ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء SMD عاكس 67-22/R6BHC-B07/2T - عبوة P-LCC-4 - أحمر/أزرق - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تشرح هذه الوثيقة المواصفات التقنية للمصباح 67-22/R6BHC-B07/2T، وهو ثنائي باعث للضوء من نوع SMD (جهاز مثبت على السطح) يتميز بعاكس مدمج داخل عبوة P-LCC-4. تم تصميم هذا المكون لتقديم إخراج سطوع عالي مع زاوية مشاهدة واسعة، مما يجعله الخيار الأمثل للتطبيقات التي تتطلب مؤشرات بصرية واضحة أو إضاءة خلفية موحدة. يتوفر المنتج في نوعين مختلفين من الرقائق: R6 (أحمر لامع) و BH (أزرق)، وكلاهما مغلف بنافذة راتنجية شفافة عديمة اللون. يتضمن تصميمه عاكسًا داخليًا لتعزيز كفاءة إخراج الضوء وتوجيهه.

تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح LED توافقه مع معدات التثبيت الآلي (Pick-and-Place)، وملاءمته لعمليات لحام إعادة التدفق بالطور البخاري، وتوفيره على شكل شريط وبكرة (Tape and Reel) للإنتاج بكميات كبيرة. إنه مكون خالٍ من الرصاص ويتوافق مع اللوائح البيئية ذات الصلة. الأسواق المستهدفة الرئيسية هي الاتصالات، والإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات التحكم الصناعية، حيث يعمل كمؤشر موثوق، أو إضاءة خلفية للشاشات البلورية السائلة والمفاتيح، أو كمصدر ضوء لتجميعات أنابيب الضوء.

2. تحليل المعاملات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد الحدود التشغيلية للجهاز تحت ظروف بيئية محددة (درجة حرارة المحيط = 25 درجة مئوية). قد يتسبب تجاوز هذه التقييمات في تلف دائم.

• الجهد العكسي (VR):5 فولت كحد أقصى. هذه معلمة حرجة لحماية الدائرة؛ تطبيق انحياز عكسي يتجاوز هذه القيمة يمكن أن يتلف وصلة المصباح LED.
• تيار التشغيل الأمامي (IF):يختلف تصنيف تيار التشغيل الأمامي المستمر DC بين الرقائق: 50 مللي أمبير لـ R6 (أحمر) و 25 مللي أمبير لـ BH (أزرق). حالة التشغيل النموذجية المحددة في ورقة البيانات هي 20 مللي أمبير.
• تيار التشغيل الأمامي الذروة (IFP):100 مللي أمبير لكلا الرقائق، قابل للتطبيق في التشغيل النبضي تحت دورات عمل محددة.
• تبديد الطاقة (Pd):120 ملي واط لـ R6 و 95 ملي واط لـ BH. هذه المعلمة، جنبًا إلى جنب مع المقاومة الحرارية (ضمنيًا)، تحدد أقصى طاقة مسموح بها تحت ظروف حرارية معينة.
• نطاقات درجة الحرارة:درجة حرارة التشغيل (Topr) من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية؛ درجة حرارة التخزين (Tstg) من -40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:يمكن للمكون تحمل لحام إعادة التدفق بدرجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ، أو اللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة تصل إلى 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس مقاييس الأداء الرئيسية عند درجة حرارة محيط = 25 درجة مئوية و تيار تشغيل أمامي = 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 90 ملي كانديلا إلى حد أقصى 225 ملي كانديلا لكل من رقائق R6 و BH. تقع القيمة النموذجية ضمن نطاق التصنيف هذا.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):العرض الكامل عند نصف شدة الإضاءة القصوى هو عادة 120 درجة، مما يوفر نمط إشعاع واسعًا جدًا مثاليًا للإضاءة ذات المساحة الواسعة.
• الطول الموجي:
  • R6 (أحمر):الطول الموجي القمة (λp) هو عادة 632 نانومتر. يتراوح الطول الموجي السائد (λd) من 621 نانومتر إلى 631 نانومتر.
  • BH (أزرق):الطول الموجي القمة (λp) هو عادة 468 نانومتر. يتراوح الطول الموجي السائد (λd) من 466.5 نانومتر إلى 471.5 نانومتر.
• عرض نطاق إشعاع الطيف (Δλ):حوالي 20 نانومتر لـ R6 و 25 نانومتر لـ BH، مما يحدد نقاء الطيف للضوء المنبعث.
• جهد التشغيل الأمامي (VF):
  • R6 (أحمر):يتراوح من 1.75 فولت إلى 2.35 فولت عند 20 مللي أمبير.
  • BH (أزرق):يتراوح من 2.9 فولت إلى 3.7 فولت عند 20 مللي أمبير. هذا الجهد الأمامي الأعلى هو سمة مميزة لمصابيح LED الزرقاء القائمة على InGaN.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق انحياز عكسي بقيمة 5 فولت.

