ورقة بيانات LED SMD 0201 الأخضر - الحجم 0.6x0.3x0.25 مم - الجهد 2.8-3.8 فولت - الطاقة 80 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات ثنائي باعث للضوء (LED) صغير الحجم من نوع جهاز السطح المثبت (SMD) بحجم عبوة 0201. تم تصميم هذه الثنائيات لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الآلي وهي مثالية للتطبيقات المقيدة بالمساحة. يستخدم الجهاز تقنية نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) لإنتاج الضوء الأخضر.

1.1 الميزات

• متوافق مع توجيهات تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• معبأ على شريط بعرض 12 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات للتعامل الآلي.
• مخطط عبوة قياسي وفقًا لتحالف الصناعات الإلكترونية (EIA).
• مدخلات متوافقة مع مستويات منطق الدوائر المتكاملة (IC).
• مصمم للتوافق مع معدات التجميع الآلي (pick-and-place).
• مناسب للاستخدام في عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR).
• معالج مسبقًا للوصول إلى مستوى الحساسية للرطوبة 3 وفقًا لمجلس هندسة الأجهزة الإلكترونية المشترك (JEDEC).

1.2 التطبيقات

هذا الثنائي الباعث للضوء مناسب لمجموعة واسعة من وظائف المؤشرات والإضاءة الخلفية في مختلف المعدات الإلكترونية، بما في ذلك:

• أجهزة الاتصالات (مثل الهواتف اللاسلكية، الهواتف المحمولة).
• معدات أتمتة المكاتب (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة).
• الأجهزة المنزلية.
• أنظمة التحكم الصناعية.
• معدات الشبكات.
• لافتات ورموز الإضاءة الداخلية.
• مؤشرات حالة اللوحة الأمامية والإضاءة الخلفية.

2. أبعاد العبوة والمعلومات الميكانيكية

يحتوي الثنائي الباعث للضوء في عبوة صغيرة 0201. العدسة شفافة بالماء. جميع الرسومات والأبعاد التسامحية موجودة في أشكال ورقة البيانات الأصلية. تشمل الملاحظات الرئيسية:

• يتم تحديد جميع الأبعاد بالمليمترات، مع البوصات بين قوسين.
• التسامح القياسي هو ±0.2 مم (±0.008") ما لم يُذكر خلاف ذلك على الرسم.

3. المعلمات والخصائص التقنية

3.1 التقييمات القصوى المطلقة

يتم تحديد التقييمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°م. تجاوز هذه القيم قد يسبب تلفًا دائمًا.

• تبديد الطاقة (Pd):80 ميغاواط
• تيار الأمامي الذروي (IFP):100 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر (IF):20 مللي أمبير
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-40°م إلى +85°م
• نطاق درجة حرارة التخزين:-40°م إلى +100°م

3.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند Ta=25°م تحت ظروف الاختبار المحددة.

• شدة الإضاءة (Iv):280 - 710 مللي كانديلا (نموذجي، عند IF=20mA). تم القياس بمستشعر/مرشح يقارب استجابة العين الضوئية CIE.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):110 درجة (نموذجي). تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة حيث تنخفض الشدة إلى نصف القيمة المحورية.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λp):518 نانومتر (نموذجي). التسامح هو ±1 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):520 - 535 نانومتر (عند IF=20mA). مُشتق من إحداثيات اللونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):35 نانومتر (نموذجي).
• الجهد الأمامي (VF):2.8 - 3.8 فولت (عند IF=20mA). التسامح هو ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى (عند VR=5V). الجهاز غير مصمم للعمل بتحيز عكسي.

3.3 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء المقترح

يوصى بملف لحام إعادة التدفق متوافق مع J-STD-020B للعمليات الخالية من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية درجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260°م. تم توفير رسم بياني مفصل لدرجة الحرارة مقابل الزمن في الوثيقة الأصلية.

4. نظام التصنيف (Bin Rank)

يتم تصنيف الأجهزة إلى مجموعات (Bins) بناءً على معلمات رئيسية لضمان الاتساق في التطبيق.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (VF)

يتم التصنيف عند IF=20mA. التسامح لكل مجموعة هو ±0.10 فولت.
أمثلة على المجموعات: D7 (2.8-3.0V)، D8 (3.0-3.2V)، D9 (3.2-3.4V)، D10 (3.4-3.6V)، D11 (3.6-3.8V).

