ورقة بيانات LED SMD 17-21/G6C-FN1P2B/3T - الحجم 1.6x0.8x0.6mm - الجهد 1.75-2.35V - اللون أصفر أخضر لامع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 17-21/G6C-FN1P2B/3T مصباح LED من نوع جهاز التثبيت السطحي (SMD) مصممًا للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. يتميز بمساحة صغيرة، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تكون فيها مساحة اللوحة محدودة. تم تصنيع الجهاز باستخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP، والتي تنتج ضوءًا أصفر أخضر لامعًا. يتم تغليف هذا LED على شريط بعرض 8 مم ويتم توريده على بكرة قطرها 7 بوصات، مما يضمن التوافق مع معدات اللحام الآلية القياسية (pick-and-place و reflow) المستخدمة في التصنيع بالحجم الكبير.

تشمل المزايا الرئيسية لهذا المكون حجمه الصغير، مما يتيح تقليل أبعاد المعدات وزيادة كثافة التعبئة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). يدعم بناؤه خفيف الوزن استخدامه في الأجهزة الإلكترونية المصغرة والمحمولة. يتوافق المنتج مع معايير السلامة والبيئة الرئيسية، بما في ذلك متطلبات RoHS و REACH والخالية من الهالوجين، مما يجعله مناسبًا للأسواق العالمية.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تم تصميم الجهاز للعمل بشكل موثوق ضمن الحدود المحددة. قد يؤدي تجاوز هذه التقييمات إلى تلف دائم. الحد الأقصى لجهد الانعكاس (VR) هو 5V. يجب ألا يتجاوز تيار التشغيل الأمامي المستمر (IF) 25mA، بينما يُسمح بتيار أمامي ذروي (IFP) قدره 60mA في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 عند 1kHz). الحد الأقصى لتبديد الطاقة (Pd) هو 60mW. يمكن للمكون تحمل تفريغ كهروستاتيكي (ESD) بقيمة 2000V وفقًا لنموذج جسم الإنسان (HBM). نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40°C إلى +85°C، مع نطاق تخزين من -40°C إلى +90°C.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس أداء LED عند درجة حرارة تقاطع قياسية تبلغ 25°C وتيار أمامي قدره 20mA، ويتميز بعدة معايير رئيسية. يتم تحديد نطاق شدة الإضاءة (Iv) النموذجي من خلال نظام التصنيف الخاص به. زاوية الرؤية (2θ1/2) هي عادة 140 درجة، مما يوفر مجال إضاءة واسعًا. يتركز الطول الموجي الذروي (λp) حول 575nm، بينما يتراوح الطول الموجي السائد (λd) من 570.0nm إلى 574.5nm. عرض النطاق الطيفي (Δλ) هو عادة 20nm. يتراوح جهد التشغيل الأمامي (VF) من 1.75V إلى 2.35V، والحد الأقصى لتيار الانعكاس (IR) هو 10μA عند انحياز عكسي 5V. من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل في ظل ظروف جهد انعكاسي؛ ينطبق تقييم VR فقط على اختبار IR.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في تصميم التطبيق، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على ثلاثة معايير رئيسية: شدة الإضاءة، والطول الموجي السائد، وجهد التشغيل الأمامي. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي معايير الأداء المحددة لمشاريعهم.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى أربع مجموعات (N1, N2, P1, P2) مقاسة عند IF=20mA. يتراوح النطاق من حد أدنى 28.5 mcd (N1 min) إلى حد أقصى 72.0 mcd (P2 max). ينطبق تسامح ±11% داخل كل مجموعة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم فرز الطول الموجي السائد، الذي يحدد اللون المُدرك، إلى ثلاث مجموعات (CC2, CC3, CC4). يتراوح النطاق من 570.0nm إلى 574.5nm، مع تسامح ضيق ±1nm للحفاظ على اتساق اللون.

