ورقة بيانات LED أحمر SMD5050N - الحجم 5.0x5.0x1.6 مم - الجهد 2.2 فولت - الطاقة 0.234 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

سلسلة SMD5050N هي ثنائي باعث للضوء عالي السطوع مصمم للتثبيت على السطح، مخصص للتطبيقات التي تتطلب انبعاث ضوء أحمر موثوق وفعال. تقدم هذه الوثيقة نظرة تقنية شاملة لنموذج T5A003RA، موضحة مواصفاته وخصائص أدائه وإجراءات التعامل الصحيحة لضمان الأداء الأمثل وطول العمر في تطبيقات المستخدم النهائي.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة (Ts=25°C)

المعلمات التالية تحدد الحدود التشغيلية لثنائي LED. تجاوز هذه القيم قد يسبب تلفًا دائمًا.

• التيار الأمامي (IF):90 مللي أمبير (مستمر)
• تيار النبضة الأمامي (IFP):120 مللي أمبير (عرض النبضة ≤10 مللي ثانية، دورة العمل ≤1/10)
• تبديد الطاقة (PD):234 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة الوصلة (Tj):125°C
• درجة حرارة اللحام (Tsld):لحام إعادة التدفق عند 200°C أو 230°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية (Ts=25°C)

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية.

• الجهد الأمامي (VF):2.2 فولت (نموذجي)، 2.6 فولت (أقصى) عند IF=60mA
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• الطول الموجي السائد (λd):625 نانومتر
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (أقصى)
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120°

3. شرح نظام التصنيف

3.1 تصنيف التدفق الضوئي (عند 60mA)

يتم فرز ثنائيات LED إلى مجموعات بناءً على ناتج التدفق الضوئي لضمان اتساق السطوع في التطبيق. المجموعات المتاحة للضوء الأحمر هي:

• الرمز A5:الحد الأدنى 2.0 لومن، النموذجي 2.5 لومن
• الرمز A6:الحد الأدنى 2.5 لومن، النموذجي 3.0 لومن
• الرمز A7:الحد الأدنى 3.0 لومن، النموذجي 3.5 لومن
• الرمز A8:الحد الأدنى 3.5 لومن، النموذجي 4.0 لومن
• الرمز A9:الحد الأدنى 4.0 لومن، النموذجي 4.5 لومن
• الرمز B1:الحد الأدنى 4.5 لومن، النموذجي 5.0 لومن
• الرمز B2:الحد الأدنى 5.0 لومن، النموذجي 5.5 لومن

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

للتحكم في الدرجة الدقيقة للون الأحمر، يتم تصنيف ثنائيات LED حسب طولها الموجي السائد.

• الرمز R1:620 نانومتر إلى 625 نانومتر
• الرمز R2:625 نانومتر إلى 630 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية رئيسية للأداء ضرورية لتصميم الدائرة وإدارة الحرارة. بينما لا يتم توفير نقاط بيانات منحنى محددة في النص، فإن الرسوم البيانية التالية قياسية للتحليل:

• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (منحنى IV):يظهر هذا الرسم البياني العلاقة بين الجهد عبر ثنائي LED والتيار المتدفق عبره. وهو حاسم لاختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب أو تصميم مشغلات التيار الثابت.
• التيار الأمامي مقابل التدفق الضوئي النسبي:يوضح هذا المنحنى كيف يتغير ناتج الضوء مع زيادة تيار التشغيل. يساعد في تحديد نقطة التشغيل المثلى لتحقيق التوازن بين السطوع والكفاءة.
• درجة حرارة الوصلة مقابل القدرة الطيفية النسبية:يوضح هذا الرسم البياني كيف يمكن أن يتحول الناتج الطيفي لثنائي LED وكثافة الضوء الكلية مع تغيرات درجة حرارة الوصلة، مما يسلط الضوء على أهمية إدارة الحرارة.
• توزيع القدرة الطيفية:يظهر هذا المنحنى شدة الضوء المنبعث عند كل طول موجي، مما يحدد خصائص اللون لثنائي LED.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع ثنائي LED SMD5050N بأبعاد قياسية 5.0 مم × 5.0 مم. يتم تحديد الارتفاع الدقيق وتسامحات الأبعاد في الرسم الميكانيكي (.X: ±0.10 مم، .XX: ±0.05 مم).

5.2 تصميم الوسادة والقالب الموصى به

للحصول على لحام موثوق، يوصى بتصميم محدد لتخطيط الوسادة وفتحة القالب. تضمن الرسوم البيانية المقدمة تكوين وصلة لحام صحيحة، ومحاذاة المكونات، وتخفيف الحرارة أثناء عملية إعادة التدفق. الالتزام بهذه البصمات أمر بالغ الأهمية لعائد التصنيع والموثوقية طويلة الأمد.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 الحساسية للرطوبة والتجفيف

عبوة SMD5050N حساسة للرطوبة (مصنفة MSL وفقًا لـ IPC/JEDEC J-STD-020C).