4.2 تصنيف شدة الإضاءة (Iv)

يتم التصنيف عند IF=20mA. التسامح لكل مجموعة هو ±11%.
أمثلة على المجموعات: T1 (280-355 mcd)، T2 (355-450 mcd)، U1 (450-560 mcd)، U2 (560-710 mcd).

4.3 تصنيف الطول الموجي السائد (WD)

يتم التصنيف عند IF=20mA. التسامح لكل مجموعة هو ±1 نانومتر.
أمثلة على المجموعات: AP (520.0-525.0 nm)، AQ (525.0-530.0 nm)، AR (530.0-535.0 nm).

5. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية (عند 25°م ما لم يُذكر خلاف ذلك) مثل:
- شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي.
- الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي.
- شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة.
- التوزيع الطيفي (الشدة النسبية مقابل الطول الموجي).
هذه المنحنيات ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة، مثل تقليل الشدة مع زيادة التيار أو درجة الحرارة.

6. دليل المستخدم والتعامل

6.1 التنظيف

استخدم فقط عوامل التنظيف المحددة. الغمر في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة مقبول إذا لزم الأمر. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف العبوة.

6.2 تخطيط وسادة التثبيت الموصى بها على PCB

تم توفير رسم لنمط اللحام (land pattern) للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة ومحاذاة مناسبة.

6.3 التعبئة والتغليف: الشريط والبكرة

يتم توريد الثنائيات الباعثة للضوء على شريط حامل بارز بشريط غطاء واقٍ. المواصفات الرئيسية:
- عرض الشريط: 12 مم.
- قطر البكرة: 7 بوصات.
- الكمية لكل بكرة: 4000 قطعة.
- الحد الأدنى لكمية الطلب للبقايا: 500 قطعة.
- متوافق مع مواصفات ANSI/EIA-481.
تم تضمين رسومات أبعاد مفصلة لجيب الشريط والبكرة.

7. تحذيرات هامة وملاحظات تطبيقية

7.1 التطبيق المقصود

تم تصميم هذه الثنائيات الباعثة للضوء للمعدات الإلكترونية العادية. لا يوصى باستخدامها في التطبيقات الحرجة للسلامة حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، أجهزة دعم الحياة الطبية) دون استشارة مسبقة وتأهيل محدد.

7.2 ظروف التخزين

العبوة المغلقة:قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤70% رطوبة نسبية. استخدم خلال سنة واحدة من فتح كيس الحاجز الرطوبي.
العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤60% رطوبة نسبية. للمكونات المعرضة لأكثر من 168 ساعة، يوصى بالخبز عند حوالي 60°م لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام. للتخزين الممتد، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو جو نيتروجين.

7.3 إرشادات اللحام

لحام إعادة التدفق:
- التسخين المسبق: 150-200°م.
- وقت التسخين المسبق: 120 ثانية كحد أقصى.
- درجة الحرارة الذروية: 260°م كحد أقصى.
- الوقت فوق نقطة السيولة: 10 ثوانٍ كحد أقصى (حد أقصى دورتي إعادة تدفق).
اللحام اليدوي (المكواة):
- درجة حرارة المكواة: 300°م كحد أقصى.
- وقت اللحام لكل طرف: 3 ثوانٍ كحد أقصى (مرة واحدة فقط).
الالتزام بحدود ملف JEDEC وتوصيات مصنع معجون اللحام أمر بالغ الأهمية للموثوقية.

8. اعتبارات التصميم ورؤى تقنية

8.1 تحديد التيار

التيار الأمامي المستمر المطلق الأقصى هو 20 مللي أمبير. يجب دائمًا استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي في تصميم الدائرة لمنع تجاوز هذه القيمة، والتي يتم حسابها بناءً على جهد التغذية والجهد الأمامي (VF) للثنائي الباعث للضوء. استخدام قيمة VF النموذجية للحساب يوفر نقطة بداية، ولكن التصميم لأقصى قيمة VF يضمن عدم تجاوز حد التيار أبدًا.

8.2 إدارة الحرارة

مع حد تبديد طاقة يبلغ 80 ميغاواط، فإن اعتبارات الحرارة مهمة، خاصة في التخطيطات عالية الكثافة أو درجات الحرارة المحيطة العالية. يُظهر منحنى تقليل التصنيف (شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة) انخفاضًا كبيرًا في الناتج مع ارتفاع درجة الحرارة. ضمان مساحة كافية من النحاس على لوحة الدوائر المطبوعة لتبديد الحرارة وتجنب وضع الجهاز بالقرب من مكونات أخرى مولدة للحرارة يمكن أن يساعد في الحفاظ على الأداء والعمر الافتراضي.

