ورقة بيانات LED SMD 19-217/G7C-AN1P2/3T - أصفر-أخضر لامع - 2.0x1.25x0.8 مم - 2.0 فولت - 60 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 19-217/G7C-AN1P2/3T ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع التثبيت السطحي (SMD) مُصممًا للتطبيقات الإلكترونية الحديثة والمدمجة. يستخدم تقنية شريحة AlGaInP لإنتاج إخراج ضوئي أصفر-أخضر لامع. تكمن ميزته الأساسية في بصمته الدقيقة، مما يتيح تقليصًا كبيرًا في حجم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) والأبعاد الكلية للمعدات. يساهم هذا في تحقيق كثافة تعبئة أعلى وتقليل متطلبات التخزين. المكون خفيف الوزن، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تكون فيها المساحة والوزن قيودًا حرجة.

يتم توريد LED على شريط قياسي في الصناعة بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يضمن التوافق مع معدات التجميع الآلي (pick-and-place). تمت صياغته ليكون خاليًا من الرصاص ويتوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية بما في ذلك RoHS، وEU REACH، ومعايير خالية من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون). الجهاز متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

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

• التيار الأمامي (IF):25 مللي أمبير (مستمر)
• تيار الذروة الأمامي (IFP):60 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز)
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميغاواط
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):2000 فولت
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +90°C
• درجة حرارة اللحام (Tsol):إعادة التدفق: 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. اللحام اليدوي: 350°C كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية Ta=25°C و IF=20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تحدد الأداء البصري والكهربائي لـ LED.

• الشدة الضوئية (Iv):تتراوح من 28.5 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 72.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى). لم يتم تحديد القيمة النموذجية، مما يشير إلى أن الأداء يُدار من خلال نظام التصنيف (binning).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة (نموذجي). تجعل زاوية الرؤية الواسعة هذه LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة أو وضوح رؤية واسع.
• الطول الموجي للذروة (λp):575 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الضوء المنبعث أعلى ما يمكن.
• الطول الموجي السائد (λd):يتراوح من 569.5 نانومتر إلى 577.5 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). يحدد هذا انتشار الطيف المنبعث حول الطول الموجي للذروة.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.ملاحظة هامة:لم يتم تصميم الجهاز للعمل في انحياز عكسي؛ هذه المعلمة مخصصة لاختبار تيار التسرب فقط.

التسامحات:الشدة الضوئية لها تسامح ±11%، والطول الموجي السائد له تسامح ±1 نانومتر عن قيم مركز التصنيف.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على الأداء المقاس.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

يتم تصنيف مصابيح LED إلى أربع فئات (N1، N2، P1، P2) بناءً على شدة الضوء المقاسة عند IF=20mA.

• الفئة N1:28.5 مللي كانديلا إلى 36.0 مللي كانديلا
• الفئة N2:36.0 مللي كانديلا إلى 45.0 مللي كانديلا
• الفئة P1:45.0 مللي كانديلا إلى 57.0 مللي كانديلا
• الفئة P2:57.0 مللي كانديلا إلى 72.0 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف مصابيح LED إلى أربع فئات (C16، C17، C18، C19) بناءً على الطول الموجي السائد.

• الفئة C16:569.5 نانومتر إلى 571.5 نانومتر
• الفئة C17:571.5 نانومتر إلى 573.5 نانومتر
• الفئة C18:573.5 نانومتر إلى 575.5 نانومتر
• الفئة C19:575.5 نانومتر إلى 577.5 نانومتر

يسمح هذا التصنيف ثنائي الأبعاد (الشدة + الطول الموجي) للمصممين باختيار مكونات تلبي متطلبات سطوع ونقطة لون محددة لتطبيقهم، مما يضمن الاتساق البصري عبر مصابيح LED متعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذا LED ستشمل عادةً:

• الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V):يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V الأسية للثنائي.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو عامل حاسم لإدارة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يوضح الشدة النسبية للضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، متمركزًا حول ذروة 575 نانومتر.
• نمط زاوية الرؤية:رسم قطبي يوضح التوزيع الزاوي لشدة الضوء.

