ورقة بيانات LED SMD 16-213/R6C-AQ2R2B/3T - الأحمر اللامع - 20mA - 1.75-2.35V - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يعد 16-213 ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع جهاز السطح المثبت (SMD) مصممًا للتطبيقات عالية الكثافة والمصغرة. يستخدم تقنية أشباه الموصلات من نوع AlGaInP لإنتاج إخراج ضوئي باللون الأحمر اللامع. يتيح شكله المدمج توفيرًا كبيرًا في المساحة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) مقارنة بمكونات الإطار الرصاصي التقليدية، مما يساهم في تصميمات منتجات نهائية أصغر ويقلل من متطلبات التخزين.

1.1 المزايا الأساسية

• التصغير:يسمح الحجم الصغير للعبوة بكثافة تعبئة أعلى وتمكين تصميم معدات إلكترونية أكثر إحكاما.
• الوزن الخفيف:مثالي للتطبيقات التي يكون فيها الوزن عاملاً حاسمًا.
• التوافق:معبأ بشريط بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي القياسية للالتقاط والوضع.
• الامتثال البيئي:المنتج خالي من الرصاص، ومتوافق مع معايير RoHS، وEU REACH، والخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون).
• توافق العملية:مناسب لكل من عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا الثنائي الباعث للضوء مناسب لمجموعة متنوعة من وظائف المؤشر والإضاءة الخلفية، بما في ذلك:

• إضاءة خلفية لوحة القيادة والمفاتيح في عناصر التحكم الصناعية والسيارات.
• مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية لوحة المفاتيح في أجهزة الاتصالات مثل الهواتف وأجهزة الفاكس.
• إضاءة خلفية مسطحة لوحات LCD، والمفاتيح، والرموز.
• تطبيقات المؤشرات للأغراض العامة.

2. القيم القصوى المطلقة

تحدد التصنيفات التالية الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الظروف.

3. الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة (T_a) تبلغ 25°م وتيار أمامي (I_F) يبلغ 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تمثل الأداء النموذجي للجهاز._aالمعلمة_Fالرمز

ميكرو أمبير

1. V_R = 5 فولت
2. ملاحظات:
3. تسامح شدة الإضاءة: ±11%

تسامح الطول الموجي السائد: ±1 نانومتر

تسامح جهد الأمام: ±0.05 فولت

4. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في أداء التطبيق، يتم فرز (تصنيف) الثنائيات الباعثة للضوء بناءً على معلمات رئيسية. يستخدم 16-213 نظام تصنيف بثلاثة رموز._F4.1 تصنيف شدة الإضاءة (CAT)

R2

4.2 تصنيف الطول الموجي السائد (HUE)

E7

4.3 تصنيف جهد الأمام (REF)_Fيقوم هذا الرمز بتجميع الثنائيات الباعثة للضوء حسب انخفاض جهد الأمام عند I_F = 20 مللي أمبير، وهو أمر بالغ الأهمية لحساب مقاومة تحديد التيار وتصميم مصدر الطاقة.

5. تحليل منحنيات الأداء

توفر المنحنيات النموذجية التالية نظرة ثاقبة على سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. يتم قياس جميع المنحنيات عند T_a = 25°م ما لم يُلاحظ خلاف ذلك._a5.1 تيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى I-V)

يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين الجهد المطبق والتيار الناتج. يتراوح جهد الأمام (V_F) عادةً بين 1.75 فولت و2.35 فولت عند تيار التشغيل القياسي البالغ 20 مللي أمبير. يجب على المصممين استخدام مقاومة متسلسلة لتحديد التيار لمنع الانحراف الحراري، حيث أن زيادة صغيرة في الجهد بعد نقطة الركبة تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار.

5.2 شدة الإضاءة مقابل تيار الأمام_Fتزداد شدة الإضاءة تقريبًا بشكل خطي مع تيار الأمام حتى تيار التصنيف الأقصى. سيؤدي التشغيل فوق التصنيف الأقصى المطلق (25 مللي أمبير مستمر) إلى تقليل العمر الافتراضي والموثوقية.

5.3 شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة

ينخفض إخراج ضوء LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. يُظهر المنحنى انخفاض شدة الإضاءة النسبية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة من -40°م إلى +85°م. يجب أخذ هذا التخفيض في الاعتبار في التصميمات التي يعمل فيها LED في بيئات عالية الحرارة أو عند تيارات تشغيل عالية.

5.4 منحنى تخفيض تيار الأمام

يحدد هذا المنحنى الحرج أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. لضمان تشغيل موثوق ومنع ارتفاع درجة الحرارة، يجب تقليل تيار الأمام عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية.

