ورقة بيانات LED SMD 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C - 2.25x1.85x1.45 مم - 3.2 فولت - 95 ميغاواط - أبيض نقي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

إن 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C هو صمام ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع التركيب السطحي (SMD) في حزمة مضغوطة 1206. تم تصميم هذا LED أحادي اللون ذو الضوء الأبيض النقي للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب كثافة عالية للمكونات وأداءً موثوقًا. تشمل مزاياه الرئيسية بصمة أصغر بكثير مقارنة بـ LEDs ذات الأطراف، مما يتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر وكثافة تعبئة أعلى. المكون خفيف الوزن، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات المصغرة والمحمولة. وهو متوافق مع معايير RoHS، وEU REACH، وخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون)، مما يضمن الامتثال البيئي والسلامة للأسواق العالمية.

1.1 الميزات الأساسية والتطبيقات

يتم توريد LED على شريط بعرض 8 مم مثبت على بكرة قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي عالية السرعة (pick-and-place). تم تصميمه لتحمل عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري القياسية، وهي شائعة في التصنيع بالجملة.

التطبيقات النموذجية:

• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للأزرار أو الشاشات في الهواتف وأجهزة الفاكس.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:إضاءة خلفية مسطحة للشاشات الكريستالية السائلة (LCD)، وإضاءة خلفية للمفاتيح والرموز على لوحات التحكم.
• مؤشر للأغراض العامة:أي تطبيق يتطلب ضوء مؤشر أبيض ساطع، مضغوط، وموثوق.

2. المواصفات الفنية والتفسير المتعمق

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً للتصنيفات القصوى المطلقة والخصائص الكهروضوئية المحددة في ورقة البيانات. فهم هذه المعلمات أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة موثوق وضمان طول عمر LED.

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيارًا فوريًا للوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير. هو التيار المستمر الذي يمكن تمريره باستمرار عبر LED.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):100 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار نابض، مسموح به فقط تحت ظروف محددة (دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز). وهو مفيد لنبضات سطوع عالية قصيرة ولكن لا يجب استخدامه للتشغيل المستمر.
• تبديد الطاقة (P_d):95 ميغاواط. هذا هو أقصى قدر من الطاقة يمكن للحزمة تبديده كحرارة، ويتم حسابه كـ V_F* I_F. تجاوز هذا الحد يعرض لخطر ارتفاع درجة الحرارة والتدهور المتسارع.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40°C إلى +85°C (تشغيل)، -40°C إلى +90°C (تخزين). هذه النطاقات الواسعة تجعل LED مناسبًا للبيئات الصناعية والسيارات.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):150 فولت (نموذج جسم الإنسان). هذا تحمل منخفض نسبيًا لـ ESD، مما يشير إلى أن الجهاز حساس للكهرباء الساكنة. إجراءات التعامل مع ESD المناسبة إلزامية.
• درجة حرارة اللحام:يمكن لـ LED تحمل لحام إعادة التدفق بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260°C لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ، أو اللحام اليدوي عند 350°C لمدة تصل إلى 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (Ta=25°C)

هذه هي معلمات الأداء النموذجية تحت ظروف الاختبار القياسية. يجب على المصممين استخدام القيم النموذجية (Typ.) أو القصوى/الدنيا كأساس لتصميماتهم.

• شدة الإضاءة (I_v):90 إلى 180 ملي كانديلا (mcd) عند تيار أمامي (I_F) بقيمة 5 مللي أمبير. يتم إدارة النطاق الواسع من خلال نظام التصنيف (مفصل في القسم 3). زاوية الرؤية (2θ_1/2) هي عادة 130 درجة، مما يوفر نمط إضاءة واسع ومنتشر.
• الجهد الأمامي (V_F):2.7 فولت إلى 3.2 فولت عند I_F=5 مللي أمبير. هذا المعلمة لها تسامح ±0.05 فولت. الجهد الأمامي حاسم لحساب قيمة المقاوم المحدد للتيار: R = (V_supply- V_F) / I_F.
• التيار العكسي (I_R):أقصى 50 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت. تشير ورقة البيانات صراحةً إلى أن حالة الجهد العكسي هي لأغراض الاختبار فقط، ولا يجب تشغيل LED في انحياز عكسي في دائرة فعلية.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز LEDs إلى "فئات" بناءً على معلمات الأداء الرئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات سطوع وجهد محددة لتطبيقهم.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز شدة الإضاءة إلى ثلاث فئات رئيسية عند I_F=5 مللي أمبير:

• الفئة Q2:90 mcd (الحد الأدنى) إلى 112 mcd (الحد الأقصى)
• الفئة R1:112 mcd (الحد الأدنى) إلى 140 mcd (الحد الأقصى)
• الفئة R2:140 mcd (الحد الأدنى) إلى 180 mcd (الحد الأقصى)

يشير رمز المنتج "AQ2R2QY" إلى أن هذا الجزء المحدد من فئة الشدة Q2 و R2. ينطبق تسامح ±11% داخل كل فئة.