ملاحظة على التسامحات:تحدد ورقة البيانات تسامحات التصنيع: شدة الإضاءة (±11%)، الطول الموجي السائد (±1 نانومتر)، وجهد التشغيل الأمامي (±0.1 فولت). هذه التسامحات مهمة لتحقيق اتساق التصميم.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على معاملات رئيسية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تجميع كل من رقائق R6 و BH في أربع مجموعات شدة (Q2, R1, R2, S1) عند القياس عند تيار تشغيل أمامي = 20 مللي أمبير. تحدد المجموعات القيم الدنيا والقصوى، مما يسمح للمصممين باختيار درجة السطوع المناسبة لتطبيقهم، من المستوى القياسي (Q2: 90-112 ملي كانديلا) إلى السطوع العالي (S1: 180-225 ملي كانديلا).

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

لرقاقة R6 (أحمر)، يتم تصنيف الطول الموجي السائد إلى رمزين: FF1 (621-626 نانومتر) و FF2 (626-631 نانومتر). هذا يسمح باختيار درجة محددة من اللون الأحمر. لرقاقة BH (أزرق)، هناك نطاق محدد واحد وأضيق (466.5-471.5 نانومتر)، مما يشير إلى اتساق أعلى في إخراج الطول الموجي الأزرق.

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم أيضًا تصنيف جهد التشغيل الأمامي للمساعدة في تصميم الدائرة، خاصة لحساب مقاومة تحديد التيار وتصميم مصدر الطاقة.

• R6 (أحمر):المجموعات 0 (1.75-1.95 فولت)، 1 (1.95-2.15 فولت)، و 2 (2.15-2.35 فولت).
• BH (أزرق):المجموعات 11 (2.90-3.10 فولت)، 12 (3.10-3.30 فولت)، 13 (3.30-3.50 فولت)، و 14 (3.50-3.70 فولت).

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص لكل من نوعي R6 و BH، مما يوفر رؤية أعمق للأداء تحت ظروف مختلفة.

4.1 شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار التشغيل الأمامي

يظهر هذا المنحنى علاقة شبه خطية بين تيار التشغيل الأمامي وإخراج الضوء حتى التيار المقنن. يؤكد أن 20 مللي أمبير هي نقطة تشغيل قياسية تقع جيدًا داخل المنطقة الخطية لكلا اللونين. تشغيل المصباح LED بتيارات أعلى يزيد الإخراج ولكنه يزيد أيضًا من درجة حرارة الوصلة ويسرع من تدهور التدفق الضوئي.

4.2 منحنى تخفيض تيار التشغيل الأمامي

هذا الرسم البياني حاسم لإدارة الحرارة. يوضح أقصى تيار تشغيل أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة حرارة المحيط (Ta). مع زيادة درجة حرارة المحيط، ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار بشكل خطي. للتشغيل الموثوق في درجات حرارة محيط عالية (مثل +85 درجة مئوية)، يجب تخفيض تيار التشغيل الأمامي بشكل كبير عن تصنيفه عند 25 درجة مئوية.

4.3 توزيع الطيف

تُظهر الرسوم البيانية الطيفية القدرة الإشعاعية الطبيعية مقابل الطول الموجي. يركز منحنى R6 حول 632 نانومتر بعرض نطاق نموذجي، بينما يركز منحنى BH حول 468 نانومتر. هذه الرسوم مفيدة للتطبيقات الحساسة لمحتوى طيفي محدد.