5.5 التوزيع الطيفي

يتركز الطيف حول طول موجي ذروي نموذجي (λ_p) يبلغ 632 نانومتر مع عرض كامل عند نصف أقصى (FWHM) يبلغ حوالي 20 نانومتر، وهي سمة مميزة لثنائيات LED الحمراء القائمة على AlGaInP. يحدد الطول الموجي السائد (λ_d) اللون المُدرك.

5.6 نمط الإشعاع

يتميز LED بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة (2θ_1/2)، مما يوفر نمط إشعاع واسع ومتساوٍ مناسب للإضاءة المساحية وتطبيقات المؤشرات التي تتطلب رؤية واسعة._p6. المعلومات الميكانيكية والتعبئة_d6.1 أبعاد العبوة

يتم توفير المخطط الفيزيائي والأبعاد الحرجة لعبوة LED في ورقة البيانات. عادةً ما تكون التسامحات ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب على المصممين الرجوع إلى الرسم الدقيق لإنشاء البصمة.

6.2 تخطيط الوسادة المقترح_{تم تضمين نمط أرضي موصى به (بصمة) لتصميم PCB. هذا النمط هو للرجوع إليه فقط ويجب تحسينه بناءً على عمليات التصنيع المحددة، وحجم معجون اللحام، ومتطلبات إدارة الحرارة.}6.3 تحديد القطبية

يتم عادةً تمييز الكاثود على الجهاز. اتجاه القطبية الصحيح ضروري أثناء التجميع لمنع تلف الانحياز العكسي.

7. إرشادات اللحام والتركيب

7.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق (خالي من الرصاص)

يتوافق LED مع عمليات إعادة التدفق القياسية بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري باستخدام لحام خالي من الرصاص. يتضمن ملف تعريف درجة الحرارة الموصى به:

التسخين المسبق:

150-200°م لمدة 60-120 ثانية.

الوقت فوق السائل (TAL):

60-150 ثانية فوق 217°م.

درجة الحرارة القصوى:

260°م كحد أقصى، يتم الاحتفاظ بها لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ.

• معدل الصعود:بحد أقصى 3°م/ثانية حتى 255°م، ثم بحد أقصى 6°م/ثانية حتى القمة.
• معدل الهبوط:بحد أقصى 6°م/ثانية.
• حرج:يجب عدم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين على نفس الجهاز.
• 7.2 اللحام اليدويإذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد:
• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف لا تتجاوز 350°م.حدد وقت التلامس إلى 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.

استخدم مكواة بقوة تصنيفية 25 واط أو أقل.اسمح بفترة تبريد لا تقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف.

تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على جسم LED أثناء التسخين.

7.3 الإصلاح وإعادة العمل

• يُحذر بشدة من الإصلاح بعد لحام LED. إذا كان لا مفر منه، فيجب استخدام مكواة لحام مزدوجة الرأس متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد، لتقليل الإجهاد الحراري. يجب التحقق من تأثير ذلك على خصائص LED بعد إعادة العمل.
• 8. التخزين والحساسية للرطوبة
• يتم تعبئة الثنائيات الباعثة للضوء في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف.
• قبل الفتح:
• قم بالتخزين عند ≤30°م و≤90% رطوبة نسبية (RH).

بعد الفتح (عمر الأرضية):

يجب لحام الأجهزة غير المستخدمة في غضون عام واحد عند التخزين عند ≤30°م و≤60% رطوبة نسبية. إذا لم يتم استخدامها خلال هذه الفترة، فيجب إعادة تجفيفها وإعادة تعبئتها.

إجراء التجفيف:

إذا تغير لون مؤشر المجفف أو تم تجاوز عمر الأرضية، قم بالتجفيف عند 60 ±5°م لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

• 9. معلومات التعبئة والطلب9.1 مواصفات الشريط والبكرة
• يتم توريد الأجهزة على شريط ناقل بارز بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة.9.2 شرح الملصق
• يحتوي ملصق البكرة على عدة رموز رئيسية:CPN:

رقم جزء العميل.

P/N:

رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 16-213/R6C-AQ2R2B/3T).

QTY:

كمية التعبئة لكل بكرة.

