ورقة بيانات LED عاكس SMD 67-23/R6GHBHC-B05/2T - عبوة 6.0x3.2x1.9 مم - جهد 2.0-3.95 فولت - ألوان أحمر/أخضر/أزرق - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 67-23/R6GHBHC-B05/2T ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع الأجهزة السطحية (SMD) مُحاطًا بغلاف P-LCC-4 مع عاكس مدمج. تم تصميم هذا المكون ليكون مؤشرًا ضوئيًا متعدد الألوان، متاحًا بألوان انبعاث لامعة: الأحمر اللامع (R6)، والأخضر اللامع (GH)، والأزرق (BH). يتميز الغلاف بجسم من الراتنج الأبيض ونافذة شفافة عديمة اللون، مما يعزز إخراج الضوء ويوفر مظهرًا جماليًا أنيقًا. إنه منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS، مما يجعله مناسبًا للتجميعات الإلكترونية الحديثة التي تخضع للوائح بيئية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED بصمته الصغيرة من نوع P-LCC-4، والتي تُعد مثالية لتصميمات لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة، بالإضافة إلى عاكسه المدمج الذي يحسن شدة الإضاءة والتحكم في زاوية الرؤية. الأسواق المستهدفة الرئيسية هي معدات الاتصالات للإشارة إلى الحالة والإضاءة الخلفية، والإلكترونيات الاستهلاكية لإضاءة المفاتيح والرموز، والإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات البلورية السائلة، وتطبيقات المؤشرات العامة التي تتطلب مصادر ضوء موثوقة ومشرقة ونقية اللون.

2. التعمق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تُحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تجاوزتها قد يحدث تلف دائم للجهاز. بالنسبة لجميع المتغيرات الثلاثة للألوان (R6، GH، BH)، فإن أقصى تيار أمامي مستمر (I_F) هو 25 مللي أمبير، مع تيار أمامي ذروي مسموح به (I_FP) قدره 100 مللي أمبير للعمل النبضي. أقصى جهد عكسي (V_R) هو 5 فولت. تصنيفات تبديد الطاقة (P_d) هي 120 ملي واط للشريحة الحمراء و110 ملي واط للشريحتين الخضراء والزرقاء، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم إدارة الحرارة. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة من -40°C إلى +85°C والتخزين من -40°C إلى +90°C. تم تحديد حدود درجة حرارة اللحام لإعادة التدفق (260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى) واللحام اليدوي (350°C لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى).

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس المعلمات الكهروضوئية في حالة اختبار قياسية بدرجة حرارة محيطة 25°C وتيار أمامي 20 مللي أمبير. تختلف شدة الإضاءة حسب الشريحة والفئة: الأحمر (R6) يتراوح من 112 إلى 285 ميللي كانديلا، الأخضر (GH) من 180 إلى 715 ميللي كانديلا، والأزرق (BH) من 72 إلى 285 ميللي كانديلا. تشترك جميع الشرائح في زاوية رؤية نموذجية (2θ_1/2) قدرها 120 درجة. أطوال الموجة القصوى (λ_p) هي تقريبًا 632 نانومتر (أحمر)، 518 نانومتر (أخضر)، و468 نانومتر (أزرق). أطوال الموجة السائدة المقابلة (λ_d) لها نطاقات محددة لكل لون. الجهد الأمامي (V_F) هو نموذجيًا 2.0 فولت (بحد أقصى 2.4 فولت) للشريحة الحمراء و3.4 فولت (بحد أقصى 3.95 فولت) للشريحتين الخضراء والزرقاء. التيار العكسي (I_R) عند V_R=5 فولت هو 10 ميكرو أمبير كحد أقصى للأحمر و50 ميكرو أمبير كحد أقصى للأخضر/الأزرق.

