ورقة بيانات LED SMD - ارتفاع 0.35 مم - جهد أمامي 1.7-2.3 فولت - لون برتقالي - قدرة 75 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED رقاقة فائق الرقة للتركيب السطحي. تم تصميم الجهاز للتطبيقات التي تتطلب مكونًا منخفض الارتفاع مع سطوع عالٍ. تشمل ميزاته الأساسية ارتفاعًا استثنائيًا للغلاف، وتوافقًا مع عمليات التجميع الآلي، واستخدام تقنية أشباه الموصلات AlInGaP لانبعاث ضوء برتقالي بكفاءة.

يتم تعبئة LED على شريط وبكرة للتثبيت الآلي بكميات كبيرة. ويصنف كمنتج صديق للبيئة ويتوافق مع المعايير البيئية ذات الصلة.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد حدود تشغيل الجهاز تحت درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه التصنيفات إلى تلف دائم.

• تبديد الطاقة:75 ميغاواط - أقصى قدرة يمكن للجهاز تبديدها بأمان على شكل حرارة.
• تيار أمامي ذروي:80 مللي أمبير - مسموح به في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار أمامي مستمر:30 مللي أمبير - أقصى تيار أمامي مستمر.
• الجهد العكسي:5 فولت - أقصى جهد يمكن تطبيقه في الاتجاه العكسي.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• شرط اللحام بالأشعة تحت الحمراء:يتحمل 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ، مناسب لعمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس جميع الخصائص عند Ta=25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي (IF) قدره 5 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 11.2 مللي كانديلا إلى حد أقصى 71.0 مللي كانديلا. تقع القيمة النموذجية ضمن هذا النطاق الواسع للتصنيف.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية القصوى، مما يشير إلى نمط رؤية واسع.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):عادة 611 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد له.
• الطول الموجي السائد (λd):عادة 605 نانومتر عند IF=5 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون البرتقالي لـ LED، والمستمد من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عادة 17 نانومتر. تشير هذه المعلمة إلى نقاء الطيف؛ فالقيمة الأصغر تعني مصدر ضوء أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.7 فولت إلى 2.3 فولت عند IF=5 مللي أمبير. يعتمد الجهد الفعلي على رمز التصنيف المحدد.
• التيار العكسي (IR):أقصى حد 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.

ملاحظات القياس:يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح الذي يقارب منحنى استجابة العين الضوئي (CIE). يُنصح بشدة بالحذر من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، حيث يمكن أن يتلف LED. يوصى باستخدام التأريض المناسب واستخدام معدات مضادة للكهرباء الساكنة أثناء التعامل.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز LEDs في مجموعات بناءً على معلمات رئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج. يتم تعريف فئتين رئيسيتين للتصنيف:

3.1 تصنيف الجهد الأمامي

يتم القياس عند تيار أمامي قدره 5 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو +/-0.1 فولت.

• رمز التصنيف E2:1.70 فولت (الحد الأدنى) إلى 1.90 فولت (الحد الأقصى)
• رمز التصنيف E3:1.90 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.10 فولت (الحد الأقصى)
• رمز التصنيف E4:2.10 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.30 فولت (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم القياس عند تيار أمامي قدره 5 مللي أمبير. التسامح لكل مجموعة هو +/-15%.

• رمز التصنيف L:11.20 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 18.00 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز التصنيف M:18.00 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 28.00 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز التصنيف N:28.00 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 45.00 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• رمز التصنيف P:45.00 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 71.00 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

فهم هذه المجموعات أمر بالغ الأهمية للتصميم، خاصة عند استخدام عدة LEDs على التوازي، لتقليل الاختلافات المرئية في السطوع أو انخفاض الجهد الأمامي.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات أداء نموذجية تم قياسها عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإنها تشمل عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة غير خطية تتشبع عند التيارات الأعلى.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V للدايود، وهي حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، وهو اعتبار مهم لإدارة الحرارة.
• توزيع القدرة الطيفية:رسم بياني يوضح الشدة النسبية للضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، ومركزه حول الذروة 611 نانومتر.

هذه المنحنيات ضرورية للتنبؤ بالأداء في العالم الحقيقي تحت ظروف مختلفة عن نقطة الاختبار القياسية.

