ورقة بيانات LED SMD 19-21/T1D-CPQTY/3T - 1.9x2.1 مم - 3.0 فولت كحد أقصى - 40 مللي واط - أبيض نقي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED SMD 19-21 هو جهاز مضغوط للتركيب السطحي، مصمم للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب وظيفة مؤشر أو إضاءة خلفية موثوقة. تكمن ميزته الأساسية في بصمته المادية المخفضة بشكل كبير مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الإطارات الرصاصية، مما يتيح كثافة تعبئة أعلى على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، وتقليل مساحة التخزين، والمساهمة في النهاية في تصغير حجم المعدات النهائية. البناء خفيف الوزن يجعله مثاليًا للتطبيقات المحمولة والمقيدة بالمساحة.

هذا المصباح من النوع أحادي اللون، يصدر ضوءًا أبيض نقيًا، ومصنوع من راتنج أصفر منتشر. وهو متوافق بالكامل مع المعايير البيئية والتصنيعية المعاصرة، حيث أنه خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع RoHS، ومتوافق مع EU REACH، وخالٍ من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون). يتم توريد المنتج على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي "pick-and-place" وعمليات اللحام القياسية بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو تجاوزها.

• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في حالة الانحياز العكسي يمكن أن يتسبب في انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (IF):10 مللي أمبير. الحد الأقصى للتيار المستمر المباشر الموصى به للتشغيل الموثوق.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):40 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز. يسمح هذا التصنيف بنبضات قصيرة من تيار أعلى، مفيدة في أنظمة التعدد، ولكن يجب إدارة تبديد الطاقة المتوسط.
• تبديد الطاقة (Pd):40 مللي واط. أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطية Ta=25°C، وتحسب كـ VF * IF.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) HBM:150 فولت. يشير تصنيف نموذج الجسم البشري هذا إلى مستوى متوسط من الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي؛ إجراءات التعامل السليمة ضرورية.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40°C إلى +85°C (التشغيل) و -40°C إلى +90°C (التخزين). يضمن هذا النطاق الواسع الوظيفة في البيئات القاسية.
• درجة حرارة اللحام:ذروة ملف إعادة التدفق عند 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ؛ اللحام اليدوي عند 350°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية عند Ta=25°C و IF=5mA، مما يوفر أداء الأساس.

• الشدة الضوئية (Iv):تتراوح من حد أدنى 45.0 mcd إلى حد أقصى 112.0 mcd، مع توفير قيمة نموذجية. ينطبق تسامح ±11%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):زاوية رؤية واسعة نموذجية تبلغ 110 درجة، وهي سمة مميزة لعبوة LED منتشرة.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 2.60V إلى 3.00V عند IF=5mA، مع تسامح ±0.05V. هذه المعلمة حاسمة لحساب مقاومة تحديد التيار.
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 50 ميكرو أمبير عند VR=5V. الجهاز غير مصمم للعمل في انحياز عكسي؛ هذا الاختبار هو فقط لتوصيف التسرب.

3. شرح نظام التقسيم إلى فئات

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات.

3.1 تقسيم الشدة الضوئية

يتم تعريف فئتين بناءً على الحد الأدنى للشدة الضوئية عند IF=5mA:

• رمز الفئة P:45 mcd (الحد الأدنى) إلى 72 mcd (الحد الأقصى).
• رمز الفئة Q:72 mcd (الحد الأدنى) إلى 112 mcd (الحد الأقصى).

3.2 تقسيم الجهد الأمامي

يتم تعريف أربع فئات للجهد الأمامي عند IF=5mA:

• رمز الفئة 28:2.6V إلى 2.7V
• رمز الفئة 29:2.7V إلى 2.8V
• رمز الفئة 30:2.8V إلى 2.9V
• رمز الفئة 31:2.9V إلى 3.0V

3.3 تقسيم إحداثيات اللونية

يتم التحكم في نقطة اللون الأبيض ضمن مناطق محددة على مخطط اللونية CIE 1931، محددة بأربع فئات رباعية (الرموز 1-4) مع تسامح ±0.01. تحدد الإحداثيات المقدمة زوايا كل فئة، مما يضمن وقوع الضوء الأبيض المنبعث ضمن نطاق لوني يمكن التنبؤ به.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص النموذجية نظرة ثاقبة على سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

• الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح العلاقة غير الخطية بين تيار القيادة وإخراج الضوء. تزداد الشدة مع التيار ولكن قد تشبع عند مستويات أعلى.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة حرارة المحيط:يوضح معامل درجة الحرارة السالب لإخراج الضوء. عادةً ما تنخفض الشدة الضوئية مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.
• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV):يوضح العلاقة الأسية، وهي حاسمة لفهم المقاومة الديناميكية والحاجة إلى تنظيم التيار.
• منحنى تخفيض التيار الأمامي:يحدد أقصى تيار أمامي مسموح به كدالة لدرجة حرارة المحيط لضمان عدم تجاوز تصنيف تبديد الطاقة (Pd).
• توزيع الطيف:يصور توزيع القدرة الطيفية للضوء الأبيض، عادةً ما يظهر ذروة LED زرقاء مدمجة مع انبعاث فوسفور أصفر أوسع.
• مخطط الإشعاع:رسم قطبي يصور التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية البالغة 110 درجة.

5. المعلومات الميكانيكية وعبوة التغليف

5.1 أبعاد العبوة

يحتوي LED على عبوة SMD مضغوطة بأبعاد اسمية. يتم تحديد القطب السالب بواسطة علامة محددة على جسم العبوة. جميع التسامحات غير المحددة هي ±0.1mm. يتم تعريف الطول والعرض والارتفاع الدقيقين في الرسم ذي الأبعاد.

5.2 تحديد القطبية

يتم توفير علامة واضحة للقطب السالب على العبوة لضمان الاتجاه الصحيح أثناء تجميع PCB. القطبية غير الصحيحة ستمنع إضاءة LED وقد تعرضه لإجهاد الجهد العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ظروف اللحام

يوصى بملف لحام بإعادة التدفق خالٍ من الرصاص: التسخين المسبق بين 150-200°C لمدة 60-120 ثانية، الوقت فوق 217°C (سائل) لمدة 60-150 ثانية، مع درجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. الحد الأقصى لمعدل التسخين هو 6°C/ثانية ومعدل التبريد 3°C/ثانية. لا ينبغي إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين. تجنب الإجهاد الميكانيكي على LED أثناء التسخين ولا تشوه PCB بعد اللحام.

6.2 احتياطات التخزين والتعامل

مصابيح LED حساسة للرطوبة (MSL). تشمل الاحتياطات الرئيسية:

• التخزين:لا تفتح الكيس المقاوم للرطوبة حتى تصبح جاهزًا للاستخدام. قم بتخزين الأكياس غير المفتوحة في مكان بارد وجاف.
• العمر الافتراضي بعد الفتح:بعد الفتح، استخدم خلال 168 ساعة (7 أيام) إذا تم التخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. وإلا، قم بإعادة الخبز عند 60±5°C لمدة 24 ساعة وإعادة التغليف.
• حماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):يتمتع الجهاز بتصنيف ESD HBM يبلغ 150 فولت، مما يستلزم استخدام محطات عمل وإجراءات تعامل آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي.
• تحديد التيار:مقاومة خارجية لتحديد التيار إلزامية. خاصية IV الأسية لـ LED تعني أن تغييرًا صغيرًا في الجهد يسبب تغييرًا كبيرًا في التيار، مما قد يؤدي إلى احتراق فوري دون تنظيم تيار مناسب.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم توريد المنتج في تغليف مقاوم للرطوبة يتكون من:

• الشريط الحامل:عرض 8 مم، محمل في...
• البكرة:قطر 7 بوصات. الكمية القياسية المحملة هي 3000 قطعة لكل بكرة.
• الكيس المقاوم للرطوبة:كيس ألومنيوم يحتوي على البكرة، مع مجفف وبطاقة مؤشر الرطوبة.

يتم توفير الأبعاد التفصيلية للبكرة والشريط الحامل مع تسامح قياسي ±0.1mm ما لم يُذكر خلاف ذلك.

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التغليف رموزًا للتتبع والمواصفات:

• CPN (رقم منتج العميل)
• P/N (رقم المنتج)
• QTY (كمية التعبئة)
• CAT (رتبة الشدة الضوئية، على سبيل المثال P أو Q)
• HUE (رتبة إحداثيات اللونية والطول الموجي السائد، على سبيل المثال 1-4)
• REF (رتبة الجهد الأمامي، على سبيل المثال 28-31)
• LOT No (رقم الدفعة للتتبع)

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:مثالي لمؤشرات لوحة القيادة، وإضاءة المفاتيح، والإضاءة الخلفية المسطحة للشاشات البلورية السائلة والرموز.
• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح في الهواتف وآلات الفاكس.
• التنبيه العام:أي تطبيق يتطلب مصدر ضوء أبيض مضغوط وموثوق.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت. احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (Vsupply - VF) / IF، حيث يجب اختيار VF من قيمة الفئة القصوى (على سبيل المثال 3.0V) لتصميم آمن.
• إدارة الحرارة:بينما الطاقة منخفضة، تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية في PCB أو فتحات حرارية إذا كان التشغيل عند درجات حرارة محيطية عالية أو بالقرب من التيار الأقصى، وفقًا لمنحنى التخفيض.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية البالغة 110 درجة والراتنج المنتشر نمط انبعاث واسع وناعم مناسب للمشاهدة المباشرة أو أدلة الضوء.

