ورقة بيانات LED SMD طراز 19-22/R6 BHC-B01/2T - عبوة 2.0x1.25x0.8مم - جهد 1.7-3.25 فولت - قدرة 40-60 ميلي واط - أحمر/أزرق - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 19-22 حلاً مضغوطاً لمصابيح LED ذات تثبيت سطحي، مصممة لتطبيقات لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة. يُقدم هذا الجهاز متعدد الألوان في نوعين رئيسيين من مواد الرقاقة: الرمز R6 الذي يستخدم مادة AlGaInP لإصدار اللون الأحمر اللامع، والرمز BH الذي يستخدم مادة InGaN لإصدار اللون الأزرق. عبوة الراتنج شفافة لكلا النوعين. إن بصمتها الأصغر بكثير مقارنة بمكونات الإطار الرصاصي تتيح تصميمات لوحات أصغر، وكثافة تعبئة أعلى، وتساهم في النهاية في تصغير حجم المعدات النهائية. البناء خفيف الوزن يجعلها مثالية للتطبيقات المحمولة والمصغرة.

تشمل المزايا الرئيسية المميزة التوافق مع معدات التثبيت الآلي وعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري القياسية. المنتج متوافق مع معايير الصناعة الرئيسية، فهو خالٍ من الرصاص، متوافق مع RoHS، متوافق مع EU REACH، وخالٍ من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، الكلور <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد جميع التقييمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. تجاوز هذه الحدود قد يسبب ضرراً دائماً.

• الجهد العكسي (VR):5 فولت (لجميع الرموز).
• التيار الأمامي (IF):R6: 25 مللي أمبير؛ BH: 10 مللي أمبير.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز. R6: 50 مللي أمبير؛ BH: 40 مللي أمبير.
• تبديد الطاقة (Pd):R6: 60 ميلي واط؛ BH: 40 ميلي واط. هذه المعلمة حاسمة لإدارة الحرارة.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):R6: 2000 فولت؛ BH: 150 فولت. النوع BH (InGaN) أكثر حساسية بكثير للتفريغ الكهروستاتيكي ويتطلب احتياطات تعامل صارمة.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):إعادة التدفق: 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. اللحام اليدوي: 350 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس القيم النموذجية عند Ta=25 درجة مئوية و IF=5 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. تنطبق التسامحات: شدة الإضاءة ±11%، الطول الموجي السائد ±1 نانومتر، الجهد الأمامي ±0.1 فولت.

• شدة الإضاءة (Iv):الحد الأدنى 14.5 ميلي كانديلا، النموذجي 20.0 ميلي كانديلا لكل من الرمزين R6 و BH.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):النموذجية 130 درجة، مما يشير إلى نمط رؤية واسع.
• الطول الموجي الذروي (λp):R6: 632 نانومتر (نموذجي)؛ BH: 468 نانومتر (نموذجي).
• الطول الموجي السائد (λd):R6: 617.5 إلى 629.5 نانومتر؛ BH: 467.5 إلى 472.5 نانومتر. هذه هي المعلمة المستخدمة لفرز الألوان.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):R6: 20 نانومتر (نموذجي)؛ BH: 25 نانومتر (نموذجي).
• الجهد الأمامي (VF):R6: 1.70 إلى 2.25 فولت؛ BH: 2.65 إلى 3.25 فولت. الجهد الأعلى لمصباح LED الأزرق هو سمة مميزة لتقنية InGaN.
• التيار العكسي (IR):يتم قياسه عند VR=5 فولت. R6: الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير؛ BH: الحد الأقصى 50 ميكرو أمبير.

3. شرح نظام الفرز

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على الطول الموجي السائد لضمان اتساق اللون داخل دفعة الإنتاج.

3.1 فرز R6 (أحمر)

• المجموعة E4:617.5 نانومتر ≤ λd < 621.5 نانومتر
• المجموعة E5:621.5 نانومتر ≤ λd < 625.5 نانومتر
• المجموعة E6:625.5 نانومتر ≤ λd < 629.5 نانومتر

3.2 فرز BH (أزرق)

• المجموعة A10:467.5 نانومتر ≤ λd < 470.0 نانومتر
• المجموعة A11:470.0 نانومتر ≤ λd < 472.5 نانومتر

يتم أيضاً تصنيف شدة الإضاءة (رمز CAT)، وتصنيف الجهد الأمامي (رمز REF)، مما يوفر نظام اختيار متعدد المعلمات للمطابقة الدقيقة في التصميم.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية للنوع R6، مما يقدم رؤى حول الأداء تحت ظروف مختلفة.

