ورقة بيانات LED SMD 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T - أبيض نقي - زاوية رؤية 120° - جهد أقصى 3.2 فولت - تيار 25 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T هو جهاز مصغر للتركيب السطحي (SMD) مصمم للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب تصغيراً وموثوقية عالية. يستخدم هذا المصباح ذو اللون الأبيض النقي النقي تقنية شريحة InGaN مغلفة براتنج أصفر مشتت. تكمن ميزته الأساسية في بصمته الأصغر بكثير مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، مما يتيح كثافة أعلى للمكونات على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، ويقلل متطلبات التخزين، ويساهم في النهاية في تطوير معدات نهائية أصغر حجماً وأخف وزناً. يجعل البناء الخفيف منه مناسباً بشكل خاص للأجهزة المحمولة والمحدودة المساحة.

2. الميزات الرئيسية والامتثال

يتم توريد هذا المصباح على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرة قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقاً تماماً مع معدات التجميع الآلي القياسية (pick-and-place)، مما يبسط التصنيع بكميات كبيرة. تم تصميمه للاستخدام مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري، مما يضمن المرونة في خطوط الإنتاج. تم تصنيع الجهاز من مواد صديقة للبيئة: فهو خالي من الرصاص، ومتوافق مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة) التابعة للاتحاد الأوروبي، ويستوفي متطلبات REACH (تسجيل وتقييم وترخيص وتقييد المواد الكيميائية). علاوة على ذلك، تم تصنيفه على أنه خالٍ من الهالوجين، حيث يقل محتوى البروم (Br) والكلور (Cl) عن 900 جزء في المليون لكل منهما ويقل مجموعهما المشترك عن 1500 جزء في المليون.

3. القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد حدود تشغيل الجهاز في ظل ظروف تكون فيها درجة حرارة البيئة المحيطة (Ta) 25 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه التقييمات إلى تلف دائم.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):100 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، تردد 1 كيلوهرتز)
• تبديد الطاقة (P_d):110 ملي واط
• تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) نموذج جسم الإنسان:150 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية
• درجة حرارة اللحام (T_sol):إعادة التدفق: 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ؛ اللحام اليدوي: 350 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ.

4. الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس جميع الخصائص عند درجة حرارة بيئة 25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي (I_F) بقيمة 5 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_v):الحد الأدنى 45 ميكروكانديلا، القيمة النموذجية غير محددة، الحد الأقصى 112 ميكروكانديلا. تخضع شدة الإضاءة لتسامح ±11%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي). تضمن زاوية الرؤية الواسعة هذه وضوحاً جيداً من زوايا مختلفة، مما يجعلها مثالية لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية.
• الجهد الأمامي (V_F):الحد الأدنى 2.7 فولت، القيمة النموذجية غير محددة، الحد الأقصى 3.2 فولت. تسامح الجهد الأمامي هو ±0.05 فولت.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.

ملاحظة على التسامحات:يبلغ تسامح الطول الموجي السائد ±1 نانومتر.

5. نظام التصنيف والنطاقات

يتم فرز مصابيح LED إلى نطاقات أداء لضمان الاتساق في الدُفعات. يتيح ذلك للمصممين اختيار أجزاء تلبي متطلبات سطوع وكهربائية محددة.

5.1 نطاق تصنيف شدة الإضاءة

مصنف عند I_F= 5 مللي أمبير. التسامح: ±11%.

• P1:45 ميكروكانديلا (الحد الأدنى) إلى 57 ميكروكانديلا (الحد الأقصى)
• P2:57 ميكروكانديلا إلى 72 ميكروكانديلا
• Q1:72 ميكروكانديلا إلى 90 ميكروكانديلا
• Q2:90 ميكروكانديلا إلى 112 ميكروكانديلا

5.2 نطاق تصنيف جهد التشغيل الأمامي

مصنف عند I_F= 5 مللي أمبير. التسامح: ±0.1 فولت.

• 29:2.7 فولت إلى 2.8 فولت
• 30:2.8 فولت إلى 2.9 فولت
• 31:2.9 فولت إلى 3.0 فولت
• 32:3.0 فولت إلى 3.1 فولت
• 33:3.1 فولت إلى 3.2 فولت

5.3 تصنيف إحداثيات اللون

يتم تعريف نقطة اللون الأبيض بواسطة إحداثيات اللون (CIE_x, CIE_y) على مخطط CIE 1931، مع تسامح ±0.01. يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات (A) ونطاقات (1-6)، يحدد كل منها منطقة رباعية على مخطط اللونية لضمان اتساق اللون. يتم توفير نطاقات الإحداثيات المحددة للنطاقات من 1 إلى 6 في ورقة البيانات، مما يحدد التباين المسموح به في نقطة اللون الأبيض.

6. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية لتصميم الدائرة وإدارة الحرارة.

• منحنى تخفيض التيار الأمامي:يوضح أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة حرارة البيئة المحيطة. يجب تقليل التيار مع زيادة درجة الحرارة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة البيئة المحيطة:يوضح كيف ينخفض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. هذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل على نطاق واسع من درجات الحرارة.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح العلاقة غير الخطية بين تيار القيادة وإخراج الضوء.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V):أساسي لتصميم دائرة تحديد التيار. يوضح المنحنى انخفاض الجهد النموذجي عبر المصباح عند تيارات مختلفة.
• توزيع الطيف:يصور توزيع القدرة الطيفية للضوء الأبيض المنبعث، ويظهر الشدة النسبية عبر الأطوال الموجية.
• مخطط الإشعاع:رسم قطبي يمثل بصرياً زاوية الرؤية 120 درجة والتوزيع المكاني لشدة الضوء.

7. المعلومات الميكانيكية والغلاف

يأتي المصباح في غلاف SMD قياسي. يوضح الرسم الميكانيكي الأبعاد الرئيسية بما في ذلك الطول والعرض والارتفاع وتباعد المساند. جميع التسامحات هي ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم توفير تخطيط مساند مقترح لتصميم PCB كمرجع، ولكن يُنصح المصممين بتعديله بناءً على عملية التصنيع المحددة ومتطلبات الحرارة الخاصة بهم. يوضح الرسم أيضاً بوضوح أطراف الكاثود (السالب) والأنود (الموجب) للتوجيه الصحيح أثناء التجميع.

8. إرشادات اللحام والتركيب

8.1 عملية اللحام

الجهاز متوافق مع لحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص. يتم توفير ملف درجة حرارة موصى به: التسخين المسبق بين 150-200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية، الوقت فوق السائل (217 درجة مئوية) لمدة 60-150 ثانية، مع أقصى درجة حرارة لا تتجاوز 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يجب ألا يتجاوز معدل التسخين الأقصى 6 درجات مئوية/ثانية ومعدل التبريد 3 درجات مئوية/ثانية. لا ينبغي إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين. لا ينبغي تطبيق إجهاد على جسم المصباح أثناء التسخين، ويجب ألا تتشوه لوحة الدائرة المطبوعة بعد اللحام.

8.2 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف. قبل الفتح، يجب تخزينها عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية. بعد الفتح، "عمر الأرضية" (الوقت الذي يمكن أن تتعرض فيه المكونات لظروف المصنع المحيطة) هو سنة واحدة عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. يجب إعادة إغلاق الأجزاء غير المستخدمة. إذا تغير لون مؤشر المجفف أو تم تجاوز وقت التخزين، يلزم معالجة بالخبز عند 60±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفشار" أثناء إعادة التدفق.

8.3 حماية الدائرة

هام:يجب دائماً استخدام مقاومة خارجية لتحديد التيار على التوالي مع المصباح. للجهد الأمامي نطاق (2.7-3.2 فولت)، ويمكن أن يتسبب تغيير صغير في جهد الإمداد في تغيير كبير، وربما مدمر، في التيار الأمامي إذا لم يتم تحديده بشكل صحيح.

9. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل بارز بأبعاد محددة في ورقة البيانات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. يتم أيضاً توفير أبعاد البكرة لمعدات المناولة الآلية. يتضمن الملصق على البكرة معلومات رئيسية: رقم جزء العميل (CPN)، رقم المنتج (P/N)، كمية التعبئة (QTY)، رتبة شدة الإضاءة (CAT)، رتبة اللونية والطول الموجي (HUE)، رتبة الجهد الأمامي (REF)، ورقم الدفعة (LOT No).

10. اقتراحات التطبيق

10.1 التطبيقات النموذجية

• الإضاءة الخلفية:مثالي لمؤشرات لوحة القيادة، والإضاءة الخلفية للمفاتيح، وتوفير إضاءة خلفية مسطحة لشاشات LCD والرموز.
• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• الاستخدام العام كمؤشر:أي تطبيق يتطلب ضوء مؤشر أبيض صغير، ساطع، وزاوية رؤية واسعة.