هذه المنحنيات ضرورية للتنبؤ بالأداء في العالم الحقيقي تحت ظروف غير قياسية (تيارات تشغيل مختلفة، درجات حرارة) ولتصميم الدائرة بشكل صحيح.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يحتوي LED على عبوة SMD مدمجة. الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر) هي:

• طول العبوة: 2.0 مم
• عرض العبوة: 1.25 مم
• ارتفاع العبوة: 0.8 مم
• نمط اللحام (Land Pattern): تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد يحدد حجم الوسادة، والتباعد، وتوجيه المكون لتصميم PCB. يعد تصميم نمط اللحام الصحيح أمرًا بالغ الأهمية للحصول على لحام موثوق واستقرار ميكانيكي.

5.2 تحديد القطبية

يتم تمييز الكاثود عادةً على الجهاز، غالبًا بشق، أو نقطة، أو صبغة خضراء على جانب الكاثود من العدسة. يجب تصميم بصمة PCB لتطابق هذه القطبية. سيؤدي اتصال القطبية غير الصحيح إلى منع LED من الإضاءة وقد يسبب إجهادًا للجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يوصى بملف تعريف إعادة تدفق خالٍ من الرصاص:

• التسخين المسبق:150–200°C لمدة 60–120 ثانية.
• الوقت فوق نقطة السيولة (217°C):60–150 ثانية.
• درجة حرارة الذروة:260°C كحد أقصى.
• الوقت عند درجة حرارة الذروة:10 ثوانٍ كحد أقصى.
• معدل التسخين:6°C/ثانية كحد أقصى.
• الوقت فوق 255°C:30 ثانية كحد أقصى.
• معدل التبريد:3°C/ثانية كحد أقصى.

حرج:يجب عدم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين على نفس تجميع LED.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد:

• درجة حرارة طرف مكواة اللحام: < 350°C.
• وقت التلامس لكل طرف: ≤ 3 ثوانٍ.
• سعة مكواة اللحام: ≤ 25 واط.
• اترك حدًا أدنى 2 ثانية بين لحام كل طرف لمنع تراكم الحرارة.

6.3 التخزين وحساسية الرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس حاجزة مقاومة للرطوبة مع مجفف.

• لا تفتح الكيس حتى تكون جاهزًا للاستخدام.
• بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤ 30°C و ≤ 60% رطوبة نسبية.
• "عمر التخزين المفتوح" بعد فتح الكيس هو 168 ساعة (7 أيام).
• إذا لم تُستخدم بعد هذه الفترة، أو إذا تغير لون مؤشر المجفف، فيجب إعادة تجفيف مصابيح LED قبل الاستخدام: 60 ±5°C لمدة 24 ساعة.

6.4 إعادة العمل والإصلاح

يُحذر بشدة من الإصلاح بعد اللحام. إذا كان ذلك ضروريًا تمامًا، فيجب استخدام مكواة لحام مزدوجة الرأس متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد، لتقليل الإجهاد الحراري. يجب التحقق مسبقًا من تأثير ذلك على خصائص LED.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد المنتج للتجميع الآلي:

• الشريط الحامل:عرض 8 مم.
• البكرة:قطر 7 بوصات (178 مم).
• الكمية لكل بكرة:3000 قطعة.
• يتم توفير أبعاد مفصلة لجيوب الشريط الحامل والبكرة في ورقة البيانات لضمان التوافق مع معدات التغذية.

