ورقة بيانات LED SMD 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T - أبيض نقي - زاوية رؤية 120° - تيار تشغيل 5 مللي أمبير - جهد أقصى 3.2 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 16-213/T7D-AQ1R1QY/3T مصباح LED صغير الحجم من نوع السطح (SMD)، مُصمم للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب التصغير والموثوقية العالية. يستخدم هذا المكون تقنية شريحة InGaN لإنتاج ضوء أبيض نقي. تشمل مزاياه الرئيسية بصمة أصغر بكثير مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، مما يتيح كثافة تعبئة أعلى على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، ويقلل من متطلبات التخزين، ويساهم في النهاية في تطوير معدات نهائية للمستخدمين أصغر حجمًا. كما يجعل البناء خفيف الوزن هذا المنتج مثاليًا للتطبيقات المصغرة والمحمولة.

2. الميزات الرئيسية والامتثال

يتم توريد هذا المصباح LED معبأً على شريط بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي القياسية (pick-and-place). تم تصميمه للاستخدام مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري. الجهاز من النوع أحادي اللون (أبيض نقي). تم تصنيعه كمنتج خالٍ من الرصاص وهو متوافق مع اللوائح البيئية والسلامة الرئيسية: توجيه الاتحاد الأوروبي RoHS، ولائحة الاتحاد الأوروبي REACH، ومعايير الخالي من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، والكلور <900 جزء في المليون، ومجموعهما <1500 جزء في المليون).

3. القيم القصوى المطلقة

يجب عدم تجاوز الحدود التشغيلية للجهاز لضمان الموثوقية ومنع التلف. الحد الأقصى لجهد الانعكاس (V_R) هو 5 فولت. تصنيف التيار الأمامي المستمر (I_F) هو 30 مللي أمبير. بالنسبة للتشغيل النبضي، يمكن أن يصل تيار الذروة الأمامي (I_FP) إلى 100 مللي أمبير تحت دورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلوهرتز. الحد الأقصى لتبديد الطاقة (P_d) هو 120 ملي واط. يمكن للجهاز تحمل تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) يصل إلى 1000 فولت (نموذج جسم الإنسان). نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr) هو من -40°C إلى +85°C، بينما نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg) أوسع قليلاً، من -40°C إلى +90°C. يتم توفير إرشادات درجة حرارة اللحام لإعادة التدفق (260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى) واللحام اليدوي (350°C لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى).

4. الخصائص الكهروضوئية

يتم تحديد المعلمات التالية عند درجة حرارة محيطة (T_a) تبلغ 25°C. تتراوح شدة الإضاءة (I_v) من حد أدنى 72 ملي كانديلا (mcd) إلى حد أقصى 140 mcd، مقاسة عند تيار اختبار قياسي قدره 5 مللي أمبير. يتميز الجهام بزاوية رؤية واسعة جدًا، مع 2θ_1/2نموذجي يبلغ 120 درجة. يقع الجهد الأمامي (V_F) عادةً بين 2.7 فولت و 3.2 فولت عند 5 مللي أمبير. يبلغ الحد الأقصى للتيار العكسي (I_R) 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي قدره 5 فولت. تم ملاحظة التفاوتات المسموح بها: شدة الإضاءة (±11%)، الطول الموجي السائد (±1 نانومتر)، والجهد الأمامي (±0.05 فولت).

5. نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على معايير الأداء الرئيسية لضمان الاتساق في تصميم التطبيق.

5.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى ثلاثة رموز مجموعات عند I_F=5mA: Q1 (72-90 mcd)، Q2 (90-112 mcd)، و R1 (112-140 mcd). التفاوت المسموح به لهذه المعلمة داخل المجموعة هو ±11%.

5.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي إلى خمسة رموز، أيضًا عند I_F=5mA: 29 (2.7-2.8V)، 30 (2.8-2.9V)، 31 (2.9-3.0V)، 32 (3.0-3.1V)، و 33 (3.1-3.2V). التفاوت المسموح به للجهد الأمامي داخل المجموعة هو ±0.1 فولت.

5.3 تصنيف إحداثيات اللونية

يتم تعريف اللون الأبيض النقي ضمن مخطط اللونية CIE 1931. تحدد المواصفات ست مجموعات (من A1 إلى A6)، كل منها تحدد منطقة رباعية الأضلاع على مستوى الإحداثيات (x, y). تضمن هذه الإحداثيات وقوع اللون المنبعث ضمن منطقة بيضاء خاضعة للتحكم. التفاوت المسموح به لإحداثيات اللونية هو ±0.01.

