ورقة بيانات LED SMD 17-21/T1D-CP2R1TY/3T - أبيض نقي - 2.6-3.0 فولت - 40 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED SMD 17-21 هو جهاز مدمج للتركيب السطحي، مصمم للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. تكمن ميزته الأساسية في تقليل بصمته بشكل كبير مقارنة بمكونات الإطار الرصاصي التقليدية، مما يتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر، وزيادة كثافة تجميع المكونات، والمساهمة في النهاية في تصغير حجم المعدات النهائية. الجهاز خفيف الوزن، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تكون فيها المساحة والوزن قيودًا حرجة.

هذا المصباح من النوع أحادي اللون، يصدر ضوءًا أبيض نقيًا، وهو مصنوع من راتنج أصفر منتشر. وهو متوافق مع معايير السلامة والبيئة الرئيسية، بما في ذلك كونه خاليًا من الرصاص، ومتوافقًا مع RoHS، ومتوافقًا مع EU REACH، وخاليًا من الهالوجين (مع البروم <900 جزء في المليون، والكلور <900 جزء في المليون، و Br+Cl < 1500 جزء في المليون). يتم توريد المنتج في شريط قياسي صناعي 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات، مما يضمن التوافق مع معدات التجميع الآلي "Pick-and-Place" وعمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري القياسية.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• الجهد العكسي (V_R): 5V. ملاحظة حرجة:يتم تعريف هذه المعلمة لظروف اختبار الأشعة تحت الحمراء (IR) فقط. لم يتم تصميم LED للتشغيل تحت انحياز عكسي.
• التيار الأمامي (I_F):10 مللي أمبير (مستمر).
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):100 مللي أمبير، مسموح به فقط تحت ظروف النبض مع دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز.
• تبديد الطاقة (P_d):40 ميغاواط. هذه هي أقصى طاقة مسموح بها يمكن للعبوة تبديدها كحرارة.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):150 فولت. الاحتياطات ضد الكهرباء الساكنة ضرورية أثناء التعامل.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +90°C.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):لحام بإعادة التدفق: 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. اللحام اليدوي: 350°C لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة (T_a) تبلغ 25°C وتحدد الأداء النموذجي للجهاز.

• شدة الإضاءة (I_v):تتراوح من حد أدنى 57.0 mcd إلى حد أقصى 140.0 mcd عند تيار أمامي (I_F) بقيمة 5 مللي أمبير. زاوية المشاهدة النموذجية (2θ_1/2) هي 150 درجة.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 2.6 فولت إلى 3.0 فولت عند I_F= 5 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت (شرط اختبار فقط).

تفاوتات مهمة:شدة الإضاءة لها تفاوت ±11%، والجهد الأمامي له تفاوت ±0.05 فولت عن قيم مركز التصنيف.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان أداء متسق في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى أربع مجموعات (P2, Q1, Q2, R1) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند I_F= 5 مللي أمبير.

• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Q2:90.0 - 112.0 mcd
• R1:112.0 - 140.0 mcd

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب الجهد الأمامي عند I_F= 5 مللي أمبير إلى أربع رموز (28, 29, 30, 31).

• 28:2.6 - 2.7 فولت
• 29:2.7 - 2.8 فولت
• 30:2.8 - 2.9 فولت
• 31:2.9 - 3.0 فولت

3.3 تصنيف إحداثيات اللونية

يتم التحكم في اتساق اللون عن طريق التصنيف بناءً على إحداثيات اللونية CIE 1931 (x, y) مع تفاوت ±0.01. تحدد ورقة البيانات أربع مجموعات محددة (1, 2, 3, 4)، تحدد كل منها منطقة رباعية على مخطط CIE لضمان وقوع الضوء الأبيض المنبعث ضمن مساحة لونية مضبوطة بدقة.

4. تحليل منحنى الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. هذه المنحنيات حاسمة لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة.

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة الأسية. زيادة صغيرة في الجهد بعد نقطة الركبة تسبب زيادة كبيرة في التيار، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى دائرة تحديد التيار.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل قبل التشبع المحتمل أو انخفاض الكفاءة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح معامل درجة الحرارة السالب لخرج الضوء. تنخفض شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو اعتبار بالغ الأهمية للتطبيقات عالية الموثوقية أو ذات درجات الحرارة العالية.
• منحنى تخفيض التيار الأمامي:يحدد أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. مع زيادة درجة الحرارة، يجب تقليل التيار الأقصى للبقاء ضمن حدود تبديد الطاقة ومنع ارتفاع درجة الحرارة.
• نمط الإشعاع:رسم قطبي يوضح التوزيع الزاوي لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 150 درجة.
• توزيع الطيف:رسم بياني يوضح الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، ويصف المحتوى الطيفي للضوء \"الأبيض النقي\" المنبعث.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع LED ببصمة SMD مدمجة. يحدد الرسم الأبعاد الرئيسية بما في ذلك طول الجسم، والعرض، والارتفاع، بالإضافة إلى تخطيط وسادات اللحام والتباعد. يتم الإشارة بوضوح إلى علامة الكاثود على العبوة للتوجيه الصحيح للقطبية أثناء التجميع. جميع التفاوتات غير المحددة هي ±0.1 مم.