4.1 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يظهر المنحنى علاقة شبه خطية. تزداد الشدة مع التيار ولكنها تبدأ في التشبع عند التيارات الأعلى، مما يؤكد أهمية التشغيل ضمن نطاق IF المحدد للحفاظ على الكفاءة والعمر الطويل.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

ينخفض الناتج الضوئي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. هذا الانخفاض الحراري هو عامل حاسم للتصميمات التي تعمل في بيئات مرتفعة الحرارة أو مع محدودية تبديد الحرارة.

4.3 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يوضح منحنى IV هذا العلاقة الأسية النموذجية للثنائيات. الجهد الأمامي له معامل درجة حرارة سالب.

4.4 التوزيع الطيفي

يظهر مخطط الطيف لمصباح LED R6 ذروة سائدة حول 632 نانومتر (نموذجي) مع عرض نطاق محدد، مما يؤكد نقاء لونه الأحمر أحادي اللون.

5. المعلومات الميكانيكية وعبوة التغليف

5.1 أبعاد العبوة

عبوة SMD طراز 19-22 لها أبعاد اسمية تبلغ 2.0 مم (الطول) × 1.25 مم (العرض) × 0.8 مم (الارتفاع). يحدد الرسم التسامحات ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتضمن تفاصيل العدسة، مؤشر القطب السالب، وتوصيات نمط مساند اللحام لضمان اللحام والمحاذاة الصحيحة.

5.2 تحديد القطبية

تتميز العبوة بعلامة مرئية (عادةً شق أو علامة خضراء) على جانب القطب السالب. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التثبيت لضمان عمل الدائرة بشكل صحيح.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتم تحديد ملف تعريف إعادة تدفق خالٍ من الرصاص:

• التسخين المسبق: 150-200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (217 درجة مئوية): 60-150 ثانية.
• درجة حرارة الذروة: 260 درجة مئوية كحد أقصى، تُحفظ لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى.
• معدل التسخين: الحد الأقصى 6 درجة مئوية/ثانية حتى 255 درجة مئوية؛ الحد الأقصى 3 درجة مئوية/ثانية فوق 255 درجة مئوية.

يجب ألا يتم إجراء إعادة التدفق أكثر من مرتين.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضرورياً، يجب أن تكون درجة حرارة طرف المكواة أقل من 350 درجة مئوية، تُطبق لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل طرف. استخدم مكواة لحام بسعة 25 واط أو أقل. اترك فاصل زمني لا يقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف لمنع الصدمة الحرارية.

6.3 التخزين وحساسية الرطوبة

يتم تعبئة المكونات في أكياس حاجزة مقاومة للرطوبة مع مجفف.

• لا تفتح الكيس حتى تكون جاهزاً للاستخدام.
• بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية.
• "عمر التخزين" بعد فتح الكيس هو 168 ساعة (7 أيام).
• إذا تم تجاوز عمر التخزين أو أشار المجفف إلى دخول الرطوبة، يلزم تجفيف عند 60±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل إعادة التدفق.

6.4 احتياطات حرجة

• تحديد التيار:مقاوم متسلسل خارجي إلزامي. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار؛ تغيير صغير في الجهد يمكن أن يسبب طفرة تيار كبيرة تؤدي إلى فشل فوري.
• تجنب الإجهاد:تجنب الإجهاد الميكانيكي على العبوة أثناء التسخين (اللحام) ولا تشوه لوحة الدوائر المطبوعة بعد التجميع.
• الإصلاح:لا يُوصى بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، يجب استخدام مكواة لحام مزدوجة الرأس متخصصة لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد، ويجب التحقق من تأثير ذلك على خصائص LED مسبقاً.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط حامل بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم توفير أبعاد مفصلة لجيوب الشريط الحامل والبكرة لضمان التوافق مع آلات الالتقاط والتثبيت الآلية.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على عدة رموز رئيسية:

• CPN: رقم جزء العميل.
• P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 19-22/R6 BHC-B01/2T).
• QTY: كمية التعبئة.
• CAT: تصنيف شدة الإضاءة.
• HUE: إحداثيات اللونية وتصنيف الطول الموجي السائد (رمز المجموعة).
• REF: تصنيف الجهد الأمامي.
• LOT No: رقم الدفعة القابل للتتبع.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:مؤشرات لوحة القيادة، إضاءة المفاتيح، إضاءة خلفية لوحة المفاتيح.
• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية في الهواتف، أجهزة الفاكس.
• شاشات LCD:إضاءة خلفية حافة أو مباشرة لشاشات LCD أحادية اللون أو ملونة صغيرة.
• مؤشرات عامة:حالة الطاقة، مؤشرات الوضع، إضاءة زخرفية في الإلكترونيات الاستهلاكية المدمجة.