3. شرح نظام التصنيف

يستخدم المنتج نظام تصنيف لتصنيف الوحدات بناءً على المعلمات البصرية والكهربائية الرئيسية، مما يضمن الاتساق في أداء التطبيق.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز شدة الإضاءة إلى فئات محددة لكل نوع شريحة، مُعرَّفة عند I_F=20 مللي أمبير. للشريحة الحمراء (R6): الفئة R (112-180 ميللي كانديلا) والفئة S (180-285 ميللي كانديلا). للشريحة الخضراء (GH): الفئة S (180-285 ميللي كانديلا)، والفئة T (285-450 ميللي كانديلا)، والفئة U (450-715 ميللي كانديلا). للشريحة الزرقاء (BH): الفئة Q (72-112 ميللي كانديلا)، والفئة R (112-180 ميللي كانديلا)، والفئة S (180-285 ميللي كانديلا). ينطبق تسامح ±11% على شدة الإضاءة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم أيضًا تصنيف الطول الموجي السائد للتحكم في نقاء اللون. للشريحة الحمراء (R6): الفئة FF1 (621-626 نانومتر) والفئة FF2 (626-631 نانومتر). للشريحة الخضراء (GH): الفئة X (520-525 نانومتر) والفئة Y (525-530 نانومتر). للشريحة الزرقاء (BH): الفئة X (465-470 نانومتر) والفئة Y (470-475 نانومتر). تم تحديد تسامح ±1 نانومتر للطول الموجي السائد. الجهد الأمامي له تسامح ±0.1 فولت.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية لكل نوع شريحة (R6، GH، BH). بينما لا يتم توفير البيانات الرسومية المحددة في النص، فإن هذه المنحنيات توضح عادةً العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة، والجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي، وتأثير درجة الحرارة المحيطة على شدة الإضاءة. يعد تحليل مثل هذه المنحنيات أمرًا ضروريًا للمصممين لفهم سلوك الـ LED في ظل ظروف تشغيل غير قياسية، مثل التشغيل بتيارات مختلفة أو في بيئات حرارية متغيرة. تساعد المنحنيات في اختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة والتنبؤ بتغير السطوع واللون خلال نطاق درجة حرارة تشغيل المنتج.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتم وضع الـ LED في عبوة P-LCC-4. الأبعاد الإجمالية للعبوة هي 6.0 مم في الطول، و3.2 مم في العرض، و1.9 مم في الارتفاع (قيم نموذجية، راجع رسم الأبعاد للتفاصيل). تتضمن العبوة كوب عاكس. يوضح الرسم مواقع أطراف الأنود والكاثود للشرائح الحمراء والخضراء والزرقاء. جميع التسامحات غير المحددة هي ±0.1 مم.

5.2 تحديد القطبية

يوضح رسم العبوة القطبية بوضوح. يعد توصيل القطبية الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لمنع تلف الانحياز العكسي، المحدود بـ 5 فولت. يجب على المصممين محاذاة بصمة لوحة الدوائر المطبوعة مع رسم العبوة لضمان الاتجاه الصحيح أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 منحنى درجة حرارة لحام إعادة التدفق

يوصى بمنحنى درجة حرارة لحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية: منطقة تسخين مسبق عند 150-200°C لمدة 60-120 ثانية بمعدل صعود أقصى 3°C/ثانية؛ يجب أن يكون الوقت فوق 217°C من 60 إلى 150 ثانية؛ يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°C، مع تحديد الوقت عند هذه الذروة بحد أقصى 10 ثوانٍ؛ يجب ألا يتجاوز معدل التبريد 6°C/ثانية. لا ينبغي إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين على نفس الجهاز.

6.2 احتياطات التخزين والتعامل

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مقاومة للرطوبة. لا يجب فتح الكيس حتى تكون المكونات جاهزة للاستخدام. قبل الفتح، قم بالتخزين عند ≤ 30°C و ≤ 90% رطوبة نسبية. بعد الفتح، يكون للمكونات عمر افتراضي أرضي قدره 168 ساعة في ظل ظروف ≤ 30°C و ≤ 60% رطوبة نسبية. يجب إعادة إغلاق المكونات غير المستخدمة في عبوة مقاومة للرطوبة. إذا أظهر مؤشر الرطوبة التنشيط أو تم تجاوز وقت التخزين، فإنه يلزم معالجة بالخَبْز عند 60°C ± 5°C لمدة 24 ساعة قبل اللحام.

6.3 الحماية من التيار الزائد

مقاوم تحديد تيار خارجي إلزامي. للجهد الأمامي تسامح، وقد يتسبب تحول طفيف في تغير كبير في التيار، مما قد يؤدي إلى الاحتراق. يجب حساب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد وخصائص الجهد الأمامي/التيار لـ LED.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد مصابيح LED على شرائط ناقلة مقاومة للرطوبة، والتي يتم لفها بعد ذلك على بكرات. الكمية القياسية المحملة هي 2000 قطعة لكل بكرة. يتم توفير أبعاد الشريط الناقل والبكرة في ورقة البيانات. توفر ملصق على البكرة معلومات رئيسية، بما في ذلك رقم المنتج (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورموز الفئات المحددة لرتبة شدة الإضاءة (CAT)، ورتبة الطول الموجي السائد (HUE)، ورتبة الجهد الأمامي (REF).