8.3 التصميم البصري

زاوية الرؤية الواسعة البالغة 110 درجة تجعل هذا الثنائي الباعث للضوء مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة. للإضاءة الأكثر تركيزًا، قد تكون هناك حاجة إلى عدسات خارجية أو أدلة ضوئية. توفر العدسة الشفافة بالماء مع شريحة InGaN الخضراء نقطة لون مشبعة تُحدد بواسطة مجموعة الطول الموجي السائد الخاصة بها.

8.4 التصنيف (Binning) لتحقيق الاتساق

للتطبيقات التي تتطلب لونًا أو سطوعًا موحدًا عبر عدة ثنائيات باعثة للضوء (مثل مصفوفات الإضاءة الخلفية)، فإن تحديد مجموعات ضيقة للطول الموجي السائد (WD) وشدة الإضاءة (Iv) أمر بالغ الأهمية. قد يؤدي خلط مجموعات من أطراف مختلفة للنطاق إلى حدوث عدم تطابق مرئي في اللون أو السطوع.

9. المقارنة وسياق الاختيار

تمثل عبوة 0201 واحدة من أصغر البصمات القياسية لثنائيات SMD الباعثة للضوء، مما يتيح تصاميم فائقة الصغر. مقارنة بالعبوات الأكبر مثل 0402 أو 0603، يتمتع ثنائي 0201 الباعث للضوء عادةً بتقييمات تيار أقصى وإخراج ضوئي أقل بسبب حجمه، ولكنه يوفر أصغر بصمة وارتفاع ممكنين. توفر تقنية InGaN المستخدمة للون الأخضر كفاءة أعلى وتشبع لوني أفضل من التقنيات القديمة مثل فوسفيد الغاليوم (GaP).

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات)

س: هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي الباعث للضوء عند 30 مللي أمبير لسطوع أعلى؟
ج: لا. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 20 مللي أمبير. يتجاوز هذا التقييم خطر الفشل الكارثي ويلغي مواصفات الموثوقية.

س: نطاق الجهد الأمامي هو 2.8-3.8 فولت. كيف أختار قيمة المقاومة؟
ج: صمم دائرة تحديد التيار باستخدام أقصى قيمة VF (3.8 فولت) من ورقة البيانات لضمان عدم تجاوز التيار 20 مللي أمبير أبدًا تحت أسوأ الظروف، حتى إذا تلقيت ثنائيات من مجموعات الجهد المنخفض.

س: كم من الوقت يمكنني تخزين هذه الثنائيات الباعثة للضوء بعد فتح البكرة؟
ج: للحصول على أفضل نتائج اللحام، أكمل عملية إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض لظروف المصنع المحيطة (<30°م / 60% رطوبة نسبية). إذا تجاوز التعرض هذا، يوصى بخبز لمدة 48 ساعة عند 60°م لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفشار" (popcorning) أثناء إعادة التدفق.

س: هل هذا الثنائي الباعث للضوء مناسب لإضاءة لوحة عدادات السيارة؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل (-40°م إلى +85°م) يغطي العديد من تطبيقات الجزء الداخلي للسيارة. ومع ذلك، يتطلب الاستخدام في السيارات عادةً تأهيلًا محددًا AEC-Q102 غير مذكور في ورقة البيانات العامة هذه. استشارة الشركة المصنعة للحصول على منتجات مناسبة للسيارات ضرورية.

11. المبادئ والتوجهات التقنية

المبدأ:يعتمد هذا الثنائي الباعث للضوء على مادة أشباه الموصلات InGaN. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة الأخضر.

التوجهات:تواصل صناعة الإلكترونيات الضوئية التوجه نحو أحجام عبوات أصغر (مثل 0201 و 01005)، وكفاءة إضاءة أعلى (مزيد من الناتج الضوئي لكل واط)، وتحسين الموثوقية. هناك أيضًا اتجاه نحو تصنيف (binning) أضيق للون والشدة لتلبية متطلبات الشاشات عالية الدقة والإضاءة الجمالية المتسقة. علاوة على ذلك، فإن التكامل مع إلكترونيات القيادة والتحكم الذكي داخل العبوة هو مجال تطوير مستمر.