• التخزين:قم بتخزين الأكياس غير المفتوحة تحت 30°C و 85% رطوبة نسبية. بعد الفتح، قم بالتخزين تحت 30°C و 60% رطوبة نسبية، ويفضل في خزانة جافة أو وعاء محكم مع مجفف.
• عمر الأرضية:استخدم خلال 12 ساعة بعد فتح كيس الحاجز الرطوبي.
• التجفيف:إذا تعرضت المكونات لظروف بيئية تتجاوز عمر الأرضية أو إذا أظهر مؤشر المجفف رطوبة عالية، فإن التجفيف مطلوب. جفف عند 60°C لمدة 24 ساعة. لا تتجاوز 60°C. يجب أن تتم عملية إعادة التدفق خلال ساعة واحدة بعد التجفيف أو يجب إعادة الأجزاء إلى التخزين الجاف.

6.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

ثنائيات LED هي أجهزة أشباه موصلات عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي.

• المصادر:يمكن توليد ESD عن طريق الاحتكاك أو الحث أو التوصيل.
• التلف:يمكن أن يسبب ESD فشلاً فورياً (LED ميت) أو تلفاً كامناً يؤدي إلى انخفاض السطوع، وانزياح اللون (في LED الأبيض)، وتقصير العمر الافتراضي.
• الاحتياطات:نفذ برنامج تحكم كامل في ESD: استخدم محطات عمل مضادة للكهرباء الساكنة مؤرضة، وسجاد أرضي، وأسوار معصم، ومؤينات. يجب على الموظفين ارتداء ملابس مضادة للكهرباء الساكنة. استخدم مواد تغليف موصلة أو مبددة.

7. اعتبارات تصميم التطبيق

7.1 تصميم الدائرة

التشغيل السليم ضروري لأداء وموثوقية LED.

• طريقة التشغيل:يوصى بشدة بمصدر تيار ثابت للحصول على ناتج ضوئي مستقر وطول عمر. إذا كنت تستخدم مصدر جهد مع مقاوم متسلسل، فتأكد من حساب قيمة المقاوم بناءً على أقصى جهد أمامي لـ LED والتيار المطلوب.
• تكوين الدائرة:من المستحسن تضمين مقاوم محدد للتيار في كل سلسلة متسلسلة من ثنائيات LED لتحقيق استقرار أفضل وحماية فردية للسلسلة، على عكس استخدام مقاوم واحد لمجموعة متوازية.
• القطبية:تحقق دائمًا واحترم قطبية الأنود/الكاثود عند توصيل LED بمصدر الطاقة لمنع تلف الانحياز العكسي.

7.2 احتياطات التعامل

تجنب التعامل المباشر مع عدسة LED باليدين العاريتين أو الملاقط المعدنية.

• ملامسة اليد:يمكن للزيوت والأملاح من الجلد أن تلوث عدسة السيليكون، مما يسبب تدهوراً بصرياً وانخفاضاً في ناتج الضوء. يمكن للضغط المادي أن يتلف روابط الأسلاك أو الشريحة نفسها.
• ملامسة الأدوات:يمكن للملاقط المعدنية أن تخدش العدسة أو تمارس ضغطاً نقطياً مفرطاً. استخدم أدوات الالتقاط بالتفريغ أو ملاقط بلاستيكية مخصصة غير مخدشة كلما أمكن ذلك.

8. قاعدة ترقيم النموذج

يتبع اصطلاح تسمية المنتج رمزاً منظماً:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. العناصر الرئيسية المشفرة من الوثيقة هي:

• رمز اللون:R (أحمر)، Y (أصفر)، B (أزرق)، G (أخضر)، U (بنفسجي)، A (برتقالي)، I (أشعة تحت حمراء)، L (أبيض دافئ <3700K)، C (أبيض محايد 3700-5000K)، W (أبيض بارد >5000K)، F (ملون كامل).
• عدد الشرائح:S (شريحة واحدة منخفضة الطاقة)، P (شريحة واحدة عالية الطاقة)، 2 (شريحتان)، 3 (ثلاث شرائح)، إلخ.
• رمز البصريات:00 (بدون عدسة)، 01 (مع عدسة).
• رمز العبوة:5A (5050N)، 32 (3528)، 3B (3014)، 3C (3030)، 19 (سيراميك 3535)، 15 (سيراميك 5050)، 12 (سيراميك 9292).
• رمز التدفق الضوئي ودرجة حرارة اللون:يتم تعريفه بواسطة مجموعات أبجدية رقمية محددة (مثل A5، R1).

9. سيناريوهات التطبيق النموذجية

ثنائي LED الأحمر SMD5050N مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب إشارة حمراء نابضة بالحياة، أو لافتات، أو إضاءة، بما في ذلك:

• الإضاءة الخلفية للمؤشرات والعروض.
• الإضاءة المعمارية والزخرفية.
• إضاءة داخلية للسيارات (غير حرجة).
• مؤشرات حالة الإلكترونيات الاستهلاكية.
• لافتات التجزئة والإعلان.