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تجميع وتصنيف الجهد الأمامي للمساعدة في تصميم مصدر الطاقة وتنظيم التيار. يتم تعريف الفئات (المجموعة Q) بخطوات 0.1 فولت:

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

التسامح للجهد الأمامي داخل الفئة هو ±0.05 فولت.

3.3 تصنيف إحداثيات اللونية

بالنسبة لـ LEDs البيضاء، اتساق اللون أمر بالغ الأهمية. تحدد إحداثيات اللونية (CIE x, y) نقطة اللون الدقيقة على مخطط CIE 1931. تحدد ورقة البيانات ست فئات (A1 إلى A6)، تمثل كل منها منطقة رباعية صغيرة على مخطط الألوان. يتم ضمان وقوع لون المنتج داخل المضلع المحدد بتسامح ±0.01 في كل من إحداثيات x و y. يضمن هذا التحكم الدقيق حدًا أدنى من التباين المرئي في اللون بين LEDs مختلفة في مصفوفة أو إضاءة خلفية.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك LED تحت ظروف متغيرة. هذه ضرورية لاعتبارات التصميم المتقدمة.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يظهر هذا المنحنى العلاقة غير الخطية بين التيار والجهد. يزداد الجهد الأمامي بشكل لوغاريتمي مع التيار. للتشغيل المستقر، سائق تيار ثابت أو مقاوم محدد للتيار إلزامي، لأن زيادة صغيرة في الجهد تتجاوز V_Fالاسمي يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

خرج الضوء يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة (لومن لكل واط) عند تيارات عالية جدًا بسبب زيادة توليد الحرارة داخل الشريحة. التشغيل بالقرب من أقصى تيار مستمر (25 مللي أمبير) قد يقلل من الموثوقية طويلة المدى.

4.3 شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة

ينخفض خرج الضوء لـ LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. يقوم هذا المنحنى بتحديد هذا التخفيض. للتطبيقات التي تعمل في درجات حرارة محيطة عالية، قد يحتاج تيار القيادة إلى التخفيض للحفاظ على السطوع أو لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

4.4 منحنى تخفيض التيار الأمامي

هذا منحنى حاسم لإدارة الحرارة. يحدد أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. مع زيادة درجة الحرارة، ينخفض أقصى تيار آمن للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن حدود آمنة ومنع الانفلات الحراري.

4.5 توزيع الطيف

يظهر منحنى الطيف الطاقة النسبية المنبعثة عبر أطوال موجية مختلفة. يستخدم LED أبيض نقي عادة شريحة InGaN زرقاء مدمجة مع فسفور أصفر. سيظهر الطيف ذروة في المنطقة الزرقاء (حوالي 450 نانومتر) وانبعاثًا واسعًا في المنطقة الصفراء/الخضراء من الفسفور، مجتمعين لإنتاج ضوء أبيض.

5. المعلومات الميكانيكية والحزمة

5.1 أبعاد الحزمة

يتوافق LED مع حجم الحزمة القياسي 1206 (بالبوصة) أو 3216 (بالمتر). الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر) هي:

• الطول الكلي: 2.25 ±0.20
• العرض الكلي: 1.85 ±0.20
• الارتفاع الكلي: 1.45 ±0.10
• أبعاد الطرف: 0.72 ±0.10 (ارتفاع)، 1.20 × 0.60 (البصمة)

التسامح هو ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم الإشارة بوضوح إلى علامة الكاثود على الحزمة للتوجيه الصحيح للقطبية أثناء التجميع.

5.2 تخطيط الوسادة الموصى به

تتضمن ورقة البيانات نمط أرضية مقترح (تصميم الوسادة) لتخطيط PCB. حجم الوسادة الموصى به هو 1.40 مم × 1.10 مم. يتم التأكيد على أن هذا للإشارة فقط، ويجب تحسين أبعاد الوسادة بناءً على معجون اللحام المحدد، والقالب، وعملية التجميع المستخدمة من قبل الشركة المصنعة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل واللحام المناسبان أمران حيويان للمردود والموثوقية.

6.1 متطلبات تحديد التيار

إلزامي:يجب دائمًا استخدام مقاوم محدد للتيار خارجي على التوالي مع LED. LED هو جهاز مدفوع بالتيار، وجهد الأمامي له معامل درجة حرارة سالب. بدون مقاوم، حتى زيادة صغيرة في جهد المصدر أو انخفاض في V_Fبسبب التسخين يمكن أن يسبب ارتفاعًا غير منضبط في التيار، مما يؤدي إلى فشل فوري.

6.2 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة المكونات في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف.