5.2 البكرة، الشريط، والتعبئة الحساسة للرطوبة

يتم توريد الجهاز بتنسيق تعبئة مقاوم للرطوبة. تشمل العناصر الرئيسية:

• الشريط الحامل:يحمل المكونات. يتم توفير أبعاد حجم الجيب، والخطوة، وعرض الشريط. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة.
• أبعاد البكرة:مواصفات بكرة القطر 7 بوصات، بما في ذلك قطر المحور، وقطر الحافة، والعرض.
• كيس حاجز الرطوبة (MBB):يتم ختم البكرة داخل كيس ألومنيوم مقاوم للرطوبة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة لحماية مصابيح LED من الرطوبة المحيطة، التي تكون حساسة لها.
• شرح الملصق:يتضمن ملصق التعبئة رموزًا لرقم الجزء (P/N)، والكمية (QTY)، والمجموعات المحددة لشدة الإضاءة (CAT)، واللونية (HUE)، والجهد الأمامي (REF).

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 احتياطات حرجة

• الحماية من التيار الزائد:مقاوم تحديد تيار خارجي هوإلزامي. تعني خاصية I-V الأسية لـ LED أن زيادة طفيفة في الجهد يمكن أن تؤدي إلى زيادة مدمرة في التيار.
• التخزين:الكيس حساس للرطوبة (MSL). لا تفتحه حتى تكون جاهزًا للاستخدام. بعد الفتح، استخدم خلال 168 ساعة (7 أيام) في بيئة ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب إعادة ختم الأجزاء غير المستخدمة. إذا تم تجاوز وقت التعرض أو أشار المجفف إلى الرطوبة، يلزم تجفيف عند 60 ±5°C لمدة 24 ساعة قبل إعادة التدفق.
• اللحام:اتبع ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص (ذروة 260°C). لا ينبغي إجراء إعادة التدفق أكثر من مرتين. تجنب الإجهاد الميكانيكي على LED أثناء التسخين ولا تشوه PCB بعد اللحام.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

مصباح LED SMD 17-21 متعدد الاستخدامات ومناسب لوظائف الإشارة والإضاءة الخلفية منخفضة الطاقة المختلفة.

• داخلية السيارة:إضاءة خلفية لأدوات لوحة القيادة، والمفاتيح، وألواح التحكم.
• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة وإضاءة خلفية لوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:إضاءة خلفية مسطحة للشاشات LCD الصغيرة، وإضاءة المفاتيح، وإضاءة الرموز.
• إشارة للأغراض العامة:أي تطبيق يتطلب مؤشرًا أبيض مضيئًا وموثوقًا ومدمجًا.

7.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو سائق تيار ثابت مضبوطًا على ≤10 مللي أمبير تيار مستمر. احسب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد (V_cc)، ومجموعة الجهد الأمامي لـ LED (V_F)، والتيار المطلوب (I_F): R = (V_cc- V_F) / I_F.
• إدارة الحرارة:على الرغم من انخفاض الطاقة، تأكد من وجود نحاس PCB كافٍ أو تخفيف حراري إذا كان التشغيل قريبًا من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية. راجع منحنى التخفيض.
• التصميم البصري:توفر زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 150 درجة وضوحًا جيدًا خارج المحور. للضوء المركز، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسة).
• حماية ESD:نفذ إجراءات التعامل مع ESD القياسية أثناء التجميع، لأن الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم LED 17-21 مزايا مميزة في فئته:

• الحجم مقابل النظائر ذات الأطراف:ميزته الأساسية هي التقليل الشديد في مساحة اللوحة مقارنة بمصابيح LED ذات الثقوب (مثل مصابيح LED 3 مم أو 5 مم)، مما يتيح تصميمات حديثة ومصغرة.
• التوافق:التوافق الكامل مع خطوط التجميع الآلي SMT يقلل من تكلفة التصنيع ويحسن الموثوقية مقارنة بالإدخال اليدوي.
• الامتثال البيئي:كونه خاليًا من الرصاص، وخاليًا من الهالوجين، ومتوافقًا مع RoHS/REACH يلبي متطلبات تنظيمية عالمية صارمة، وهو ما قد لا ينطبق على جميع مكونات LED القديمة أو العامة.
• التصنيف:يسمح التصنيف التفصيلي للشدة، والجهد، واللونية بمطابقة لون وسطوع أكثر دقة في التطبيقات التي تتطلب اتساقًا عبر مصابيح LED متعددة، وهو عامل تمييز رئيسي عن الأجزاء غير المصنفة أو المصنفة بشكل فضفاض.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر منطقي 3.3 فولت أو 5 فولت؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاوم تحديد تيار على التوالي. بدونه، يكون الجهد الأمامي ~2.8 فولت فقط، لذا فإن توصيل 3.3 فولت مباشرة سيسبب تيارًا مفرطًا، مما قد يدمر LED على الفور.

