ورقة بيانات LED SMD 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T - الحجم 3.2x1.6x1.1 مم - الجهد 2.6-3.0 فولت - اللون الأبيض النقي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T هو مصباح LED من نوع Surface-Mount Device (SMD) يستخدم تقنية إنغان (InGaN) لإصدار ضوء أبيض نقي. مُحاط بحزمة مضغوطة مقاس 1206 (حوالي 3.2 مم × 1.6 مم × 1.1 مم)، صُمم هذا المكون لتطبيقات لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة حيث تكون المساحة والوزن قيودًا حرجة. يوفر عدسته الصفراء المشتتة زاوية مشاهدة واسعة وموحدة. المنتج متوافق بالكامل مع اللوائح البيئية الحديثة، فهو خالٍ من الرصاص، ومطابق لمعايير RoHS وREACH، وخالٍ من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون). يتم توريده على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطر 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا مع خطوط التجميع الآلية وأعمدة اللحام بالحث الحراري (Reflow) بالأشعة تحت الحمراء أو بالطور البخاري القياسية.

2. شرح مفصل للمواصفات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• الجهد العكسي (V_R): 5 فولت. تجاوز هذا الجهد في حالة الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F): 10 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر للتشغيل الموثوق.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP): 40 مللي أمبير. هذا مسموح به فقط في ظروف النبضات بدورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز.
• تبديد الطاقة (P_d): 40 ملي واط. أقصى طاقة يمكن للحزمة تبديدها عند درجة حرارة محيطية Ta=25°C.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM): 150 فولت. يشير إلى حساسية معتدلة للكهرباء الساكنة؛ من الضروري اتخاذ احتياطات التعامل المناسبة مع ESD.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr): من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للوظيفة الطبيعية للجهاز.
• درجة حرارة التخزين (T_stg): من -40°C إلى +90°C.
• درجة حرارة اللحام (T_sol): يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى لللحام بالحث الحراري (Reflow) 260°C لمدة 10 ثوانٍ. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف مكواة اللحام اليدوية 350°C لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية عند Ta=25°C و I_F=5mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_v): تتراوح من حد أدنى 90.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 180.0 مللي كانديلا. تقع القيمة النموذجية ضمن هذا النطاق، والذي يتم تقسيمه أيضًا إلى مجموعات محددة (Q2، R1، R2).
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2): 130 درجة (نموذجي). تضمن هذه الزاوية الواسعة رؤية جيدة من منظورات مختلفة.
• الجهد الأمامي (V_F): يتراوح من 2.60 فولت إلى 3.00 فولت عند I_F=5mA. يتم أيضًا تصنيف هذه المعلمة (رموز 28-31). يؤدي انخفاض V_Fبشكل عام إلى كفاءة أعلى.
• التيار العكسي (I_R): أقصى حد 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي 5 فولت. هذا الاختبار للتوصيف فقط؛ لم يتم تصميم LED للتشغيل العكسي.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في عمليات الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على معايير الأداء الرئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الأجهزة إلى ثلاث مجموعات (Q2، R1، R2) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند I_F=5mA. يتيح ذلك للمصممين اختيار درجة السطوع المناسبة لتطبيقهم، مما يضمن اتساقًا بصريًا في اللوحات التي تحتوي على مصابيح LED متعددة.

• المجموعة Q2: 90.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 112.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• المجموعة R1: 112.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 140.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• المجموعة R2: 140.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 180.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب انخفاض الجهد الأمامي إلى أربع مجموعات (28، 29، 30، 31). يساعد مطابقة مجموعات V_Fفي سلسلة توصيل متسلسلة على تحقيق توزيع موحد للتيار والسطوع.

• المجموعة 28: 2.60 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.70 فولت (الحد الأقصى)
• المجموعة 29: 2.70 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.80 فولت (الحد الأقصى)
• المجموعة 30: 2.80 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.90 فولت (الحد الأقصى)
• المجموعة 31: 2.90 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.00 فولت (الحد الأقصى)

3.3 تصنيف إحداثيات اللونية

يتم تعريف اللون الأبيض النقي ضمن مناطق محددة على مخطط اللونية CIE 1931، بتحمّل ±0.01. تحدد ورقة البيانات أربع مجموعات لونية (C1، C2، C3، C4)، تحدد كل منها منطقة رباعية من إحداثيات x، y المقبولة. يضمن هذا التحكم الدقيق حدًا أدنى من التباين اللوني بين مصابيح LED الفردية.

4. تحليل منحنيات الأداء

تقدم الرسوم البيانية المقدمة رؤى حول سلوك LED تحت ظروف مختلفة.