8.2 اعتبارات التصميم

• تصميم الدائرة:قم دائماً بتضمين مقاوم محدد للتيار على التوالي مع LED. احسب قيمة المقاوم بناءً على جهد التغذية (Vs)، جهد LED الأمامي (VF) عند التيار المطلوب (IF)، والتيار المطلوب: R = (Vs - VF) / IF. استخدم أقصى VF من ورقة البيانات لتصميم متحفظ.
• إدارة الحرارة:تأكد من أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة يسمح بتبديد الحرارة، خاصة عند التشغيل بالقرب من أقصى تيار أو في درجات حرارة محيطة عالية. تجنب وضع مصابيح LED بالقرب من مكونات توليد الحرارة الأخرى.
• حماية التفريغ الكهروستاتيكي:نفذ إجراءات حماية التفريغ الكهروستاتيكي على خطوط التجميع، خاصة للنوع الحساس BH (الأزرق). استخدم محطات عمل موصولة بالأرض وأسوار معصم.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية الواسعة 130 درجة رؤية جيدة خارج المحور. للضوء المركز، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء ضرورية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

تقدم سلسلة 19-22 مزايا مميزة في سياقات محددة. مقارنة بمصابيح LED ذات الثقب الأكبر، فائدتها الأساسية هي توفير المساحة وملاءمتها للتجميع الآلي. ضمن عالم مصابيح LED SMD، فإن بصمتها 2.0x1.25 مم هي حجم شائع، تقدم توازناً بين الناتج الضوئي والتصغير. المميز الرئيسي لهذا الجزء المحدد هو توفر تقنيتين شبه موصل مختلفتين (AlGaInP للأحمر، InGaN للأزرق) في نفس العبوة الميكانيكية، مما يبسط الشراء والتصميم للتطبيقات متعددة الألوان. يسمح نظام الفرز التفصيلي للطول الموجي والشدة باتساق لوني عالي في عمليات الإنتاج، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات مثل شاشات متعددة المقاطع أو مصفوفات الإضاءة الخلفية حيث يكون مطابقة الألوان مهماً.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 لماذا يختلف الحد الأقصى للتيار الأمامي لمصابيح LED الحمراء (R6) والزرقاء (BH)؟

ينبع الاختلاف من مواد أشباه الموصلات الأساسية (AlGaInP مقابل InGaN) وكفاءتها الكمومية الداخلية وخصائصها الحرارية على التوالي. يمكن لرقاقة AlGaInP في LED R6 عادةً التعامل مع كثافات تيار أعلى ضمن نفس قيود الحرارة للعبوة، ومن هنا التيار المقنن الأعلى (25 مللي أمبير مقابل 10 مللي أمبير).

10.2 لماذا تصنيف التفريغ الكهروستاتيكي لمصباح LED الأزرق (BH) أقل بكثير من الأحمر (R6)؟

مصابيح LED الزرقاء القائمة على InGaN هي بطبيعتها أكثر عرضة لتلف التفريغ الكهروستاتيكي بسبب خصائص المادة والطبقات النشطة الأرق المشاركة في هيكل الرقاقة. تصنيف 150 فولت HBM يصنفها على أنها حساسة جداً، مما يتطلب إجراءات تعامل من الفئة 0 للتفريغ الكهروستاتيكي.

10.3 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم محدد للتيار إذا كان مصدر الطاقة منظم بدقة عند جهد LED الأمامي؟

لا، هذا غير موصى به بشدة ومن المرجح أن يؤدي إلى فشل.الجهد الأمامي (VF) له تسامح (±0.1 فولت) ومعامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة). حتى فائض جهد صغير أو انخفاض في VF بسبب التسخين يمكن أن يسبب زيادة هاربة في التيار، تتجاوز القيمة القصوى المطلقة وتدمر LED. المقاوم المتسلسل غير قابل للتفاوض للتشغيل المستقر.

10.4 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λp)هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في الحد الأقصى.الطول الموجي السائد (λd)هو الطول الموجي الواحد للضوء أحادي اللون الذي يطابق اللون الملاحظ لـ LED. بالنسبة لمصابيح LED ذات طيف متماثل، غالباً ما تكون قريبة. لغرض تحديد اللون والفرز، الطول الموجي السائد هو المقياس القياسي المستخدم.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة مدمجة بمصابيح LED حمراء وزرقاء.