4.4 جهد التشغيل الأمامي مقابل تيار التشغيل الأمامي

يوضح منحنى الخصائص IV هذا العلاقة الأسية النموذجية للثنائيات. يزداد الجهد لوغاريتميًا مع التيار. يساعد المنحنى في فهم المقاومة الديناميكية للمصباح LED وهو ضروري لتصميم دوائر تشغيل فعالة.

4.5 مخطط الإشعاع

يمثل الرسم البياني القطبي زاوية المشاهدة النموذجية البالغة 120 درجة بشكل مرئي. يتم تسوية الشدة إلى القيمة القصوى (على المحور). يُظهر الرسم البياني توزيعًا يشبه لامبرتيان، وهو شائع لمصابيح LED ذات عدسة منتشرة أو عاكس، مما يوفر إضاءة واسعة ومتساوية.

5. المعلومات الميكانيكية وخصائص العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتم وضع المصباح LED داخل عبوة P-LCC-4 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي، 4 أطراف). يحدد الرسم التفصيلي ذو الأبعاد الحجم الكلي، وتباعد الأطراف، وتفاصيل التجويف. تشمل الأبعاد الرئيسية البصمة، وهي حرجة لتصميم وسادات PCB. تتضمن العبوة كأس عاكس مدمج يحيط برقاقة المصباح LED، والذي يعمل على توازي الضوء وزيادة شدة الإضاءة الأمامية. يتم تحديد الأنود والكاثود بوضوح على مخطط العبوة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق (Reflow)

يتم توفير ملف تعريف درجة حرارة لحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص. تشمل المراحل الرئيسية:

• التسخين المسبق:150-200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية، مع معدل ارتفاع أقصى 3 درجات مئوية/ثانية.
• إعادة التدفق (فوق نقطة الانصهار):يجب أن يكون الوقت فوق 217 درجة مئوية من 60 إلى 150 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260 درجة مئوية، ويجب ألا يزيد الوقت ضمن 5 درجات مئوية من القمة عن 10 ثوانٍ كحد أقصى.
• التبريد:أقصى معدل تبريد 6 درجات مئوية/ثانية.

ملاحظة حرجة:يجب ألا يتم إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين لمنع تلف الإجهاد الحراري للعبوة ووصلات الأسلاك.

6.2 احتياطات التخزين والتعامل

• الحساسية للرطوبة:يتم تعبئة المكون في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف. يجب عدم فتح الكيس حتى تكون الأجزاء جاهزة للاستخدام. العمر الافتراضي بعد الفتح هو 168 ساعة في ظروف ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية.
• التجفيف (Baking):إذا تم تجاوز وقت التخزين أو تغير مؤشر المجفف، فإنه يلزم معالجة تجفيف عند 60 ±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل إعادة التدفق لمنع ظاهرة "الفشار" (تشقق العبوة بسبب ضغط البخار).
• حماية التيار:مقاومة تحديد التيار الخارجية إلزامية. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار؛ يمكن أن يتسبب تغيير صغير في جهد التشغيل الأمامي في تغيير كبير في التيار، مما قد يؤدي إلى فشل فوري.
• الإجهاد الميكانيكي:تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على جسم المصباح LED أثناء عملية اللحام.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة (Tape and Reel)

يتم توريد المنتج على شريط حامل بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات قياسية. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يتم توفير رسومات تفصيلية لأبعاد جيب الشريط الحامل وأبعاد البكرة لضمان التوافق مع مغذيات معدات التجميع الآلي.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق البكرة على عدة رموز:

• P/N:رقم جزء الشركة المصنعة (67-22/R6BHC-B07/2T).
• QTY:كمية الأجزاء على البكرة.
• CAT, HUE, REF:رموز تتوافق مع مجموعة شدة الإضاءة، ومجموعة الطول الموجي السائد، ومجموعة جهد التشغيل الأمامي، على التوالي.
• LOT No:رقم الدفعة القابل للتتبع.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• معدات الاتصالات:مؤشرات الحالة على أجهزة التوجيه، والمودمات، والهواتف، وآلات الفاكس.
• الإضاءة الخلفية للشاشات البلورية السائلة:إضاءة خلفية مضاءة من الحافة أو مباشرة للشاشات البلورية السغيرة أحادية اللون أو الملونة في الأجهزة، والأدوات، والأجهزة المحمولة.
• إضاءة المفاتيح والرموز:إضاءة خلفية لمفاتيح الغشاء، ولوحات المفاتيح، ورموز اللوحة.
• تطبيقات أنابيب الضوء:العمل كمصدر ضوء لموجهات الضوء الأكريليكية أو البولي كربونات التي تنقل الضوء من لوحة الدوائر المطبوعة إلى اللوحة الأمامية أو الشاشة.
• مؤشرات الحالة العامة:مؤشرات الطاقة، والنشاط، والإنذار، أو الوضع في مجموعة واسعة من المنتجات الإلكترونية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي. احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (جهد المصدر - Vf) / If، حيث يجب اختيار Vf من القيمة القصوى للمجموعة (مثل 2.35 فولت لـ R6، 3.7 فولت لـ BH) لتصميم محافظ يضمن ألا يتجاوز التيار 20 مللي أمبير أبدًا حتى مع تسامحات جهد المصدر وتغير Vf.
• إدارة الحرارة:للتشغيل المستمر في درجات حرارة محيط عالية أو بالقرب من أقصى تيار، ضع في اعتبارك تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة. استخدم مساحات نحاسية كافية متصلة بوسادة الحرارة الخاصة بالمصباح LED (إن وجدت) أو أطراف الكاثود لتعمل كمشتت حراري.
• التصميم البصري:قد تتطلب زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة موجات ضوئية، أو موزعات، أو عدسات لتشكيل الحزمة لتطبيقات محددة. يوفر العاكس المدمج شدة أمامية جيدة ولكن قد لا يكون مناسبًا لمتطلبات الحزمة الضيقة للغاية.
• حماية التفريغ الكهروستاتيكي:على الرغم من عدم تصنيفه صراحةً للتفريغ الكهروستاتيكي، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية للتفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع لمنع تلف كامن لوصلة أشباه الموصلات.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED القياسية من نوع SMD بدون عاكس مدمج، يقدم هذا المكون شدة إضاءة أمامية أعلى بكثير لنفس تيار التشغيل بسبب تأثير جمع الضوء لكأس العاكس. توفر عبوة P-LCC-4 هيكلًا ميكانيكيًا أكثر متانة من عبوات مقياس الرقاقة، وغالبًا ما توفر أداءً حراريًا أفضل عبر أطرافها. يتيح توفر معلومات تصنيف مفصلة للشدة، والطول الموجي، والجهد تصميم نظام أكثر دقة واتساقًا أفضل للمنتج النهائي مقارنة بمصابيح LED غير المصنفة أو المصنفة على نطاق واسع. يجمع المنتج بين زاوية مشاهدة واسعة وشدة جيدة، مما يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات حيث تكون هناك حاجة إلى الرؤية من زوايا خارج المحور وأداء ساطع على المحور.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعاملات التقنية)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λp) هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λd) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق بشكل أقرب مع اللون الملحوظ لضوء المصباح LED. لأغراض التصميم، خاصة في التطبيقات الحساسة للون، يكون الطول الموجي السائد وتصنيفه أكثر صلة.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED بتيار 30 مللي أمبير بدلاً من 20 مللي أمبير؟

بينما يكون التقييم الأقصى المطلق لتيار التشغيل الأمامي المستمر هو 50 مللي أمبير (R6) أو 25 مللي أمبير (BH)، يتم تحديد الخصائص الكهروضوئية عند 20 مللي أمبير. التشغيل بتيار 30 مللي أمبير سينتج المزيد من الضوء ولكنه سيزيد أيضًا من تبديد الطاقة، ودرجة حرارة الوصلة، وقد يسرع من تدهور التدفق الضوئي. من الضروري الرجوع إلى منحنى التخفيض والتأكد من بقاء درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود الآمنة. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل، يوصى بالالتزام بحالة 20 مللي أمبير النموذجية.

10.3 لماذا جهد التشغيل الأمامي للمصباح الأزرق أعلى من الأحمر؟

هذا يرجع إلى مواد أشباه الموصلات الأساسية. يستخدم المصباح الأحمر R6 مادة AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم)، والتي لها فجوة نطاق طاقة أقل. يستخدم المصباح الأزرق BH مادة InGaN (نتريد الإنديوم الغاليوم)، والتي لها فجوة نطاق أوسع. تتطلب فجوة النطاق الأوسع طاقة أكبر للإلكترونات للعبور، مما يترجم إلى جهد تشغيل أمامي أعلى لنفس التيار.