6. تحليل منحنيات الأداء النموذجية

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة حاسمة لتصميم الدائرة. يُظهرمنحنى تخفيض التيار الأماميكيف يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25°C لتجنب تجاوز حد تبديد الطاقة. يوضح منحنىشدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةالانخفاض النموذجي في الناتج الضوئي مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو أمر مهم لإدارة الحرارة في التطبيقات. يُظهر الرسم البيانيشدة الإضاءة مقابل التيار الأماميالعلاقة غير الخطية بين تيار التشغيل والناتج الضوئي. يُعدالتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)أساسيًا لتحديد جهد التشغيل المطلوب وقيمة المقاوم التسلسلي. يصف الرسم البيانيتوزيع الطيفتوزيع القدرة الطيفية للضوء الأبيض المنبعث. أخيرًا، يمثلمخطط الإشعاعبصريًا التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية البالغة 120 درجة.

7. المعلومات الميكانيكية والتغليف

7.1 أبعاد العبوة

يتمتع المصباح LED ببصمة SMD مدمجة. يتم توفير رسومات أبعاد مفصلة، تشمل طول الجسم، والعرض، والارتفاع، ومواضع الأطراف. جميع التفاوتات غير المحددة هي ±0.1 مم. تم تضمين تخطيط لوحة مقترح لتصميم PCB كمرجع، على الرغم من نصح المصممين بتعديله بناءً على متطلبات عملية التصنيع الخاصة بهم.

7.2 تحديد القطبية والوسم

تشرح ورقة البيانات العلامات الموجودة على البكرة والتغليف. تشمل العلامات الرئيسية: رقم منتج العميل (CPN)، ورقم منتج الشركة المصنعة (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورموز التصنيف لرتبة شدة الإضاءة (CAT)، وإحداثيات اللونية (HUE)، ورتبة الجهد الأمامي (REF). يتم أيضًا توفير رقم الدفعة (LOT No.) للتتبع.

8. إرشادات اللحام والتركيب والتعامل

8.1 حماية الدائرة

يجب دائمًا استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع المصباح LED. تعني الخاصية الأسية I-V للمصباح LED أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار.

8.2 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف. لا يجب فتح الكيس حتى تكون المكونات جاهزة للاستخدام. قبل الفتح، يجب أن تكون ظروف التخزين 30°C أو أقل ورطوبة نسبية 90% أو أقل. بعد الفتح، يكون للمكونات "عمر أرضي" لمدة عام واحد تحت ظروف 30°C/60% رطوبة نسبية أو أقل. يجب إعادة إغلاق الأجزاء غير المستخدمة في عبوة مقاومة للرطوبة. إذا تغير لون مؤشر المجفف أو تم تجاوز وقت التخزين، يوصى بمعالجة الخبز عند 60 ±5°C لمدة 24 ساعة قبل لحام إعادة التدفق.

8.3 عملية اللحام

يتم توفير ملف درجة حرارة مفصل لللحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية مرحلة التسخين المسبق بين 150-200°C لمدة 60-120 ثانية، ووقت فوق السائل (217°C) من 60-150 ثانية، ودرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يتم تحديد الحد الأقصى لمعدلات التسخين والتبريد. لا يجب إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين. لا يجب تطبيق إجهاد ميكانيكي على المصباح LED أثناء التسخين، ولا يجب أن تنحني لوحة الدائرة المطبوعة بعد اللحام.

9. معلومات التغليف والطلب

9.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات على شريط حامل بارز ملفوف على بكرة قطرها 7 بوصات (178 مم). كمية التحميل على البكرة هي 3000 قطعة. يتم توفير أبعاد مفصلة للشريط الحامل، بما في ذلك تباعد الجيوب وعرض الشريط.

9.2 التغليف المقاوم للرطوبة

تتكون مجموعة التغليف الكاملة من البكرة الموضوعة داخل كيس ألومنيوم مقاوم للرطوبة مع حزمة مجفف. يتم وضع علامة على الكيس بمعلومات المنتج ذات الصلة.

10. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

10.1 التطبيقات النموذجية

هذا المصباح LED مناسب تمامًا لمجموعة متنوعة من مهام المؤشر والإضاءة الخلفية. تشمل التطبيقات الشائعة: الإضاءة الخلفية للوحات عدادات وأزرار الأجهزة، ومؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للأزرار في أجهزة الاتصالات (الهواتف، أجهزة الفاكس)، ووحدات الإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات البلورية السائلة الصغيرة، والاستخدام العام كمؤشر.

10.2 اعتبارات التصميم

يجب على المصممين اختيار مقاومة محددة للتيار مناسبة بناءً على جهد الإمداد والتيار الأمامي المطلوب (مع مراعاة التخفيض إذا لزم الأمر). تجعل زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة هذا المنتج ممتازًا للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة، ولكنها قد تقلل من السطوع الملحوظ في حزمة ضيقة مقارنة بمصباح LED بزاوية أضيق. يجب النظر بعناية في معلومات التصنيف (CAT, HUE, REF) للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا أو لونًا متسقًا عبر وحدات متعددة. يجب مراعاة إدارة الحرارة على لوحة الدائرة المطبوعة للتصميمات التي تعمل في درجات حرارة محيطة عالية أو تيارات تشغيل عالية للحفاظ على الأداء والعمر الافتراضي.