• CAT:رتبة شدة الإضاءة (مثال: Q2، R1، R2).
• HUE:رتبة الطول الموجي السائد (مثال: E4، E5، E6، E7).
• REF:رتبة جهد الأمام (مثال: 0، 1، 2).
• LOT No:رقم الدفعة القابل للتتبع.
• 10. اعتبارات تصميم التطبيق10.1 حساب مقاومة تحديد التيار
• المقاومة المتسلسلة إلزامية لضبط تيار الأمام. يمكن حساب قيمة المقاومة (R_S) باستخدام قانون أوم: R_S = (V_Supply - V_F) / I_F. استخدم أقصى V_F من جدول التصنيف لتصميم متحفظ لضمان ألا يتجاوز I_F القيمة المطلوبة. يجب أيضًا حساب قدرة المقاومة: P_R = (I_F)² * R_S.10.2 إدارة الحرارة
• على الرغم من صغر حجم العبوة، إلا أن تبديد الطاقة (حتى 60 مللي واط) يمكن أن يسبب ارتفاعًا كبيرًا في درجة حرارة الوصلة، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية أو المساحات المغلقة. هذا يقلل من إخراج الضوء وعمر التشغيل. تأكد من استخدام مساحة نحاسية كافية في PCB أو فتحات حرارية لتبريد الحرارة إذا كان التشغيل قريبًا من التصنيفات القصوى.10.3 الحماية من الكهرباء الساكنة

على الرغم من تصنيفها لـ 2000 فولت HBM، يجب دائمًا اتباع احتياطات التعامل مع ESD القياسية أثناء التجميع والتعامل لمنع التلف الكامن.

11. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم LED 16-213، القائم على تقنية AlGaInP، مزايا مميزة لتطبيقات المؤشرات الحمراء:مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم (مثل GaAsP):يوفر AlGaInP كفاءة إضاءة أعلى، مما يؤدي إلى إخراج أكثر سطوعًا عند نفس التيار، ونقاء لوني أفضل (أحمر أكثر تشبعًا)._Sمقارنة بـ LED الأبيض واسع الطيف مع مرشح:_Sإن LED أحادي اللون الأحمر أكثر كفاءة بكثير لإنتاج ضوء أحمر نقي من تصفية الضوء الأبيض، مما يؤدي إلى استهلاك أقل للطاقة._{مقارنة بـ LED ذو الأطراف الرصاصية الأكبر:}يُمكن تنسيق SMD التجميع الآلي، ويقلل من مساحة اللوحة، ويحسن الموثوقية الميكانيكية من خلال التخلص من الأطراف الرصاصية المعرضة للانحناء والكسر._F12. الأسئلة الشائعة (FAQ)_Fس1: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (λp) والطول الموجي السائد (λd)?_Fج1: الطول الموجي الذروي هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المُدرك لـ LED. λd أكثر صلة بتحديد اللون في تطبيقات المؤشرات._Fس2: هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاومة تحديد تيار إذا كان مصدر الطاقة الخاص بي بدقة 2.0 فولت?_Rج2: جهد الأمام له تسامح ويتغير مع درجة الحرارة. يمكن أن يؤدي جهد مصدر يساوي V_F الاسمي إلى تيار مفرط بسبب التباين من وحدة إلى أخرى أو انخفاض درجة الحرارة. مطلوب دائمًا مقاومة متسلسلة للتشغيل الموثوق._Fس3: لماذا نطاق درجة حرارة التخزين أوسع من نطاق التشغيل?_S.

ج3: ينطبق تصنيف التخزين على الجهاز في حالة غير نشطة وغير مُشغلة. نطاق التشغيل أضيق لأن التشغيل النشط يولد حرارة عند وصلة أشباه الموصلات، ويجب تحديد التأثير المشترك لدرجة الحرارة المحيطة والتسخين الذاتي لضمان الأداء وطول العمر.

س4: كيف أفسر رقم الجزء 16-213/R6C-AQ2R2B/3T?

ج4: بينما قد يكون التفسير الدقيق خاصًا، فإنه يتضمن عادةً رمز المنتج الأساسي (16-213) متبوعًا برموز تحدد تصنيفات الأداء (مثل شدة الإضاءة 'R2'، والطول الموجي السائد على الأرجح ضمن 'E6/E7'، وجهد الأمام 'B2')، وربما نوع التعبئة ('3T' قد يشير إلى الشريط والبكرة).

13. دراسة حالة التصميم: إضاءة خلفية مفتاح لوحة القيادة

السيناريو:

تصميم إضاءة خلفية لمفتاح لوحة قيادة سيارة يتطلب إضاءة حمراء موحدة وموثوقة في بيئة بدرجات حرارة محيطة تصل إلى 70°م.