10. الموثوقية وضمان الجودة

بينما لا يتم توفير بيانات MTBF محددة أو عمر L70/B50 في المقتطف، فإن الحدود القصوى المحددة (درجة حرارة الوصلة، التيار) وإجراءات التعامل (MSL، ESD) تشكل الأساس للتشغيل الموثوق. الالتزام بظروف التشغيل المحددة وإرشادات التجميع أمر بالغ الأهمية لتحقيق العمر الافتراضي المتوقع للمنتج. إدارة الحرارة المناسبة للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل بكثير من الحد الأقصى 125°C أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للحفاظ على اللومن على المدى الطويل.

11. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم تنسيق SMD5050N توازناً بين ناتج الضوء وحجم العبوة. مقارنة بالعبوات الأصغر مثل 3528 أو 3014، فإن 5050 عادةً ما تستوعب شرائح متعددة أو شريحة واحدة أكبر، مما يسمح بتدفق ضوئي أعلى. توفر زاوية الرؤية 120 درجة نمط إضاءة واسعًا ومتساويًا مناسبًا للعديد من تطبيقات الإضاءة العامة واللافتات. يشير تضمين إرشادات مفصلة للحساسية للرطوبة والتعامل مع ESD إلى منتج مصمم لعمليات التجميع الآلية الحديثة حيث تكون الموثوقية هي المفتاح.

12. الأسئلة الشائعة (FAQ)

12.1 ما هو تيار التشغيل الموصى به؟

يتم اختبار المعلمات التقنية عند 60mA، وهي نقطة تشغيل شائعة. الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر هو 90mA. للحصول على التوازن الأمثل بين السطوع والكفاءة والعمر الافتراضي، فإن التشغيل بين 60mA و 80mA هو نموذجي، ولكن دائمًا راجع منحنى التدفق الضوئي مقابل التيار وتأكد من وجود غطاء حراري مناسب.

12.2 لماذا التجفيف ضروري قبل اللحام؟

يمكن للعبوة البلاستيكية امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يسبب انفصالاً داخلياً أو تشققاً (\"تفرقع\")، مما يؤدي إلى فشل فوري أو كامن. يزيل التجفيف هذه الرطوبة الممتصة.

12.3 هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة بمصدر 3.3V أو 5V؟

ليس بدون آلية تحديد تيار. الجهد الأمامي النموذجي هو 2.2V. توصيله مباشرة بمصدر 3.3V سيتسبب في تدفق تيار مفرط، مما قد يتجاوز الحد الأقصى للتصنيف ويدمر LED. يجب عليك استخدام إما مشغل تيار ثابت أو مقاوم متسلسل لتحديد التيار إلى القيمة المطلوبة.

13. دراسة حالة تصميم داخلي

السيناريو:تصميم وحدة إضاءة خلفية لعرض معلوماتي صغير يتطلب إضاءة حمراء موحدة عبر مساحة 100 مم × 50 مم.

التنفيذ:يتم التخطيط لمجموعة من ثنائيات LED SMD5050N (مثل المجموعة B1 لسطوع متسق) على لوحة دائرة مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) لإدارة الحرارة. يتم اختيار مشغل تيار ثابت لتزويد 70mA لكل سلسلة LED. يتم ترتيب ثنائيات LED في عدة سلاسل متوازية، لكل منها مقاومها المتسلسل وفقًا لتصميم الدائرة الموصى به. يتبع تخطيط PCB بصمة الوسادة الموصى بها. قبل التجميع، يتم تجفيف ثنائيات LED، المخزنة وفقًا لإرشادات MSL، لأن رطوبة أرضية المصنع تجاوزت 60% رطوبة نسبية. أثناء التجميع، يستخدم المشغلون أساور معصم ESD وأقلام تفريغ لوضع المكونات. يؤكد فحص ما بعد إعادة التدفق تكوين وصلة لحام صحيحة وعدم وجود تلف مرئي.

14. مبدأ التشغيل

ثنائيات LED هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تندمج الإلكترونات من المنطقة من النوع n مع الفجوات من المنطقة من النوع p. تطلق عملية الاندماج هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمواد أشباه الموصلات المستخدمة في شريحة LED. بالنسبة لهذا LED الأحمر، تُستخدم عادةً مواد مثل أرسينيد ألومنيوم الغاليوم (AlGaAs) أو مركبات مماثلة لإنتاج ضوء في نطاق 620-630 نانومتر.

15. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا LED نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون، وموثوقية أكبر عند كثافات طاقة أعلى. بالنسبة لأنواع العبوات مثل 5050، تشمل التطورات استخدام مواد عبوات أكثر متانة وتوصيلاً للحرارة، وأنظمة فوسفور متقدمة لثنائيات LED البيضاء، وتصميمات تقلل من الخسائر البصرية. علاوة على ذلك، أصبح التكامل مع المشغلات الذكية للتعتيم والتحكم في اللون أكثر شيوعًا. يؤكد التركيز على إجراءات التعامل التفصيلية (MSL، ESD) في أوراق البيانات على تركيز الصناعة على تحقيق عائد عالٍ وموثوقية في بيئات التصنيع الآلية ذات الحجم الكبير.