق مصابيح LED غير المستخدمة في عبوة مقاومة للرطوبة.
• التجفيف (Baking):إذا تغير لون مؤشر المجفف أو تم تجاوز وقت التخزين، قم بتجفيف مصابيح LED عند 60 ±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام في عملية إعادة تدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات في شريط حامل بارز بعرض 8 ملم ملفوف على بكرة قياسية قطرها 7 بوصات (178 ملم). تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على عدة رموز رئيسية تحدد خصائص التصنيف المحددة لمصابيح LED على تلك البكرة:

• CAT:رتبة شدة الإضاءة (مثل M1، N2).
• HUE:رتبة اللونية/الطول الموجي السائد (مثل E4، E5).
• REF:رتبة جهد التشغيل الأمامي (مثل 20، 21).
• تشمل المعلومات الأخرى رقم الجزء الخاص بالعميل (CPN)، رقم الجزء الخاص بالشركة المصنعة (P/N)، الكمية (QTY)، ورقم الدفعة (LOT No).

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 مقاومة تحديد التيار إلزامية

تحذر ورقة البيانات صراحةً من أنهيجباستخدام مقاومة خارجية لتحديد التيار. تُظهر مصابيح LED خاصية I-V أسية حادة؛ يمكن أن يتسبب زيادة صغيرة في الجهد في زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F، حيث V_Fهو جهد التشغيل الأمامي من الفئة أو الخصائص النموذجية، و I_Fهو تيار التشغيل المطلوب (≤25 مللي أمبير تيار مستمر).

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من كونه جهازًا منخفض الطاقة، إلا أن الاعتبارات الحرارية لا تزال مهمة لطول العمر. التزم بمنحنى تخفيض تيار التشغيل الأمامي في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة. تأكد من أن تصميم وسادة اللحام على PCB يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا إذا لزم الأمر، على الرغم من أن الوسادة الموصى بها هي في المقام الأول للتوصيل الكهربائي والميكانيكي.

8.3 الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD)

مع تصنيف ESD يبلغ 2000 فولت (HBM)، يجب اتباع احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتركيب لمنع التلف الكامن.

9. المقارنة الفنية والتمييز

المميزات الأساسية لـ LED 19-219 هي مزيجها من المساحة الصغيرة جدًا (0.8x1.6 ملم) مع زاوية رؤية واسعة نسبيًا تبلغ 130 درجة ونظام التصنيف الشامل ذو الثلاث معايير (الشدة، الطول الموجي، الجهد). يتيح ذلك للمصممين تحقيق أداء بصري متسق في التطبيقات المقيدة بالمساحة حيث يكون التوحيد البصري أمرًا بالغ الأهمية، كما في مصفوفات الإضاءة الخلفية متعددة الـ LED أو لوحات المؤشرات. مقارنةً بمصابيح LED SMD الأكبر حجمًا أو مصابيح LED ذات الثقب المار (through-hole)، فإنه يوفر كثافة فائقة. مقارنةً بمصابيح LED المصغرة الأخرى، يوفر تصنيفها التفصيلي تحكمًا أكبر في مظهر المنتج النهائي.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما قيمة المقاومة التي يجب استخدامها مع مصدر جهد 5 فولت؟

باستخدام أقصى قيمة نموذجية لـ V_Fوهي 2.2 فولت وهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير لتحقيق هامش أمان: R = (5V - 2.2V) / 0.020A = 140 أوم. القيمة القياسية الأقرب وهي 150 أوم ستؤدي إلى I_F≈ 18.7 مللي أمبير، وهي آمنة وتوفر سطوعًا جيدًا. تحقق دائمًا من V_Fالفعلية من فئتك المحددة.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بدون مقاومة باستخدام مصدر تيار ثابت؟

نعم، محرك تيار ثابت مضبوط على التيار المطلوب (مثل 20 مللي أمبير) هو بديل ممتاز للمقاومة المتسلسلة ويوفر أداءً أكثر استقرارًا مع تغيرات درجة الحرارة والجهد.

10.3 لماذا نطاق شدة الإضاءة واسع جدًا (45-18 مللي كانديلا)؟

هذا هو التباين الطبيعي في عملية التصنيع. يقوم نظام التصنيف (M1, M2, N1, N2) بفرز مصابيح LED إلى مجموعات أضيق بكثير. لتحقيق سطوع متسق في التطبيق، حدد واستخدم مصابيح LED من نفس فئة شدة الإضاءة.