10.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائماً مصدر تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة على التوالي. احسب قيمة المقاومة بناءً على جهد الإمداد (V_supply)، أقصى جهد أمامي للمصباح (V_Fmax)، والتيار الأمامي المطلوب (I_F): R = (V_supply- V_Fmax) / I_F. استخدم أسوأ حالة V_Fلضمان ألا يتجاوز التيار الحد الأقصى المسموح به.
• إدارة الحرارة:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية في لوحة الدائرة المطبوعة أو ثقوب حرارية تحت مساند المصباح إذا كان التشغيل في درجات حرارة بيئة عالية أو بالقرب من أقصى تيار، لأن الحرارة تقلل من إخراج الضوء وعمر التشغيل.
• حماية ESD:الجهاز حساس تجاه تفريغ الكهرباء الساكنة (150 فولت HBM). نفذ احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

11. المقارنة التقنية والمزايا

مقارنة بمصابيح LED القديمة ذات الثقب المار، يقدم مصباح LED SMD 16-213 مزايا كبيرة: بصمة أصغر بكثير تتيح التصغير، وملاءمة للتجميع الآلي مما يقلل تكاليف العمالة، وزاوية رؤية أوسع (120 درجة) لرؤية أفضل. يجعل امتثاله لمعايير خالي من الهالوجين و RoHS منه مناسباً للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة. يوفر نظام التصنيف التفصيلي أداءً يمكن التنبؤ به للمصممين، مما يسمح بسطوع ولون متسقين في المنتجات المنتجة بكميات كبيرة.

12. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو الغرض من رموز التصنيف (P1, Q2, 29, 31، إلخ)؟

ج: تضمن رموز التصنيف الاتساق الكهربائي والبصري. تضمن نطاقات شدة الإضاءة (P1, Q1، إلخ) حداً أدنى من السطوع. تضمن نطاقات الجهد الأمامي (29, 31، إلخ) استهلاك طاقة يمكن التنبؤ به. تضمن نطاقات اللونية اتساق اللون الأبيض. يمكن للمصممين تحديد نطاقات لتتناسب مع احتياجات تطبيقهم.

س: لماذا تعتبر مقاومة تحديد التيار ضرورية للغاية؟

ج: مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. خاصية V-I الخاصة بها أسية. يؤدي زيادة صغيرة في الجهد تتجاوز V_Fالاسمي إلى زيادة كبيرة جداً في التيار، مما يمكن أن يدمر المصباح على الفور. توفر المقاومة (أو مشغل التيار الثابت) تيار تشغيل مستقر وآمن.

س: هل يمكنني استخدام هذا المصباح في الهواء الطلق؟

ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، وهو يغطي معظم الظروف الخارجية. ومع ذلك، فإن الغلاف ليس مصنفاً خصيصاً لمقاومة الماء أو الأشعة فوق البنفسجية. للتعرض المباشر في الهواء الطلق، ستكون هناك حاجة إلى حماية بيئية إضافية (طلاء واقي، عدسة).

س: ماذا يعني "خالي من الرصاص" و "خالي من الهالوجين" لتصميمي؟

ج: "خالي من الرصاص" يشير إلى عدم وجود رصاص في اللحام والطلاء، مما يتوافق مع اللوائح البيئية. "خالي من الهالوجين" يعني تقليل محتوى البروم والكلور، مما يقلل من انبعاث الأبخرة السامة إذا تعرض الجهاز لحرارة شديدة أو حريق، مما يحسن السلامة والملف البيئي.

13. مبدأ التشغيل

يعتمد هذا المصباح على شريحة أشباه موصلات مصنوعة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الصمام الثنائي، تتحد الإلكترونات والفجوات داخل المنطقة النشطة لأشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات InGaN الطول الموجي الأساسي للضوء المنبعث. لإنشاء ضوء أبيض، تبعث الشريحة عادةً ضوءاً أزرقاً، والذي يحفز بعد ذلك طبقة فوسفور صفراء (موجودة داخل غلاف الراتنج الأصفر المشتت). يؤدي مزيج الضوء الأزرق من الشريحة والضوء الأصفر من الفوسفور إلى إدراك العين البشرية للضوء الأبيض. يساعد الراتنج المشتت في تشتيت الضوء، مما يساهم في زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة.

14. اتجاهات الصناعة والسياق

يمثل مصباح LED 16-213 فئة منتج ناضجة ضمن الاتجاه الأوسع لتصغير الإلكترونيات وكفاءتها. كان الانتقال من التغليف ذي الثقب المار إلى SMD اتجاهاً سائداً لعقود، مدفوعاً بالحاجة إلى مكونات أصغر حجماً وأخف وزناً وأكثر قابلية للأتمتة. تركز التطورات الصناعية الحالية على كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) لمصابيح LED البيضاء، واتساق لوني أكثر إحكاماً. هناك أيضاً دفعة قوية نحو موثوقية أعلى وعمر تشغيلي أطول، خاصة للتطبيقات السياراتية والصناعية. علاوة على ذلك، فإن التركيز على المواد الخالية من الهالوجين ومنخفضة الانبعاثات يتوافق مع معايير السلامة والبيئة العالمية الأكثر صرامة للإلكترونيات الاستهلاكية والمهنية.