س: لماذا يكون تصنيف الجهد العكسي 5 فولت فقط، وماذا يعني \"لاختبار IR فقط\"؟

ج: هذا LED، مثل معظم المصابيح، هو ثنائي بجهد انهيار عكسي صغير. تصنيف 5 فولت هو أقصى ما يمكنه تحمله أثناء اختبار مراقبة الجودة دون تلف. إنهليسمصممًا للتشغيل تحت انحياز عكسي في دائرة. تأكد دائمًا من القطبية الصحيحة.

س: كيف أفسر مجموعات شدة الإضاءة (P2, Q1, إلخ)؟

ج: تسمح لك هذه الرموز باختيار مصابيح LED بسطوع أدنى مضمون لتصميمك. على سبيل المثال، تحديد مجموعة R1 يضمن أن كل LED سيكون بين 112 و 140 mcd عند 5 مللي أمبير، مما يوفر أداءً يمكن التنبؤ به.

س: تعليمات التخزين تبدو صارمة. ماذا يحدث إذا تجاوزت عمر الأرضية البالغ 7 أيام؟

ج: يمكن لمصابيح LED SMD امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء لحام إعادة التدفق، يمكن لهذه الرطوبة المحبوسة أن تتبخر بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو \"انفجارًا\"، مما يتسبب في تشقق العبوة وتدمير الجهاز. يزيل التجفيف هذه الرطوبة، ويعيد حالة آمنة لإعادة التدفق.

10. حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم لوحة مؤشر حالة بـ 10 مصابيح LED بيضاء تعمل من خط 5 فولت. اتساق السطوع مهم.

خطوات التصميم:

1. اختر المجموعة:اختر مصابيح LED من نفس مجموعة شدة الإضاءة (مثل Q2: 90-112 mcd) ومجموعة اللونية لضمان اتساق بصري.
2. احسب مقاوم تحديد التيار:استخدم أسوأ حالة V_Fمن المجموعة. للمجموعة 30 (2.8-2.9 فولت)، استخدم V_F(max)= 2.9 فولت لتصميم متحفظ. استهدف I_F= 8 مللي أمبير (أقل من الحد الأقصى 10 مللي أمبير للهامش).
   
   R = (5V - 2.9V) / 0.008A = 262.5 Ω. اختر القيمة القياسية الأقرب، 270 Ω.
   
   أعد حساب التيار الفعلي: I_F= (5V - 2.8V) / 270 Ω ≈ 8.15 مللي أمبير (باستخدام V_F(min)). هذا آمن وداخل شرط اختبار المجموعة البالغ 5 مللي أمبير.
3. التخطيط:ضع مصابيح LED على PCB مع القطبية الصحيحة (علامة الكاثود). تأكد من أن وسادات PCB تتطابق مع نمط الأرضية الموصى به من رسم الأبعاد لتجنب ظاهرة \"القبر\" أو وصلات اللحام الرديئة.
4. التجميع:اتبع إجراءات التعامل مع الرطوبة. برمج فرن إعادة التدفق على ملف التعريف الخالي من الرصاص الموصى به بذروة 260°C.
5. النتيجة:لوحة مؤشر موثوقة وموحدة السطوع مع تيار مضبوط وتجميع حراري/ميكانيكي سليم.

11. مبدأ التشغيل

LED 17-21 هو مصدر ضوء صلب يعتمد على شريحة أشباه موصلات. المادة الأساسية هي نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، القادر على إصدار ضوء في طيف الأزرق/فوق البنفسجي. لإنتاج ضوء أبيض، يتم تغطية الشريحة بطبقة فوسفور صفراء (موجودة داخل عبوة الراتنج الأصفر المنتشر). عندما تصدر الشريحة ضوءًا أزرق، يتم امتصاص جزء منه بواسطة الفوسفور وإعادة إصداره كضوء أصفر. يدرك العين البشرية مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول على أنه أبيض. تُعرف هذه التقنية باسم LED الأبيض المحول بالفوسفور.

12. اتجاهات التكنولوجيا

يمثل عامل الشكل 17-21 مرحلة ناضجة في تطوير LED SMD. تشمل اتجاهات الصناعة الحالية ذات الصلة بمثل هذه المكونات:

• زيادة الكفاءة:التحسينات المستمرة في تقنية شريحة InGaN وصيغ الفوسفور تؤدي إلى كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من خرج الضوء لكل واط كهربائي)، مما يسمح بقيادة تيار أقل أو خرج أكثر سطوعًا من نفس العبوة.
• جودة اللون:تركز التطورات على تحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) وتحقيق نقاط لون أكثر دقة واتساقًا (مجموعات لونية أصغر) لتطبيقات العرض والإضاءة عالية الجودة.
• التصغير:بينما يعتبر 17-21 صغيرًا بالفعل، فإن السعي نحو إلكترونيات استهلاكية أصغر حجمًا يستمر في دفع عجلة عبوات LED أكثر إحكاما (مثل أحجام 0402، 0202 متري) مع الحفاظ على الأداء أو تحسينه.
• التكامل:اتجاه نحو دمج رقائق LED متعددة، ومقاومات تحديد التيار، أو حتى دوائر تحكم IC في وحدة عبوة واحدة لتبسيط تصميم الدوائر وتوفير مساحة اللوحة.