10.4 كيف أفسر رموز التصنيف (Bin Codes) عند الطلب؟

عند تقديم الطلب، يمكنك تحديد رموز التصنيف المطلوبة لـ CAT (الشدة)، و HUE (الطول الموجي)، و REF (الجهد) لضمان استلام مصابيح LED ذات معاملات أداء ضمن نافذة التصميم المحددة الخاصة بك. على سبيل المثال، للحصول على إخراج أحمر لامع متسق، قد تحدد CAT=S1 و HUE=FF2. إذا لم يتم التحديد، فستتلقى أجزاء من مجموعات الإنتاج القياسية.

11. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات متعددة الحالات لمحول شبكة.تتطلب اللوحة مصابيح LED حمراء لـ "إنذار حرج"، ومصابيح LED زرقاء لـ "النظام نشط"، ويجب أن تكون مرئية من زوايا مختلفة في وحدة مثبتة على الرف. يتم اختيار 67-22/R6BHC-B07/2T.

التنفيذ:يتم استخدام نوعي R6 (أحمر) و BH (أزرق). يختار المصمم مجموعة الشدة S1 لأقصى سطوع ويحدد مجموعات طول موجي ضيقة (مثل FF2 للأحمر) لتحقيق اتساق اللون عبر جميع الوحدات. تم تصميم دائرة تشغيل بسيطة باستخدام مصدر طاقة 5 فولت. للمصباح الأزرق (أقصى Vf=3.7 فولت @20 مللي أمبير)، يتم حساب مقاومة تحديد التيار: R = (5 فولت - 3.7 فولت) / 0.02 أمبير = 65 أوم. يتم اختيار مقاومة قياسية 68 أوم. للمصباح الأحمر (أقصى Vf=2.35 فولت)، R = (5 فولت - 2.35 فولت) / 0.02 أمبير = 132.5 أوم؛ يتم استخدام مقاومة 130 أوم. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة أن المؤشرات تكون مرئية بوضوح حتى عندما لا يكون الفني أمام اللوحة مباشرة. يتم وضع المكونات باستخدام معدات آلية من الشريط والبكرة الموردة.

12. مبدأ التشغيل

ثنائيات الإضاءة (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p في المنطقة النشطة. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة. ينتج نظام مادة AlGaInP الضوء الأحمر والبرتقالي والأصفر، بينما ينتج نظام InGaN الضوء الأزرق والأخضر والأبيض (عند دمجه مع مادة فسفورية). العاكس المدمج في هذه العبوة هو تجويف مشكل، عادة ما يكون مصنوعًا من مادة عاكسة للغاية، يحيط بالرقاقة. يعيد توجيه الضوء الذي كان سينبعث جانبًا أو للخلف نحو مقدمة العبوة، مما يزيد من شدة الإضاءة الأمامية المفيدة ويتحكم في نمط الحزمة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير مصابيح LED من نوع SMD مثل هذا المنتج اتجاهات صناعية أوسع نحو التصغير، وزيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وموثوقية أعلى. يعد استخدام تكنولوجيا العاكس داخل بصمة عبوة قياسية طريقة فعالة من حيث التكلفة لتعزيز الأداء دون الانتقال إلى أنواع عبوات أكثر تكلفة مثل COB (رقاقة على اللوحة) أو عبوات متقدمة. هناك دفع مستمر لتحسين كفاءة كل من مواد AlGaInP (أحمر) و InGaN (أزرق/أخضر)، مما يؤدي إلى سطوع أعلى من نفس التيار أو نفس السطوع بقدرة أقل. تركز ابتكارات التعبئة والتغليف على إدارة حرارية أفضل للتعامل مع كثافات الطاقة المتزايدة وتحسين اتساق اللون وانتظام اللون الزاوي (ACU) عبر نمط الإشعاع. يعكس التركيز على الامتثال للوائح الخالية من الرصاص و RoHS، كما هو موضح في ورقة البيانات هذه، التحول الصناعي الواسع نحو التصنيع المستدام بيئيًا.