7.2 معلومات الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة للتتبع والتطبيق الصحيح:

• رقم منتج العميل (CPN)
• رقم المنتج (P/N): على سبيل المثال، 19-217/G7C-AN1P2/3T
• كمية التعبئة (QTY)
• رتبة الشدة الضوئية (CAT) – تتوافق مع فئة الشدة (N1، N2، P1، P2)
• رتبة اللونية/الطول الموجي السائد (HUE) – تتوافق مع فئة الطول الموجي (C16-C19)
• رتبة الجهد الأمامي (REF)
• رقم الدفعة (LOT No.) للتتبع

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:مؤشرات لوحة القيادة، إضاءة المفاتيح، إضاءة خلفية لوحة المفاتيح.
• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للهواتف وآلات الفاكس.
• الإضاءة الخلفية للشاشات المسطحة:الإضاءة الجانبية للشاشات الكريستالية السائلة الصغيرة، الإضاءة الخلفية للرموز والأيقونات.
• الاستخدام العام كمؤشر:حالة الطاقة، مؤشر الوضع، إشارات التنبيه في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

8.2 اعتبارات التصميم

• الحد من التيار:مقاومة خارجية للحد من التيارإلزامية. جهد LED الأمامي له نطاق (1.7V-2.4V)، وخاصية I-V الخاصة به أسية. يمكن أن يتسبب تغيير صغير في جهد التغذية في تغيير كبير، وربما مدمر، في التيار بدون مقاومة متسلسلة. يتم حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. استخدم أقصى VF من ورقة البيانات لتصميم متحفظ.
• إدارة الحرارة:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (60 ميغاواط كحد أقصى)، فإن ضمان عمل LED ضمن تصنيف درجة حرارته أمر حيوي للموثوقية طويلة المدى وإخراج ضوء مستقر. تجنب وضعه بالقرب من مصادر حرارة أخرى على PCB.
• حماية ESD:على الرغم من تصنيفه لـ 2000 فولت HBM، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع والتعامل.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يتميز LED 19-217 بشكل أساسي من خلال مزيجه من لون أصفر-أخضر لامع محدد (باستخدام تقنية AlGaInP) وبصمة مدمجة للغاية 2.0x1.25 مم. مقارنة بمصابيح LED ذات الإطار الرصاصي الأكبر، فإنه يوفر توفيرًا كبيرًا في المساحة. مقارنة بألوان SMD الأخرى، تقدم تقنية AlGaInP عادةً كفاءة ضوئية أعلى في طيف الكهرماني-الأصفر-الأخضر من التقنيات الأقدم. زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة هي ميزة رئيسية للتطبيقات التي تتطلب وضوح رؤية واسع، على عكس مصابيح LED ذات الحزمة الضيقة المستخدمة للإضاءة المركزة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: لماذا مقاومة الحد من التيار ضرورية تمامًا؟

ج: مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. جهدها الأمامي ليس قيمة ثابتة ولكن له تسامح تصنيعي ويختلف مع درجة الحرارة. يمكن أن يؤدي توصيل LED مباشرة بمصدر جهد، حتى لو كان قريبًا من VF النموذجي، إلى تدفق تيار مفرط، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بسرعة وتدمير LED ("الانحراف الحراري"). توفر المقاومة المتسلسلة طريقة خطية وقابلة للتنبؤ لضبط تيار التشغيل.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بتيار نابض أعلى من 25 مللي أمبير؟

ج: نعم، ولكن فقط تحت ظروف محددة. تحدد ورقة البيانات تيار الذروة الأمامي (IFP) بـ 60 مللي أمبير، ولكن هذا مسموح به فقط مع دورة عمل منخفضة (1/10 أو 10%) وتردد 1 كيلو هرتز. لا يُسمح بالتشغيل المستمر فوق 25 مللي أمبير وسيتجاوز تصنيف تبديد الطاقة، مما يؤدي إلى الفشل.

س: ماذا تعني رموز التصنيف (مثل P1، C18) لتصميمي؟

ج: تضمن رموز التصنيف اتساق اللون والسطوع. إذا كان منتجك يستخدم مصابيح LED متعددة ويتطلب مظهرًا موحدًا، فيجب عليك تحديد واستخدام مصابيح LED من نفس فئات الشدة والطول الموجي. قد يؤدي خلط الفئات إلى اختلاف واضح في السطوع أو درجات اللون بين مصابيح LED المجاورة.