10.4 كيف أفسر رقم الجزء 19-219/R6C-AM1N2VY/3T؟

رقم الجزء هو رمز خاص بالشركة المصنعة. توجد معلومات الاختيار الحرجة في رموز التصنيف المنفصلة على ملصق البكرة (CAT, HUE, REF)، والتي تحدد شدة الإضاءة الفعلية، والطول الموجي السائد، وجهد التشغيل الأمامي للأجهزة.

11. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات حالة مدمجة تحتوي على 20 مصباح LED أحمر موحد السطوع.

1. المواصفات:اختر فئة شدة الإضاءة N1 (36.0-28.5 مللي كانديلا) للحصول على سطوع كافٍ. اختر فئة الطول الموجي E4 (625.5-621.5 نانومتر) للحصول على درجة لون أحمر متسقة. فئة جهد التشغيل الأمامي أقل أهمية للتوحيد إذا كنت تستخدم مقاومات متسلسلة فردية، لكن اختيار نفس الفئة (مثل 20) يمكن أن يبسط حساب قيمة المقاومة.
2. المخطط الكهربائي:يتم توصيل كل LED على التوازي من خط الجهد المشترك (مثل 3.3 فولت)، ولكل منها مقاومة تحديد تيار خاصة به. يتم حساب قيمة المقاومة بناءً على V_Fالاسمي لفئة الجهد المختارة.
3. تخطيط PCB:استخدم تخطيط وسادة اللحام الموصى به أو المعدل. تأكد من أن علامة القطب السالب على طبقة التوصيل (Silkscreen) لـ PCB تطابق قطبية الـ LED. قم بتجميع مصابيح LED بشكل وثيق لتحقيق تأثير اللوحة.
4. التركيب:اتبع ملف تعريف لحام إعادة التدفق بدقة. لا تتجاوز دورتي إعادة تدفق. قم بتخزين البكرات المفتوحة بشكل صحيح إذا لم يتم استخدامها على الفور.
5. النتيجة:لوحة مؤشرات عالية الكثافة بلون وسطوع متسقين، مُمكَّنةً بالحجم الصغير والتصنيف الدقيق لـ LED 19-219.

12. مقدمة عن المبدأ التكنولوجي

يعتمد LED 19-219 على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. في مصابيح LED AlGaInP، يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء) في الجزء الأحمر إلى الكهرماني من الطيف المرئي. يحدد التركيب المحدد لطبقات AlGaInP الطول الموجي الذروي، والذي يتم ضبطه في هذه الحالة لانبعاث أحمر لامع حول 632 نانومتر. مادة التغليف من راتنج الإيبوكسي شفافة تمامًا لتعظيم استخراج الضوء وتعمل أيضًا على حماية شريحة أشباه الموصلات.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

لا يزال سوق مصابيح LED SMD المصغرة مثل 19-219 مدفوعًا باتجاه الأجهزة الإلكترونية الأصغر حجمًا والأرق باستمرار. تشمل التطورات الرئيسية في صناعة الـ LED الأوسع التي تؤثر على مثل هذه المكونات:

• زيادة الكفاءة:تؤدي التحسينات المستمرة في المواد والعمليات إلى كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من الناتج الضوئي لكل واط كهربائي)، مما يسمح بتيارات تشغيل أقل وانخفاض استهلاك الطاقة في المنتجات النهائية.
• تحسين اتساق اللون:يتيح التصنيف المتقدم والاختبار على مستوى الرقاقة (wafer-level) تحكمًا أكبر في اللونية والشدة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات مثل الإضاءة الخلفية للشاشات حيث يكون التوحيد أمرًا بالغ الأهمية.
• تحسين الموثوقية وعمر التشغيل:تستمر التحسينات في مواد التغليف وتصميم الرقاقة في إطالة عمر التشغيل والمتانة ضد الإجهاد الحراري والبيئي.
• التكامل:بينما تظل مصابيح LED المنفصلة ضرورية، هناك اتجاه موازٍ نحو وحدات LED المتكاملة وأدلة الضوء للحلول الإضاءة الأكثر تعقيدًا، على الرغم من أن المكونات المنفصلة توفر أقصى مرونة تصميم للتخطيطات المخصصة.

يمثل 19-219 مكونًا ناضجًا وموصوفًا جيدًا يستفيد من هذه التطورات الصناعية المستمرة في علوم المواد ودقة التصنيع.