9. المقارنة والتمييز التقني

يكمن التمييز الأساسي لـ LED 19-21 في توازنه بين الحجم والأداء والموثوقية. مقارنة بمصابيح LED SMD الأكبر حجمًا (مثل 3528)، فإنه يوفر توفيرًا كبيرًا في المساحة. مقارنة بعبوات أصغر على مستوى الشريحة، فإنه أسهل في التعامل واللحام باستخدام عمليات SMT القياسية. يسمح هيكل التقسيم المحدد الخاص به للشدة والجهد واللونية بتصميم نظام أكثر إحكامًا واتساقًا أفضل في الإنتاج الضخم مقارنة بالبدائل غير المصنفة أو المصنفة بشكل فضفاض.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 لماذا تعتبر مقاومة تحديد التيار إلزامية؟

يتمتع جهد LED الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب وتباين في الإنتاج (الفئات 28-31). سيؤدي توصيل مصدر جهد ثابت مباشرة إلى تدفق تيار غير منضبط، مما يتجاوز بسرعة الحد الأقصى المطلق البالغ 10mA ويدمر الجهاز. توفر المقاومة على التوالي طريقة خطية بسيطة لتنظيم التيار.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 5 فولت؟

نعم، لكن مقاومة على التوالي ضرورية. على سبيل المثال، استهداف IF=5mA مع أسوأ حالة VF وهي 3.0V: R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 أوم. ستكون مقاومة قياسية 390 أو 430 أوم مناسبة. تحقق دائمًا من التيار الفعلي تحت ظروف التشغيل.

10.3 ماذا يعني العمر الافتراضي البالغ 168 ساعة بعد الفتح؟

هذا هو أقصى وقت يمكن أن يتعرض فيه LED لظروف المصنع المحيطة (≤30°C / 60% رطوبة نسبية) بعد فتح الكيس المقاوم للرطوبة قبل أن يتسبب امتصاص الرطوبة في حدوث تلف (\"انفجار مثل الفشار\") أثناء لحام إعادة التدفق. إذا تم تجاوز هذا الوقت، يلزم خبز لمدة 24 ساعة عند 60°C لإزالة الرطوبة.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم لوحة مؤشر حالة ذات سطوع موحد.لضمان الاتساق البصري عبر مصابيح LED متعددة على لوحة، حدد متطلبات تقسيم أكثر إحكامًا عند الطلب. على سبيل المثال، اطلب جميع مصابيح LED من الفئة Q (شدة أعلى) والفئة 29 (VF 2.7-2.8V). سيؤدي استخدام محرك تيار ثابت مضبوط على 5mA بدلاً من مصدر جهد + مقاومات إلى تقليل الاختلافات في السطوع الناتجة عن الاختلافات الصغيرة في الجهد الأمامي عبر الدفعة، مما يؤدي إلى مظهر موحد تمامًا.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. النواة هي شريحة أشباه موصلات، عادةً ما تكون مصنوعة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، والتي تصدر ضوءًا أزرق عند الانحياز الأمامي (تتحد الإلكترونات والثقوب في وصلة PN). يحفز هذا الضوء الأزرق طلاء فوسفور أصفر (يتريوم ألومنيوم غارنت، YAG:Ce) داخل العبوة. يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والانبعاث الأصفر واسع الطيف من الفوسفور إلى إدراك العين البشرية للضوء الأبيض. يساعد الراتنج الأصفر المنتشر على تشتيت الضوء، مما يخلق زاوية رؤية واسعة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر اتجاه مصابيح LED المؤشر SMD نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، وتحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) لمصابيح LED البيضاء، وحتى أحجام عبوات أصغر مع الحفاظ على الأداء الحراري أو تحسينه. هناك أيضًا تركيز على تعزيز الموثوقية والعمر الطويل تحت تيارات قيادة أعلى ودرجات حرارة تشغيل أعلى. يعكس توحيد التقسيم وتوفير البيانات التقنية التفصيلية، كما هو موضح في ورقة البيانات هذه، تحرك الصناعة نحو مكونات أكثر قابلية للتنبؤ وملاءمة للتصميم للتصنيع الآلي الضخم.