• قبل الفتح:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية (RH).
• بعد الفتح:"عمر الأرضية" هو سنة واحدة عند ≤30°C و ≤60% RH. يجب إعادة إغلاق الأجزاء غير المستخدمة في كيس مقاوم للرطوبة.
• التجفيف:إذا تغير لون مؤشر المجفف أو تم تجاوز وقت التخزين، يجب تجفيف LEDs عند 60 ±5°C لمدة 24 ساعة قبل لحام إعادة التدفق لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع تلف "الانفجار" أثناء إعادة التدفق.

6.3 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم تحديد ملف تعريف إعادة تدفق خالٍ من الرصاص:

• التسخين المسبق:150-200°C لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (TAL):60-150 ثانية فوق 217°C.
• درجة الحرارة الذروية:260°C كحد أقصى، محتفظ بها لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ.
• معدلات الارتفاع:أقصى 6°C/ثانية تسخين، 3°C/ثانية تبريد.

ملاحظات حرجة:

• لا يجب إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين.
• تجنب الإجهاد الميكانيكي على جسم LED أثناء التسخين والتبريد.
• لا تقم بثني PCB بعد اللحام، لأن هذا يمكن أن يتسبب في تشقق LED أو وصلات اللحام الخاصة به.

6.4 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف أقل من 350°C. يجب أن يكون وقت التلامس لكل طرف أقل من 3 ثوانٍ. استخدم مكواة بقوة تصنيفية 25 واط أو أقل. اسمح بفاصل زمني لا يقل عن 2 ثانية بين لحام كل طرف لمنع تراكم الحرارة المفرط.

7. التعبئة ومعلومات الطلب

7.1 مواصفات البكرة والشريط

يتم توريد LEDs في شريط حامل بارز على بكرات 7 بوصات.

• عرض الشريط الحامل: 8mm.
• تباعد الجيوب: 4mm.
• الكمية لكل بكرة:3000 قطعة.
• أبعاد البكرة:قطر قياسي 7 بوصات بأبعاد محور وحافة محددة وفقًا لـ EIA-481.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة للتتبع والتحقق:

• P/N:رقم المنتج الكامل (48-213/T2D-AQ2R2QY/3C).
• CAT:رتبة شدة الإضاءة (مثل Q2، R2).
• HUE:إحداثيات اللونية ورتبة الطول الموجي السائد.
• REF:رتبة الجهد الأمامي (مثل من فئات المجموعة Q).
• رقم الدفعة:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم الدائرة

احسب دائمًا المقاوم التسلسلي باستخدام أقصى جهد أمامي من ورقة البيانات (3.2 فولت) لضمان تحديد كافٍ للتيار تحت جميع الظروف. لمصدر طاقة 5 فولت وتيار مستهدف 5 مللي أمبير: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω. سيتم اختيار القيمة القياسية الأقرب (360Ω أو 390Ω). يجب أن تكون قدرة المقاوم I²R = (0.005)²* 360 = 0.009W، لذا فإن مقاوم قياسي 1/10W أو 1/8W أكثر من كافٍ.

8.2 إدارة الحرارة

بينما لا تحتوي حزمة 1206 على وسادة حرارية مخصصة، يتم إخراج الحرارة من خلال طرفي اللحام. تأكد من أن PCB لديها مساحة نحاسية كافية متصلة بوسائد LED، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من أقصى تيار أو في درجات حرارة محيطة عالية. تجنب وضع LED بالقرب من مكونات توليد حرارة أخرى.

8.3 التصميم البصري

زاوية الرؤية الواسعة 130 درجة تجعل هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة ومنتشرة بدلاً من شعاع مركز. لتطبيقات المؤشر، ضع في الاعتبار شدة الإضاءة المطلوبة عند زاوية الرؤية؛ ينخفض السطوع نحو حواف مخروط الرؤية.

9. المقارنة الفنية والتمييز

يقدم LED 48-213، في حزمته 1206، توازنًا بين الحجم والسطوع وسهولة التجميع.

• مقارنة بالحزم الأكبر (مثل 3528، 5050):حزمة 1206 أصغر بكثير، مما يوفر مساحة لوحة ولكنها عادةً ما تقدم إجمالي خرج ضوء أقل بسبب حجم شريحتها الأصغر.
• مقارنة بالحزم الأصغر (مثل 0402، 0603):حزمة 1206 أسهل في التعامل واللحام يدويًا إذا لزم الأمر، وغالبًا ما يمكنها التعامل مع تيارات أعلى قليلاً، مما يؤدي إلى سطوع أعلى.
• مقارنة بـ LEDs غير المصنفة:يوفر هيكل التصنيف المحدد للشدة والجهد واللون أداءً يمكن التنبؤ به، وهو أمر ضروري للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا في مصفوفات LED متعددة أو سطوعًا متسقًا عبر دفعات الإنتاج.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم محدد للتيار؟

No.يتم التحذير من هذا صراحةً في ورقة البيانات. يجب تشغيل LED بواسطة مصدر تيار ثابت، أو بشكل أكثر شيوعًا، مصدر جهد على التوالي مع مقاوم محدد للتيار. الاتصال المباشر بمصدر جهد سيؤدي إلى فشل.

