ورقة بيانات LED SMD 15-11/T1D-AQRHY/2T - عبوة 1.6x0.8x0.6 مم - جهد 2.7-3.15 فولت - قدرة 40 مللي واط - لون أبيض نقي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 15-11/T1D-AQRHY/2T مصباح LED صغيرًا جدًا للتركيب السطحي، مُصمم للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب وظيفة مؤشر أو إضاءة خلفية موثوقة. يقدم هذا الـ LED ذو اللون الأبيض النقي توازنًا بين الأداء والتصغير، مما يمكن المصممين من تحقيق كثافة تعبئة أعلى وتقليل الحجم الإجمالي للمعدات.

1.1 المزايا الأساسية

تنبع المزايا الأساسية لهذا المكون من عبوته من نوع SMD (جهاز التركيب السطحي). فهو أصغر بكثير من مصابيح LED التقليدية ذات الإطار الرصاصي، مما يترجم مباشرة إلى مساحة أصغر على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وتقليل متطلبات مساحة التخزين، وفي النهاية، منتجات نهائية أكثر إحكاما. كما أن بنيته خفيفة الوزن تجعله مثاليًا للتطبيقات المصغرة والمحمولة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

هذا الـ LED مناسب لمجموعة متنوعة من التطبيقات عبر مختلف الصناعات. تشمل الاستخدامات الشائعة: الإضاءة الخلفية للوحات عدادات أجهزة القياس والمفاتيح في البيئات الصناعية أو السيارات. في مجال الاتصالات، يعمل كمؤشر أو إضاءة خلفية في أجهزة مثل الهواتف وآلات الفاكس. كما أنه قابل للتطبيق للإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات الكريستالية السائلة (LCD)، وإضاءة الرموز والمفاتيح العامة، وغيرها من احتياجات المؤشرات متعددة الأغراض.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

يقدم هذا القسم تحليلاً تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الفنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف تشغيل موصى بها.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في حالة الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (I_F):10 مللي أمبير (مستمر).
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):40 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز).
• تبديد الطاقة (P_d):40 مللي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها دون تجاوز حدودها الحرارية.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):2000 فولت (نموذج جسم الإنسان). يشير هذا التصنيف إلى مستوى أساسي من متانة ESD للتعامل.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40°C إلى +85°C (التشغيل)، -40°C إلى +90°C (التخزين).
• درجة حرارة اللحام:ذروة لحام الريفلو: 260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى. اللحام اليدوي: 350°C لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية بدرجة حرارة محيطة 25°C وتيار أمامي (I_F) بقيمة 5 مللي أمبير.

• شدة الإضاءة (I_v):تتراوح من حد أدنى 72.0 مللي كانديلا إلى حد أقصى 180.0 مللي كانديلا. لم يتم تحديد قيمة نموذجية، مما يشير إلى أن الأداء يُدار من خلال نظام تصنيف.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):قيمة نموذجية 140 درجة، مما يوفر زاوية واسعة للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 2.70 فولت إلى 3.15 فولت عند 5 مللي أمبير. تذكر ورقة البيانات تسامحًا بقيمة ±0.1 فولت.

ملاحظة حرجة بشأن الجهد العكسي:تذكر ورقة البيانات صراحةً أن حالة الجهد العكسي تُطبق لأغراض اختبار الأشعة تحت الحمراء (IR) فقط. لم يتم تصميم الجهاز للعمل في حالة الانحياز العكسي. تطبيق جهد عكسي في تشغيل الدائرة غير مدعوم.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء. يستخدم LED 15-11 نظام تصنيف ثلاثي الأبعاد لشدة الإضاءة، والجهد الأمامي، واللونية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز شدة الإضاءة إلى فئتين رئيسيتين، تحملان علامتي Q و R، بناءً على القياسات عند I_F= 5 مللي أمبير.

• الفئة Q:72.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 112.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• الفئة R:112.0 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 180.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

كما تم الإشارة إلى تسامح عام ±11% لشدة الإضاءة.

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم فرز الجهد الأمامي إلى ثلاث فئات (15، 16، 17) للمساعدة في تصميم الدائرة لتنظيم التيار.

• الفئة 15:2.70 فولت إلى 2.85 فولت
• الفئة 16:2.85 فولت إلى 3.00 فولت
• الفئة 17:3.00 فولت إلى 3.15 فولت

3.3 تصنيف إحداثيات اللونية

يتم تعريف اللون الأبيض النقي بواسطة إحداثيات اللونية (CIE x, y) على مخطط CIE لعام 1931. تحدد ورقة البيانات ست فئات (من 1 إلى 6)، تحدد كل منها منطقة رباعية على مخطط الألوان. يتم توفير إحداثيات زوايا كل فئة. التسامح لإحداثيات اللونية هو ±0.01. يضمن هذا التصنيف اتساق اللون عبر دفعات الإنتاج المختلفة.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

يأتي الـ LED في عبوة سطحية صغيرة جدًا. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك) حجم جسم يبلغ طوله حوالي 1.6 مم، وعرضه 0.8 مم، وارتفاعه 0.6 مم. يوضح رسم العبوة بوضوح علامة الكاثود للتوجيه الصحيح للقطبية أثناء التجميع.