• التيار الأمامي مقابل شدة الإضاءة النسبية: يوضح أن ناتج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد يشبع أو يتدهور عند تيارات عالية جدًا تتجاوز الحد الأقصى المقنن.
• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V): يوضح العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتصميم دوائر تحديد التيار.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة: يوضح كيف ينخفض ناتج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. الإدارة الحرارية الفعالة هي مفتاح الحفاظ على السطوع.
• منحنى تخفيض التيار الأمامي: يحدد أقصى تيار أمامي مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• مخطط الإشعاع: رسم قطبي يصور التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية المشاهدة البالغة 130 درجة.
• توزيع الطيف: رسم بياني يرسم الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الطول الموجي القمة والعرض الطيفي للضوء الأبيض المنبعث.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات الحزمة

5.1 أبعاد الحزمة

يتبع LED بصمة SMD قياسية مقاس 1206. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، تحمّل ±0.1 مم ما لم يُذكر) طول الجسم 3.2، والعرض 1.6، والارتفاع 1.1. يتم تحديد أطراف الأنود والكاثود بوضوح على الحزمة. يتم توفير نمط اللحام الموصى به لـ PCB (تصميم الوسادة) لضمان اللحام السليم والاستقرار الميكانيكي.

5.2 تحديد القطبية

عادةً ما يتم تحديد جانب الكاثود في LED، غالبًا بلون أخضر أو شق في الحزمة. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لضمان الوظيفة السليمة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام الريفلو (Reflow)

يوصى بملف تعريف لحام بالحث الحراري خالٍ من الرصاص: تسخين أولي بين 150-200°C لمدة 60-120 ثانية، يليه مرحلة التسخين. يجب أن يكون الوقت فوق نقطة الانصهار (217°C) من 60 إلى 150 ثانية، مع ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. الحد الأقصى لمعدل التسخين هو 3°C/ثانية، والحد الأقصى لمعدل التبريد هو 6°C/ثانية. لا ينبغي إجراء اللحام بالحث الحراري أكثر من مرتين.

6.2 التخزين والتعامل

يتم تعبئة مصابيح LED في كيس حاجز حساس للرطوبة مع مجفف. يجب عدم فتح الكيس حتى تكون المكونات جاهزة للاستخدام. بعد الفتح، يجب تخزين الأجزاء غير المستخدمة عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية واستخدامها خلال 168 ساعة (7 أيام). إذا تم تجاوز هذا الوقت أو تغير لون مؤشر المجفف، يلزم معالجة بالتسخين (Baking) عند 60±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

6.3 ملاحظة حول تصميم الدائرة

هام:يجب دائمًا استخدام مقاوم خارجي لتحديد التيار على التوالي مع LED. للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار إذا لم يتم تحديده بشكل صحيح بواسطة المقاوم.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد المنتج في عبوات مقاومة للرطوبة. يتم وضع المكونات في شريط ناقل بارز بأبعاد محددة لعرض قياسي 8 مم. يتم لف الشريط على بكرة قطر 7 بوصات، مع 3000 قطعة لكل بكرة. تحتوي ملصقات البكرة والكيس على معلومات رئيسية: رقم قطعة العميل (CPN)، رقم المنتج (P/N)، الكمية (QTY)، رتبة شدة الإضاءة (CAT)، رتبة اللونية (HUE)، رتبة الجهد الأمامي (REF)، ورقم الدفعة (LOT No).

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية: مثالي لمؤشرات لوحة القيادة، وإضاءة المفاتيح، والإضاءة الخلفية للرموز نظرًا لزاوية مشاهدته الواسعة وضوءه الموحد.
• معدات الاتصالات: مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح في أجهزة مثل الهواتف وآلات الفاكس.
• الإضاءة الخلفية المسطحة لشاشات LCD: يمكن استخدامه في مصفوفات لتوفير إضاءة خلفية مضاءة من الحواف لشاشات LCD صغيرة.
• مؤشرات للأغراض العامة: أي تطبيق يتطلب مؤشر حالة أبيض مضغوطًا وموثوقًا ومشرقًا.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار: قم دائمًا بالتشغيل عند أو أقل من التيار المستمر الموصى به البالغ 10 مللي أمبير. استخدم مقاومًا على التوالي محسوبًا بناءً على جهد التغذية والجهد الأمامي لـ LED (باستخدام أقصى V_Fمن المجموعة لتصميم متحفظ).
• الإدارة الحرارية: على الرغم من أن الحزمة صغيرة، تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية في PCB أو فتحات حرارية إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو دورات عمل عالية لإدارة درجة حرارة الوصلة والحفاظ على ناتج الإضاءة والعمر الافتراضي.
• حماية ESDنفذ حماية أساسية من ESD على خطوط الإدخال إذا كان LED في منطقة يمكن للمستخدم الوصول إليها، نظرًا لتصنيفه البالغ 150 فولت HBM.

9. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED الأكبر حجمًا من نوع الإطار الرصاصي (Lead-frame)، يقدم LED SMD طراز 19-217 مزايا كبيرة: بصمة أصغر بكثير تمكن من كثافة تعبئة أعلى وتصغير الحجم، وزن مخفض، وتوافق مع عمليات التجميع الآلي بالكامل مما يخفض تكلفة التصنيع. مزيجه المحدد من اللون الأبيض النقي (عبر إنغان)، وهيكل التصنيف المحدد بوضوح، والامتثال لأحدث المعايير البيئية (خالٍ من الهالوجين، REACH) يجعله خيارًا مناسبًا للتصاميم الإلكترونية الحديثة الواعية بيئيًا والتي تتطلب أداءً بصريًا متسقًا.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 لماذا يعتبر مقاوم تحديد التيار إلزاميًا؟

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. خاصية I-V الخاصة بها شديدة الانحدار؛ تغيير صغير في الجهد الأمامي يسبب تغييرًا كبيرًا في التيار. بدون مقاوم على التوالي لضبط التيار، يمكن أن يحدث هروب حراري، مما يؤدي إلى فشل فوري أو تقليل العمر الافتراضي.

10.2 هل يمكنني استخدام هذا المصباح LED للإضاءة المستمرة؟

نعم، تم تصميمه للتشغيل المستمر حتى 10 مللي أمبير. تأكد من أن درجة الحرارة المحيطة وتخطيط PCB يسمحان بتشتيت حراري مناسب للحفاظ على السطوع مع مرور الوقت.

10.3 ماذا تعني رموز التصنيف (مثل /CQ2R2TY) في رقم القطعة؟

تحدد هذه الرموز مجموعات الأداء المضمونة لهذا الطلب المحدد. تحدد نطاق شدة الإضاءة (مثل R2)، ونطاق الجهد الأمامي، وإحداثيات اللونية، مما يضمن حصولك على مصابيح LED ذات خصائص مجمعة بإحكام.

10.4 كيف أفسر مخطط اللونية CIE في ورقة البيانات؟

يظهر المخطط نطاق الإدراك اللوني البشري. تمثل الصناديق الرباعية الصغيرة المرسومة عليه التباين اللوني المقبول (المجموعات C1-C4) لهذا المصباح LED "الأبيض النقي". ستقع جميع الوحدات المنتجة ضمن إحدى هذه المناطق المحددة.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم لوحة تحكم تحتوي على 10 مؤشرات حالة LED بيضاء تعمل من خط تغذية 5 فولت.
الخطوة 1 - اختيار التيار:اختر تيار تشغيل 5 مللي أمبير (حالة الاختبار) لسطوع جيد وعمر افتراضي طويل.
الخطوة 2 - حساب المقاوم:باستخدام أقصى V_Fمن المجموعة 31 (3.00 فولت) لتصميم متحفظ: R = (V_supply- V_F) / I_F= (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 أوم. سيكون المقاوم القياسي 390 أوم أو 430 أوم مناسبًا.
الخطوة 3 - قدرة المقاوم:تبديد طاقة المقاوم: P = I²* R = (0.005)²* 400 = 0.01 واط. المقاوم القياسي 1/10 واط (0.1 واط) أكثر من كافٍ.
الخطوة 4 - التخطيط:ضع مصابيح LED باتجاه ثابت. إذا سمحت المساحة، أضف وسائد تخفيف حرارية صغيرة متصلة بمستوى أرضي للمساعدة في تبديد الحرارة.

12. مبدأ التشغيل

يعتمد هذا LED على تقنية أشباه الموصلات إنغان (Indium Gallium Nitride). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الصمام الثنائي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من شريحة أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تم هندسة التركيب المحدد لطبقات إنغان لإنتاج فوتونات، عند دمجها مع تحويل الضوء من الفوسفور الأصفر داخل الحزمة (المستثار بواسطة شريحة LED الزرقاء)، تؤدي إلى إدراك ضوء "أبيض نقي". يتم تحقيق زاوية المشاهدة الواسعة من خلال العدسة الصفراء المشتتة التي تبعثر الضوء.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر سوق مصابيح LED SMD مثل حزمة 1206 في التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، وتحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) لمصابيح LED البيضاء، وحتى أحجام حزم أصغر (مثل 0805، 0603) لتمكين مزيد من التصغير. هناك أيضًا دفع قوي في الصناعة نحو موثوقية أعلى وعمر تشغيلي أطول تحت نطاق أوسع من الظروف البيئية. يمثل دمج تنظيم التيار المدمج أو ميزات الحماية داخل حزمة LED نفسها اتجاهًا ناشئًا لتصميم سائق مبسط.