س: ما مدى أهمية "عمر التخزين المفتوح" لمدة 7 أيام بعد فتح كيس الحاجز الرطوبي؟

ج: إنه مهم جدًا لموثوقية اللحام. يمكن لمكونات SMD امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء لحام إعادة التدفق، يمكن لهذه الرطوبة المحبوسة أن تتبخر بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو "انتفاخًا"، مما قد يتسبب في تشقق العبوة والفشل. الالتزام بإرشادات التخزين والتجفيف أمر ضروري لتصنيع ذو عائد مرتفع.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة بـ 10 مصابيح LED صفراء-خضراء موحدة.

1. اختيار المكونات:حدد لموردك أنك تحتاج جميع مصابيح LED من نفس الفئة، على سبيل المثال، فئة الشدة P1 (45-57 مللي كانديلا) وفئة الطول الموجي C18 (573.5-575.5 نانومتر). هذا أمر بالغ الأهمية للاتساق البصري.
2. تصميم الدائرة:باستخدام مصدر طاقة 5 فولت واستهداف تيار تشغيل 20 مللي أمبير. بافتراض VF متحفظ 2.4 فولت (الحد الأقصى)، احسب المقاومة المتسلسلة: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 130Ω أو 120Ω. تصنيف قدرة المقاومة: P = I^2 * R = (0.02^2) * 130 = 0.052 واط، لذا فإن مقاومة قياسية 1/8 واط (0.125 واط) كافية.
3. تخطيط PCB:استخدم نمط اللحام الدقيق من رسم أبعاد العبوة في ورقة البيانات. تأكد من وجود تباعد كافٍ بين مصابيح LED لتوزيع الضوء بشكل متساوٍ وتجنب الاقتران الحراري.
4. التجميع:احتفظ بالبكرة مغلقة حتى يكون خط الإنتاج جاهزًا. اتبع ملف تعريف إعادة التدفق بدقة. بعد التجميع، تجنب ثني أو لف PCB بالقرب من مصابيح LED لمنع الإجهاد على نقاط اللحام.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الوصلة للثنائي (حوالي 1.7-2.4 فولت)، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات. تتحد هذه حاملات الشحنة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق لأشباه الموصلات، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. في هذه الحالة، يتم ضبط التركيب لإنتاج فوتونات في المنطقة الصفراء-الخضراء من الطيف المرئي، متمركزة حول 575 نانومتر. تعمل عدسة راتنج الإيبوكسي على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتشكيل حزمة إخراج الضوء (مما يؤدي إلى زاوية رؤية 120 درجة)، وتعزيز استخراج الضوء من الشريحة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير مصابيح LED من نوع SMD مثل 19-217 عدة اتجاهات رئيسية في الصناعة:التصغيرلا يزال محركًا أساسيًا، مما يتيح أجهزة إلكترونية أصغر حجمًا.زيادة الكفاءةفي مواد مثل AlGaInP تؤدي إلى شدة ضوئية أعلى من نفس حجم الشريحة أو أصغر.الامتثال البيئي(RoHS، REACH، خالي من الهالوجين) أصبح متطلبًا قياسيًا، وليس خيارًا.التوافق مع الأتمتةمن خلال التعبئة القياسية بالشريط والبكرة أمر ضروري للتصنيع عالي الحجم وفعال التكلفة. أخيرًا، هناك اتجاه نحوتصنيف وتحكم في اللون أكثر دقة وضيقًالتلبية متطلبات التطبيقات التي تتطلب اتساقًا عاليًا في اللون، مثل شاشات الألوان الكاملة وإضاءة السيارات، على الرغم من أن هذا المكون المحدد هو من النوع أحادي اللون.

13.1 ملاحظة حول قيود التطبيق

تتضمن ورقة البيانات إخلاء مسؤولية مهم فيما يتعلق بالتطبيقات عالية الموثوقية. قد لا يكون هذا المنتج، كما هو محدد، مناسبًا لأنظمة السلامة الحرجة مثل سلامة السيارات (مثل أضواء الفرامل)، والفضاء، والعسكرية، أو معدات دعم الحياة الطبية بدون مؤهلات إضافية وربما درجة منتج مختلفة. لمثل هذه التطبيقات، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة لتحديد المكونات المصممة والمختبرة لمعايير الموثوقية الصارمة في تلك المجالات.