4.2 تحديد القطبية

القطبية الصحيحة حاسمة لتشغيل الـ LED. تتميز العبوة بعلامة كاثود مميزة. يجب على المصممين محاذاة هذه العلامة مع وسادة الكاثود المقابلة في تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لضمان التوصيل الكهربائي الصحيح.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل واللحام المناسبان أمران بالغا الأهمية للحفاظ على أداء وموثوقية الـ LED.

5.1 ملف تعريف لحام الريفلو

المكون متوافق مع عمليات لحام الريفلو بالأشعة تحت الحمراء والطور البخاري. يتم توفير ملف تعريف ريفلو موصى به خالٍ من الرصاص:

• التسخين المسبق:150–200°C لمدة 60–120 ثانية.
• الوقت فوق نقطة الانصهار (217°C):60–150 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى:260°C كحد أقصى، يُحتفظ بها لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ.
• معدل التسخين:6°C/ثانية كحد أقصى.
• الوقت فوق 255°C:30 ثانية كحد أقصى.
• معدل التبريد:3°C/ثانية كحد أقصى.

مهم:يجب عدم إجراء لحام الريفلو أكثر من مرتين على نفس الـ LED.

5.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب توخي الحذر الشديد. يجب أن تكون درجة حرارة طرف مكواة اللحام أقل من 350°C، ويجب ألا تتجاوز مدة التلامس لكل طرف 3 ثوانٍ. يُوصى باستخدام مكواة منخفضة الطاقة (≤25 واط). اسمح بفاصل زمني لا يقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف لمنع التلف الحراري.

5.3 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مقاومة للرطوبة مع مجفف.

• لا تفتح الكيس المضاد للرطوبة حتى تصبح جاهزًا للاستخدام.
• بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%.
• "العمر الافتراضي" بعد الفتح هو 168 ساعة (7 أيام).
• إذا لم تُستخدم بعد هذه الفترة أو إذا تغير لون مؤشر المجفف، فإنه يلزم معالجة بالخبز عند 60±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المنتج على شريط ناقل بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم توفير أبعاد مفصلة لجيوب الشريط الناقل والبكرة في ورقة البيانات لضمان التوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية.

6.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات رئيسية للتتبع والتحقق:

• CPN:رقم منتج العميل
• P/N:رقم منتج الشركة المصنعة (مثال: 15-11/T1D-AQRHY/2T)
• QTY:كمية التعبئة
• CAT:رتبة شدة الإضاءة (مثال: Q, R)
• HUE:إحداثيات اللونية ورتبة الطول الموجي السائد (مثال: 1-6)
• REF:رتبة الجهد الأمامي (مثال: 15, 16, 17)
• LOT No:رقم دفعة التصنيع

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 تحديد التيار إلزامي

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. تؤكد ورقة البيانات بشدة على ضرورة استخدام مقاوم محدد للتياريجباستخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي مع الـ LED. يتراوح الجهد الأمامي (2.7-3.15 فولت)، ومعامل درجة حرارته السالب يعني أنه ينخفض مع ارتفاع حرارة الوصلة. بدون مقاوم، حتى زيادة صغيرة في جهد المصدر يمكن أن تسبب زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار الأمامي. الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر هو 10 مللي أمبير.

7.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن العبوة صغيرة، إلا أن الاهتمام بإدارة الحرارة لا يزال مهمًا. الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 40 مللي واط. يمكن أن يساعد ضمان مساحة كافية من النحاس على لوحة الدوائر المطبوعة حول وسائد الـ LED في تبديد الحرارة والحفاظ على درجات حرارة وصلة منخفضة، مما يعزز عمر أطول وإخراج ضوء مستقر.

7.3 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

على الرغم من أن الـ LED يحمل تصنيف ESD بقيمة 2000 فولت (نموذج جسم الإنسان)، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية للتفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع والتعامل لمنع التلف الكامن.