1. الاختيار:اختر 19-22/R6 للأحمر و 19-22/BH للأزرق للحفاظ على نفس البصمة وملف تعريف اللحام.
2. حساب الدائرة:لمصدر تغذية 5 فولت (Vs).
   • الأحمر (R6، استخدم أقصى VF=2.25 فولت، الهدف IF=15 مللي أمبير): R = (5 - 2.25) / 0.015 ≈ 183 أوم. استخدم مقاوم قياسي 180 أوم أو 200 أوم.
   • الأزرق (BH، استخدم أقصى VF=3.25 فولت، الهدف IF=8 مللي أمبير): R = (5 - 3.25) / 0.008 ≈ 219 أوم. استخدم مقاوم قياسي 220 أوم.
   تحقق من تبديد الطاقة في المقاومات ضمن تصنيفاتها.
3. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:ضع مصابيح LED مع القطبية الصحيحة. تأكد من تباعد كافٍ لتبديد الحرارة إذا تم تجميع مصابيح LED متعددة. اتبع نمط المساند الموصى به من رسم العبوة.
4. التجميع:احتفظ بالمكونات في أكياس محكمة الإغلاق حتى يصبح خط الإنتاج جاهزاً. اتبع ملف تعريف إعادة التدفق المحدد بدقة. بعد التجميع، تجنب ثني لوحة الدوائر المطبوعة بالقرب من مصابيح LED.
5. الفرز:لمظهر موحد، حدد رموز مجموعات ضيقة (مثال: E5 للأحمر، A10 للأزرق) عند الطلب، خاصة إذا كانت وحدات متعددة ستُعرض جنباً إلى جنب.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

مصابيح LED هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون (طول موجي) الضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات المستخدمة.

• R6 (AlGaInP):فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم هو نظام مادة بفجوة نطاق مباشرة مناسبة لإنتاج ضوء عالي الكفاءة في الطيف الأحمر والبرتقالي والأصفر. تشتهر بسطوعها العالي واستقرارها.
• BH (InGaN):نتريد الغاليوم الإنديوم هو نظام المادة الذي يمكّن من مصابيح LED زرقاء وخضراء وبيضاء عالية السطوع. من خلال تغيير محتوى الإنديوم، يمكن ضبط فجوة النطاق. مصابيح LED الزرقاء هي مكون أساسي لإنشاء ضوء أبيض عبر تحويل الفوسفور.

تغلف عبوة SMD الرقاقة شبه الموصلة الصغيرة، وتوفر اتصالات كهربائية عبر أطراف معدنية، وتستخدم عدسة راتنج إيبوكسي شفافة لحماية الرقاقة وتشكيل الناتج الضوئي.

13. اتجاهات تطور التكنولوجيا

يتركز المسار العام لمصابيح LED SMD مثل سلسلة 19-22 على عدة مجالات رئيسية:

• زيادة الكفاءة (لومن لكل واط):تؤدي التحسينات المستمرة في الكفاءة الكمومية الداخلية وتقنيات استخراج الضوء إلى شدة إضاءة أعلى من نفس حجم الرقاقة أو أصغر، مما يقلل استهلاك الطاقة لناتج ضوئي معين.
• تحسين اتساق اللون وعرضه:تسمح التطورات في النمو البلوري وعمليات الفرز بتسامحات أضيق على الطول الموجي السائد وشدة الإضاءة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب مطابقة ألوان دقيقة.
• تعزيز الموثوقية والعمر الافتراضي:يستمر البحث في مواد عبوات أكثر متانة، وواجهات حرارية أفضل، وهياكل أشباه موصلات أكثر استقراراً في دفع متوسط الوقت بين الأعطال (MTBF) أعلى، حتى في ظل ظروف تشغيل صعبة.
• التصغير:يدفع السعي نحو منتجات نهائية أصغر عبوات LED إلى بصمات أصغر مع الحفاظ على الأداء البصري أو تحسينه.
• التكامل:تشمل الاتجاهات دمج رقائق LED متعددة (RGB) في عبوة واحدة أو دمج LED مع دوائر متكاملة تحكم (مثل مشغلات التيار الثابت) لمكونات أكثر ذكاءً وسهولة في الاستخدام.

تضمن هذه الاتجاهات أن المكونات الأساسية مثل LED SMD طراز 19-22 ستستمر في التطور، مما يقدم للمصممين أداءً وموثوقية ومرونة أفضل.