11. المقارنة التقنية والتحديد

مقارنة بمصابيح LED الأكبر حجمًا ذات الثقب المار (through-hole)، فإن الميزة الأساسية لهذا النوع SMD هي متطلباته الدنيا للمساحة وملاءمته للتجميع الآلي عالي الحجم. تعتبر زاوية الرؤية البالغة 120 درجة أوسع بشكل ملحوظ من العديد من مصابيح LED القياسية، مما يوفر إضاءة أكثر تجانسًا في التطبيقات القائمة على المشتتات. يجعل نطاق جهدها الأمامي المنخفض (2.7-3.2V) متوافقًا مع إمدادات المنطق الشائعة 3.3V و 5V مع مقاوم تسلسلي بسيط. يضعها الامتثال البيئي الشامل (RoHS, REACH, الخالي من الهالوجين) للاستخدام في الأسواق العالمية ذات المتطلبات التنظيمية الصارمة.

12. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو الغرض من رموز التصنيف (Binning Codes)؟

ج: يضمن التصنيف الاتساق الكهربائي والبصري. يبسط استخدام مصابيح LED من نفس مجموعات شدة الإضاءة (CAT) والجهد الأمامي (REF) تصميم الدائرة ويضمن سطوعًا موحدًا في مصفوفة. يضمن استخدام نفس مجموعة اللونية (HUE) اتساق اللون.

س: لماذا تعتبر المقاومة المحددة للتيار إلزامية؟

ج: مصابيح LED هي ثنائيات ذات منحنى I-V شديد الانحدار. بدون مقاومة لتحديد التيار، حتى تباين صغير في جهد الإمداد يمكن أن يتسبب في تجاوز التيار للتصنيف الأقصى، مما يؤدي إلى فشل فوري أو تقليل العمر الافتراضي.

س: هل يمكنني استخدام هذا المصباح LED للتشغيل المستمر عند 30 مللي أمبير؟

ج: تصنيف 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق عند 25°C. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل، خاصة في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، يجب تخفيض التيار كما هو موضح في منحنى تخفيض التيار الأمامي. التشغيل عند 5-20 مللي أمبير هو النموذجي لمعظم تطبيقات المؤشرات.

س: ماذا يعني "العمر الأرضي" لمدة عام واحد؟

ج: بعد فتح الكيس المقاوم للرطوبة، يمكن تعريض المكونات لظروف المصنع المحيطة (30°C/60% رطوبة نسبية كحد أقصى) لمدة تصل إلى عام واحد قبل أن تتطلب معالجة الخبز قبل لحام إعادة التدفق. هذا يمنع حدوث "انفجار" أو تشقق العبوة أثناء اللحام بسبب امتصاص الرطوبة.

13. مبدأ التشغيل

يعتمد هذا المصباح LED على شريحة أشباه موصلات مصنوعة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الثنائي، تتحد الإلكترونات والفجوات داخل المنطقة النشطة لأشباه الموصلات، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم هندسة التركيب المحدد لطبقات InGaN لإنتاج فوتونات في الطيف الأزرق. ثم يمتص طلاء الفوسفور، عادةً راتنج أصفر منتشر كما هو موضح في دليل اختيار الجهاز، جزءًا من هذا الضوء الأزرق ويعيد إصداره كضوء أصفر. يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول إلى إدراك العين البشرية للضوء الأبيض، وهي طريقة تُعرف باسم تقنية مصباح LED الأبيض المحول بالفوسفور.

14. اتجاهات الصناعة والسياق

تمثل مكونات مثل مصباح LED 16-213 الاتجاه المستمر في الإلكترونيات نحو التصغير، وزيادة الوظائف لكل وحدة مساحة، والتصنيع الآلي. يعكس الانتقال إلى المواد الخالية من الرصاص والخالية من الهالوجين والمتوافقة مع RoHS/REACH استجابة الصناعة بأكملها للوائح البيئية والصحية. يستمر الطلب على مصادر الضوء الفعالة والموثوقة والمدمجة في النمو عبر الإلكترونيات الاستهلاكية، ودواخل السيارات، ولوحات التحكم الصناعية. يستمر تحسين أداء مصابيح LED السطحية (SMD) هذه، بما في ذلك فعاليتها، وتقديم الألوان، واستقرارها الحراري، مع تقدم تقنيات الطبقات البلورية لأشباه الموصلات وتقنية الفوسفور.