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم تجميع جهد التشغيل الأمامي في ثلاث مجموعات (0, 1, 2)، تتراوح من 1.75V إلى 2.35V عند IF=20mA. التسامح لجهد التشغيل الأمامي هو ±0.1V. يمكن أن يساعد اختيار مصابيح LED من نفس مجموعة الجهد في ضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية. بينما لا يتم إعادة إنتاج رسوم بيانية محددة في النص، 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 ضروريًا لفهم سلوك LED تحت ظروف تشغيل مختلفة، مثل التغيرات في تيار القيادة أو درجة الحرارة المحيطة، والتي تؤثر على إخراج الضوء والكفاءة.

5. المعلومات الميكانيكية وعلبة التغليف

5.1 أبعاد علبة التغليف

يحتوي LED على علبة SMD مدمجة بأبعاد تقريبية تبلغ 1.6 مم في الطول، و0.8 مم في العرض، و0.6 مم في الارتفاع (تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك). يتم توفير رسم تفصيلي بالأبعاد في ورقة البيانات، بما في ذلك توصيات تخطيط الوسادات لتصميم PCB لضمان اللحام السليم وإدارة الحرارة.

5.2 تحديد قطبية التوصيل

يتم تمييز الكاثود بوضوح على العلبة. اتجاه القطبية الصحيح أثناء التجميع أمر بالغ الأهمية لعمل الجهاز. يجب أن يتوافق تصميم بصمة PCB مع هذه العلامة لمنع التثبيت العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم واللحام أمران بالغا الأهمية للحفاظ على أداء LED وموثوقيته.

6.1 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تغليف المكونات في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف. لا يجب فتح الكيس حتى يصبح LED جاهزًا للاستخدام. بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية واستخدامها خلال 168 ساعة (7 أيام). إذا تم تجاوز هذه الفترة أو أشار المجفف إلى امتصاص الرطوبة، فإنه يلزم معالجة بالخبز عند 60±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

6.2 ملف تعريف لحام الريفو

يتوافق LED مع عمليات الريفو بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري. بالنسبة للحام الخالي من الرصاص، يجب اتباع ملف درجة حرارة محدد: التسخين المسبق بين 150-200°C لمدة 60-120 ثانية، والوقت فوق 217°C (سائل) لمدة 60-150 ثانية، مع ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يجب ألا يتجاوز معدل التسخين الأقصى 6°C/ثانية، ومعدل التبريد الأقصى 3°C/ثانية. لا يجب إجراء لحام الريفو أكثر من مرتين.

6.3 اللحام اليدوي وإعادة العمل

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب أن تكون درجة حرارة طرف مكواة اللحام أقل من 350°C، ويتم تطبيقها لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل طرف. يجب أن تكون سعة المكواة أقل من 25W. يجب مراعاة فترة تبريد لا تقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف. لا يُوصى بالإصلاح بعد اللحام الأولي. إذا كان لا مفر منه، فيجب استخدام مكواة لحام مزدوجة الرأس متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد وتجنب الإجهاد الميكانيكي على شريحة LED.

7. معلومات التغليف والطلب

يتم توريد مصابيح LED في تغليف مقاوم للرطوبة. يتم تحميلها في شريط ناقل بأبعاد محددة للمناولة الآلية. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. يتضمن ملصق التغليف معلومات حاسمة للتتبع والاختيار: 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، والمؤشرات والإضاءة الخلفية في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وأجهزة الفاكس، والإضاءة الخلفية المسطحة لشاشات LCD، والإشارة العامة للحالة.

8.2 اعتبارات التصميم

تحديد التيار:مقاوم تحديد التيار الخارجي إلزامي. تعني الخاصية الأسية I-V لـ LED أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار. يجب حساب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد ومجموعة جهد التشغيل الأمامي لـ LED.
إدارة الحرارة:بينما تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان مساحة نحاسية كافية في PCB للوسادات يساعد على تبديد الحرارة، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بتيارات أعلى.
إجهاد اللوحة:تجنب ثني أو انحناء PCB أثناء اللحام أو بعده، لأن هذا يمكن أن يسبب شقوق إجهاد في علبة LED.

9. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED الأكبر حجمًا من نوع الإطار الرصاصي، يوفر هذا البديل SMD توفيرًا كبيرًا في المساحة، وكثافة تثبيت أعلى، والتوافق مع خطوط التجميع الآلية بالكامل، مما يقلل تكاليف التصنيع. يوفر استخدام تكنولوجيا AlGaInP كفاءة عالية ولونًا أصفر أخضر مشبعًا. يجعل امتثاله للوائح البيئية الصارمة (RoHS, REACH, الخالية من الهالوجين) خيارًا مستقبليًا للتصميمات الإلكترونية الحديثة التي تستهدف الأسواق العالمية.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم متسلسل؟
ج: لا. تحذر ورقة البيانات صراحة من أنه يجب استخدام مقاوم وقائي. تشغيل LED مباشرة من مصدر جهد سيؤدي إلى تدفق تيار غير منضبط وفشل سريع.
س: ماذا يحدث إذا تجاوزت عمر التخزين 7 أيام بعد فتح الكيس المقاوم للرطوبة؟
ج: قد تمتص مصابيح LED الرطوبة من الغلاف الجوي. لحامها دون الخبز المناسب يمكن أن يسبب "انتفاخًا" أو انفصالًا داخليًا بسبب التمدد السريع للبخار أثناء الريفو، مما يؤدي إلى الفشل. اتبع إجراء الخبز المحدد.
س: كيف أفسر رموز التصنيف على الملصق؟
ج: تتوافق رموز CAT و HUE و REF مع مجموعات شدة الإضاءة، والطول الموجي السائد، وجهد التشغيل الأمامي الموضحة في الأقسام 3.1 و 3.2 و 3.3. يعد اختيار مجموعات متسقة أمرًا أساسيًا لأداء موحد في مصفوفة.

11. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

المثال 1: إضاءة خلفية لمفتاح لوحة القيادة:يحتاج المصمم إلى 10 مؤشرات صفراء خضراء موحدة. يجب عليهم تحديد مصابيح LED من نفس مجموعة شدة الإضاءة (مثلًا، جميعها P1) ونفس مجموعة الطول الموجي السائد (مثلًا، جميعها CC3) لضمان سطوع ولون متسقين. يمكن حساب مقاوم تحديد تيار واحد باستخدام أقصى جهد أمامي من المجموعة 2 (2.35V) لضمان التشغيل الآمن لجميع الوحدات، حتى لو كان لدى بعضها Vf أقل.
المثال 2: لوحة حالة عالية الكثافة:للحصول على لوحة تحتوي على 50 LED، يسمح استخدام علبة SMD بتخطيط مضغوط للغاية. يجب على المصمم التأكد من أن تصميم وسادة PCB يتطابق مع توصية ورقة البيانات لتسهيل تكوين وصلة لحام جيدة أثناء الريفو. يجب تحسين تصميم فتحة الاستنسل لمنع جسر اللحام بين الوسادات المتقاربة.

12. مبدأ التشغيل

هذا LED هو ثنائي أشباه الموصلات يعتمد على مادة فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق الخاصة به، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لطبقات AlGaInP الطول الموجي للضوء المنبعث، والذي في هذه الحالة يكون في الطيف الأصفر الأخضر (~575nm). عدسة راتنج الإيبوكسي شفافة بالماء لتعظيم استخراج الضوء وتشكيل نمط الانبعاج إلى زاوية رؤية 140 درجة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر اتجاه مصابيح LED المؤشر والإضاءة الخلفية نحو التصغير، وزيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وموثوقية أعلى. أصبحت علب SMD مثل 17-21 معيارًا بسبب مزاياها التصنيعية. هناك أيضًا تركيز متزايد على التصنيف الدقيق وتسامح أضيق لتلبية متطلبات التطبيقات التي تتطلب اتساقًا عاليًا في اللون والسطوع، مثل شاشات العرض الملونة الكاملة ومجموعات إضاءة السيارات. علاوة على ذلك، فإن السعي نحو الإلكترونيات المستدامة بيئيًا يضمن أن المواد الخالية من الهالوجين والمتوافقة مع RoHS تظل متطلبًا أساسيًا لجميع المكونات الجديدة.