• خطوات التصميم:اختيار التيار:
• لضمان طول العمر في درجة الحرارة العالية، قم بتخفيض التيار. من منحنى التخفيض، عند 70°م محيطة، يكون أقصى I_F مسموح به أقل بكثير من 25 مللي أمبير. اختيار I_F = 15 مللي أمبير يوفر هامش أمان جيد.حساب المقاومة:
• باستخدام مصدر طاقة سيارة 12 فولت وأقصى V_F من التصنيف B2 (2.35 فولت). R_S = (12 فولت - 2.35 فولت) / 0.015 أمبير ≈ 643 أوم. استخدم مقاومة قياسية 620 أوم أو 680 أوم. الطاقة: P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145 واط. مقاومة 1/4 واط كافية.اختيار التصنيف:

لمظهر موحد عبر مفاتيح متعددة، حدد تصنيفات ضيقة لـ HUE (الطول الموجي السائد، مثال: E6 فقط) و CAT (شدة الإضاءة، مثال: R1 فقط). هذا يضمن لونًا وسطوعًا متسقين.

التخطيط:

ضع LED ومقاومة تحديد التيار الخاصة به بالقرب من بعضهما البعض. استخدم تخطيط الوسادة الموصى به من ورقة البيانات، مع إضافة روابط تخفيف حراري صغيرة للمساعدة في اللحام.

14. مبدأ التكنولوجيا

يعتمد LED على بنية غير متجانسة لأشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. يتم انبعاث الطاقة المنطلقة أثناء هذا الاتحاد كفوتونات (ضوء). تحدد طاقة فجوة النطاق المحددة لسبيكة AlGaInP الطول الموجي للضوء المنبعث، والذي في هذه الحالة يكون في الطيف الأحمر (حوالي 632 نانومتر). يسمح عدسة الراتنج الشفافة بالماء للضوء بالهروب بأقل امتصاص، ويحدد شكلها زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة.No.15. اتجاهات الصناعة_Fيستمر سوق LED المؤشرات SMD مثل 16-213 في التطور. تشمل الاتجاهات الرئيسية:

زيادة الكفاءة:

تهدف تحسينات علوم المواد المستمرة إلى تقديم فعالية إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل وحدة مدخل كهربائي)، مما يسمح باستهلاك أقل للطاقة أو مؤشرات أكثر سطوعًا.

التصغير:

يدفع السعي نحو منتجات نهائية أصغر إلى عبوات LED أصغر حجمًا (مثل أحجام 0402، 0202 متري) مع الحفاظ على الأداء البصري أو تحسينه.

تعزيز الموثوقية:

تركز التحسينات في مواد التعبئة وتقنيات تثبيت الرقاقة على تمديد عمر التشغيل والمتانة ضد الدورات الحرارية والرطوبة.التكامل:

اتجاه نحو دمج عدة ثنائيات LED (مثل مجموعات RGB) أو دمج LED مع دوائر تحكم متكاملة (IC) (مثل رقائق السائق) في عبوات واحدة لتبسيط تصميم الدوائر وتوفير مساحة اللوحة.

1. Current Selection:To ensure longevity at high temperature, derate the current. From the derating curve, at 70°C ambient, the maximum allowable I_Fis significantly less than 25mA. Selecting I_F= 15mA provides a good safety margin.
2. Resistor Calculation:Using a 12V automotive supply and the maximum V_Ffrom bin B2 (2.35V). R_S= (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω. Use a standard 620Ω or 680Ω resistor. Power: P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W. A 1/4W resistor is sufficient.
3. Bin Selection:For uniform appearance across multiple switches, specify tight bins for HUE (Dominant Wavelength, e.g., E6 only) and CAT (Luminous Intensity, e.g., R1 only). This ensures consistent color and brightness.
4. Layout:Place the LED and its current-limiting resistor close together. Use the recommended pad layout from the datasheet, possibly adding small thermal relief connections to aid soldering.

. Technology Principle

The LED is based on an Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) semiconductor heterostructure. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. The energy released during this recombination is emitted as photons (light). The specific bandgap energy of the AlGaInP alloy determines the wavelength of the emitted light, which in this case is in the red spectrum (approximately 632nm). The water-clear resin lens allows the light to escape with minimal absorption, and its shape determines the wide 120-degree viewing angle.

. Industry Trends

The market for SMD indicator LEDs like the 16-213 continues to evolve. Key trends include:

• Increased Efficiency:Ongoing material science improvements aim to deliver higher luminous efficacy (more light output per unit of electrical input), allowing for lower power consumption or brighter indicators.
• Miniaturization:The drive for smaller end products pushes for ever-smaller LED packages (e.g., 0402, 0201 metric sizes) while maintaining or improving optical performance.
• Enhanced Reliability:Improvements in packaging materials and die-attach technologies focus on extending operational lifetime and robustness against thermal cycling and humidity.
• Integration:A trend towards integrating multiple LEDs (e.g., RGB clusters) or combining LEDs with control ICs (like driver chips) into single packages to simplify circuit design and save board space.