8. المقارنة الفنية والتمييز

يتميز LED 15-11 بشكل أساسي من خلال حجمه المصغر (1.6x0.8x0.6 مم)، وهو أصغر من العديد من عبوات LED الشائعة مثل 0603 أو 0402. زاوية رؤيته الواسعة البالغة 140 درجة تجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة بدلاً من شعاع مركز. يوفر نظام التصنيف الشامل للشدة والجهد واللون أداءً يمكن التنبؤ به للمصممين، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا بصريًا عبر وحدات متعددة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

9.1 ما قيمة المقاومة التي يجب استخدامها مع مصدر جهد 5 فولت؟

باستخدام قانون أوم (R = (V_المصدر- V_F) / I_F) ومراعاة أسوأ حالة لـ V_Fلضمان ألا يتجاوز التيار 10 مللي أمبير أبدًا: بالنسبة لـ V_المصدر=5 فولت وأقل V_F=2.7 فولت (الفئة 15)، استهدف I_F=8 مللي أمبير للهامش. R = (5 - 2.7) / 0.008 = 287.5 أوم. سيكون المقاوم القياسي 270 أوم أو 300 أوم مناسبًا. تحقق دائمًا من التيار باستخدام V_Fالفعلية لفئتك المحددة.

9.2 هل يمكن تشغيل هذا الـ LED بدون مقاوم باستخدام مصدر تيار ثابت؟

نعم، يعتبر مشغل التيار الثابت المضبوط على حد أقصى 10 مللي أمبير (مستمر) بديلاً ممتازًا للمقاوم التسلسلي ويوفر أداءً أكثر استقرارًا عبر تقلبات الجهد ودرجة الحرارة.

9.3 كيف يمكن تفسير رموز تصنيف اللونية (1-6)؟

تمثل رموز التصنيف (1-6) مناطق محددة على مخطط فضاء الألوان CIE 1931 المحددة بأربعة أزواج من الإحداثيات (x,y). تضمن هذه الفئات أن الضوء الأبيض المنبعث يقع ضمن نطاق لوني محكوم. بالنسبة لمعظم التطبيقات العامة، أي فئة ضمن النطاق المحدد مقبولة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مطابقة ألوان دقيقة (مثل الإضاءات الخلفية متعددة الـ LED)، فإن تحديد فئة واحدة أو فئات متجاورة أمر ضروري.

10. مثال عملي على الاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة لجهاز طبي محمول.

يتطلب الجهاز مصابيح LED بيضاء صغيرة وموثوقة ومتسقة اللون لإضاءة عدة مفاتيح غشائية خلفيًا والإشارة إلى الطاقة/الحالة. تم اختيار LED 15-11 لحجمه المصغر، مما يسمح بوضعه بشكل مكتنف على لوحة دوائر مطبوعة مزدحمة. يحدد المصمم الفئة R لسطوع أعلى والفئة 16 للجهد الأمامي لتبسيط حساب مقاوم تحديد التيار الواحد لجميع مصابيح LED المتوازية من خط جهد 3.3 فولت. يتم وضع مصابيح LED على تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وفقًا لرسم العبوة، مع ضمان محاذاة علامة الكاثود مع الوسادة المخصصة. تستخدم ورشة التجميع ملف تعريف الريفلو المقدم. يستفيد المنتج النهائي من واجهة نظيفة ومضاءة بشكل موحد مع استهلاك حد أدنى لمساحة اللوحة.

11. مبدأ التشغيل

هذا الـ LED هو جهاز فوتوني شبه موصل. يتم بناؤه باستخدام مادة شريحة InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد)، المعروفة بإنتاج الضوء في الطيف من الأزرق إلى الأخضر. لتحقيق الضوء الأبيض، يتم طلاء الشريحة براتنج منتشر مملوء بفوسفور أصفر. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل وصلة أشباه الموصلات InGaN، مما يبعث ضوءًا أزرق. ثم يحفز هذا الضوء الأزرق الفوسفور الأصفر، الذي يعيد إصدار ضوء أصفر. يُدرك العين البشرية مزيج الضوء الأزرق والأصفر على أنه ضوء أبيض. يساعد الراتنج المنتشر على تشتيت الضوء، مما يساهم في زاوية الرؤية الواسعة البالغة 140 درجة.

12. اتجاهات الصناعة والسياق

يمثل LED 15-11 الاتجاهات المستمرة في صناعة الإلكترونيات الضوئية نحو التصغير، وزيادة الكفاءة، وتعزيز الموثوقية. إن الانتقال إلى الامتثال للوائح اللحام الخالية من الرصاص والمواد الخالية من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون) يتماشى مع اللوائح البيئية العالمية مثل RoHS وREACH ومبادرات الخضراء المختلفة. أصبح دمج حماية ESD الأساسية (2000 فولت HBM) معيارًا حتى في المكونات ذات الإشارة الصغيرة لتحسين العائد والمتانة في بيئات التصنيع الآلية. تعكس أنظمة التصنيف التفصيلية تركيز الصناعة على توفير أداء يمكن التنبؤ به للتطبيقات عالية الحجم والحساسة للجودة، متجاوزة المكونات الوظيفية البسيطة إلى مصادر الضوء المصممة هندسيًا.