10.2 لماذا نطاق شدة الإضاءة واسع جدًا (90-180 mcd)؟

هذا هو النطاق الكامل المحتمل عبر الإنتاج. يتم فرز الوحدات الفردية في فئات أضيق (Q2، R1، R2). عند الطلب، تحدد رمز الفئة (مثل AQ2R2QY) للحصول على LEDs من فئات شدة ولون محددة، مما يضمن الاتساق في منتجك.

10.3 كم مرة يمكنني إعادة لحام هذا LED؟

تشير ورقة البيانات إلى أنه لا يجب إجراء لحام إعادة التدفق أكثر منمرتين. تعرض دورة إعادة تدفق ثالثة لخطر تلف روابط الأسلاك الداخلية أو شريحة LED بسبب الإجهاد الحراري التراكمي.

10.4 ماذا يعني "خالٍ من الرصاص" في سياق اللحام؟

يعني أن الأطراف الخارجية لـ LED مطلية بطلاء خالٍ من الرصاص (عادةً القصدير). تم تصميم ملف تعريف إعادة التدفق المحدد (ذروة 260°C) لمعاجين اللحام الخالية من الرصاص (مثل SAC305)، والتي لها نقطة انصهار أعلى من اللحام التقليدي بالقصدير والرصاص.

11. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

11.1 المثال 1: مؤشر حالة بسيط

السيناريو:مؤشر تشغيل للوحة منطق 3.3 فولت.
التصميم:استخدم تيار قيادة 5 مللي أمبير لرؤية جيدة مع استهلاك منخفض للطاقة. R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω. نظرًا لأن 3.2 فولت هو أقصى V_F، قد يكون التيار الفعلي أعلى قليلاً إذا كان V_Fلـ LED أقل. سيوفر مقاوم 33Ω أو 47Ω تيارًا أكثر تحفظًا واستقرارًا. قم بتوصيل LED مع الكاثود (الجانب المميز) بالأرض.

11.2 المثال 2: مصفوفة إضاءة خلفية لشاشة LCD صغيرة

السيناريو:إضاءة خلفية موحدة تتطلب 10 LEDs.
التصميم:لضمان سطوع موحد، يجب أن تكون جميع LEDs من نفس فئة شدة الإضاءة (مثل R2). يجب توصيلها على التوازي، كل منها بمقاوم محدد للتيار مخصص. لا يوصى بتوصيل عدة LEDs على التوازي بمقاوم واحد بسبب الاختلافات في V_F، مما قد يسبب توزيعًا غير متساوٍ للتيار والسطوع.

12. مبدأ التشغيل

هذا جهاز ضوئي شبه موصل. يعتمد على شريحة نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الوصلة للثنائي (V_F)، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). في LED "أبيض نقي"، تبعث الشريحة الأولية ضوءًا أزرق. هذا الضوء الأزرق يحفز طبقة من الفسفور الأصفر التي تغطي الشريحة. يدرك العين البشرية مزيج الضوء الأزرق من الشريحة والضوء الأصفر من الفسفور كضوء أبيض. تُعرف هذه الطريقة باسم توليد الضوء الأبيض المحول بالفسفور.

13. اتجاهات التكنولوجيا

تمثل LEDs SMD في حزم مثل 1206 تقنية ناضجة ومعتمدة على نطاق واسع. الاتجاه العام للصناعة هو نحو:

• زيادة الكفاءة:فعالية إضاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط) من خلال تحسينات في تصميم الشريحة وتكنولوجيا الفسفور.
• التصغير:الاستمرار في تقليل حجم الحزمة (مثل 0402، 0201) للأجهزة فائقة الصغر، على الرغم من أن هذا غالبًا ما يتنازل عن أقصى قدرة معالجة.
• تحسين جودة اللون:تطوير الفسفور لتحقيق قيم أعلى لمؤشر تجسيد اللون (CRI) ونقاط لون أكثر اتساقًا عبر دفعات الإنتاج.
• حلول متكاملة:نمو LEDs مع تنظيم تيار مدمج (سائق LED تيار ثابت) أو ميزات حماية (ESD، قطبية عكسية) داخل الحزمة، مما يبسط تصميم الدائرة.

يبقى LED 48-213، مع مواصفاته المحددة جيدًا، وأدائه الموثوق، وحزمته القياسية، مكونًا أساسيًا ومتعدد الاستخدامات في مشهد الإلكترونيات الضوئية، مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات المؤشر والإضاءة الخلفية.