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة، وأضواء انتظار الرسائل، والإضاءة الخلفية لوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:الإضاءة الخلفية لألواح LCD، وإضاءة مفاتيح الغشاء ورموز اللوحة.
• تطبيقات أنابيب الضوء:النافذة الشفافة والإخراج المشرق يجعلانها مناسبة للاستخدام مع أدلة الضوء لنقل الضوء إلى موقع مرغوب فيه على غلاف المنتج.
• الإشارة العامة:حالة الطاقة، واختيار الوضع، وملاحظات أخرى لواجهة المستخدم في مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي. فكر في القيادة بأقل من أقصى تيار مطلق (مثل 20 مللي أمبير كما في حالة الاختبار) لتحسين طول العمر.
• إدارة الحرارة:تأكد من أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة يسمح بتشتيت الحرارة، خاصة إذا تم استخدام مصابيح LED متعددة أو إذا تم التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية. يجب عدم تجاوز تصنيف تبديد الطاقة.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية 120 درجة رؤية واسعة. للضوء الموجه، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية مثل العدسات أو أنابيب الضوء.
• حماية ESD:تختلف حساسية ESD (2000 فولت HBM للأحمر، 150 فولت HBM للأخضر/الأزرق). نفذ تدابير التحكم المناسبة في ESD أثناء التعامل والتجميع.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED السطحية من النوع غير العاكس في عبوات مماثلة، يوفر العاكس المدمج لسلسلة 67-23 شدة إضاءة محورية أعلى لنفس تيار قيادة الشريحة، حيث يوجه العاكس المزيد من الضوء للأمام. عادةً ما توفر عبوة P-LCC-4 ذات النافذة الشفافة كفاءة استخراج ضوء أفضل من العبوات المنتشرة. توفر ثلاثة ألوان أساسية متميزة ولامعة (أحمر، أخضر، أزرق) في نوع عبوة واحدة يبسط المخزون والتصميم لأنظمة المؤشرات متعددة الألوان. يوفر التصنيف المحدد للشدة والطول الموجي للمصممين أداءً متوقعًا للون والسطوع، وهي ميزة على البدائل غير المصنفة أو المصنفة بشكل فضفاض.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل مصابيح LED الخضراء والزرقاء مباشرةً بجهد 3.3 فولت؟

أ: ربما، ولكن ليس بشكل موثوق. الجهد الأمامي النموذجي هو 3.4 فولت، بحد أقصى 3.95 فولت. عند 3.3 فولت، قد لا يضيء الـ LED بالكامل أو على الإطلاق، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة حيث يزداد V_F. يوصى بدائرة رفع الجهد أو جهد إمداد أعلى (مثل 5 فولت) مع مقاوم تحديد تيار.

س: ما الفرق بين الطول الموجي القصوي والطول الموجي السائد؟

أ: الطول الموجي القصوي (λ_p) هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المُدرك لـ LED. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون في الرؤية البشرية.

س: كيف أفسر فئات شدة الإضاءة لتصميمي؟

أ: اختر فئة بناءً على الحد الأدنى من السطوع المطلوب لتطبيقك في ظل أسوأ الظروف (مثل درجة الحرارة العالية، نهاية العمر الافتراضي). استخدام فئة أعلى (مثل S بدلاً من R) يوفر هامش سطوع. حدد رمز الفئة المطلوب (CAT) عند الطلب.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم لوحة مؤشر متعدد الحالات

يتطلب منتج مؤشرًا ثلاثي الألوان واحدًا لإظهار الطاقة (أخضر ثابت)، وضع الاستعداد (أزرق وامض)، والعطل (أحمر ثابت). تم اختيار 67-23/R6GHBHC-B05/2T. يستخدم التصميم متحكمًا دقيقًا بثلاثة دبابيس GPIO، كل منها متصل بكاثود لون LED واحد عبر مقاوم تحديد تيار (محسوب لقيادة 20 مللي أمبير من مصدر 5 فولت: ~80 أوم للأحمر، ~82 أوم للأخضر/الأزرق، مع مراعاة تسامح V_F). يتم توصيل الأنودات بـ 5 فولت. يتحكم البرنامج في الدبابيس لإضاءة اللون المطلوب. تضمن زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة الرؤية من زوايا مختلفة. يحدد المصمم الفئات CAT=S للأخضر والأزرق وCAT=R للأحمر لضمان سطوع كافٍ، ويطلب فئات HUE متسقة مع المظهر اللوني المطلوب.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية. عند تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون الضوء المنبعث من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة. في هذا المنتج، تستخدم الشريحة الحمراء (R6) مادة AlGaInP، بينما تستخدم الشريحتان الخضراء (GH) والزرقاء (BH) مادة InGaN. العاكس المدمج، المصنوع من مادة عاكسة للغاية، يحيط بشريحة أشباه الموصلات ويعيد توجيه الضوء المنبعث جانبياً للأمام، مما يزيد من إخراج الضوء المفيد في اتجاه الرؤية. المادة العازلة من راتنج الإيبوكسي الشفاف تحمي الشريحة وتعمل كعدسة أولية.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يستمر سوق LED السطحي في التوجه نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، وحجم عبوات أصغر للتكبير، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف أكثر دقة. هناك أيضًا تركيز متزايد على الموثوقية في ظل ظروف درجة حرارة وكثافة تيار أعلى، مدفوعًا بتطبيقات مثل إضاءة السيارات والعروض عالية السطوع. لا يزال استخدام المواد المتقدمة مستمرًا، مثل الفوسفور الجديد لمصابيح LED البيضاء ومواد عزل محسنة لتحسين الاستقرار الحراري والأشعة فوق البنفسجية. علاوة على ذلك، فإن دمج الإلكترونيات التحكمية (مثل مشغلات التيار الثابت) داخل عبوة LED هو اتجاه متطور لتبسيط تصميم الدائرة وتحسين استقرار الأداء.