5. المعلومات الميكانيكية والغلاف

5.1 الأبعاد الرئيسية للغلاف

يتميز LED بغلاف قياسي EIA. السمة الأساسية هي مظهره الفائق الرقة.

• ارتفاع الغلاف (H):0.35 مم. هذا بعد حاسم للتطبيقات المقيدة بالمساحة.
• التسامحات العامة:±0.10 مم (0.004 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسم البعدي.

5.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادة

تتضمن ورقة البيانات تخطيطًا مقترحًا لوسادة اللحام. يعد تصميم الوسادة المناسب أمرًا حيويًا لتحقيق وصلة لحام موثوقة، ومنع ظاهرة "التمثال القبري"، وضمان المحاذاة الصحيحة أثناء إعادة التدفق. عادةً ما يتم تمييز الكاثود أو تحديده على الغلاف، ويعكس تخطيط الوسادة هذه القطبية لمنع التثبيت غير الصحيح.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتم توفير ملف تعريف مقترح لإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) لعمليات اللحام الخالية من الرصاص. تشمل المعلمات الرئيسية:

• التسخين المسبق:120-150 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية لتسخين التجميع تدريجيًا وتنشيط المادة المساعدة.
• درجة الحرارة القصوى:أقصى حد 260 درجة مئوية.
• الوقت فوق السائل:يمكن للجهاز تحمل درجة الحرارة القصوى لمدة أقصاها 5 ثوانٍ لمنع التلف الحراري للعدسة الإيبوكسية وشريحة أشباه الموصلات.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا:

• درجة حرارة المكواة:أقصى حد 300 درجة مئوية.
• وقت اللحام:أقصى حد 3 ثوانٍ لكل رصاصة.
• يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط لتجنب الإجهاد الحراري.

6.3 التنظيف

يجب استخدام عوامل التنظيف المحددة فقط. تشمل المذيبات الموصى بها الإيثانول أو الأيزوبروبانول. يجب غمر LED في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتلف المواد الكيميائية غير المحددة مادة الغلاف.

6.4 ظروف التخزين

للحفاظ على قابلية اللحام ومنع امتصاص الرطوبة:

• التخزين المحيطي:يجب ألا يتجاوز 30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية.
• العمر خارج الكيس:يجب إعادة لحام LEDs التي تمت إزالتها من عبوة الحاجز الرطوبي الأصلية بالتدفق خلال 672 ساعة (28 يومًا).
• التخزين الممتد:لفترات أطول من 672 ساعة، قم بالتخزين في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في مجفف نيتروجين.
• التجفيف:تتطلب المكونات المخزنة خارج الكيس لأكثر من 672 ساعة التجفيف عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد الجهاز في عبوات قياسية للصناعة لآلات الاختيار والتثبيت الآلية.

• حجم البكرة:قطر 7 بوصات.
• عرض الشريط:8 مم.
• الكمية لكل بكرة:5000 قطعة.
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للكميات المتبقية.
• شريط الغطاء:يتم إغلاق الجيوب المكونة الفارغة بشريط غطاء علوي.
• المكونات المفقودة:يُسمح بحد أقصى اثنين من LEDs مفقودين متتاليين ("مصابيح مفقودة") وفقًا للمواصفات.
• المعيار:تتوافق التعبئة مع مواصفات ANSI/EIA-481.

8. توصيات التطبيق

8.1 الاستخدام المقصود

تم تصميم هذا LED للمعدات الإلكترونية العادية، بما في ذلك معدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والتطبيقات المنزلية. لا يوصى باستخدامه في الأنظمة الحرجة للسلامة (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي، ومراقبة النقل) دون استشارة وتأهيل مسبقين، حيث يمكن أن يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر.

8.2 تصميم دائرة القيادة

تعمل LEDs كأجهزة تعمل بالتيار. للحصول على أداء وتوحيد مثاليين:

• الدائرة الموصى بها (النموذج A):قم بتضمين مقاومة تحديد تيار على التوالي معكلLED عند توصيل عدة LEDs على التوازي. يعوض هذا عن الاختلاف الطبيعي في الجهد الأمامي (Vf) من LED إلى آخر، مما يضمن تيارًا موحدًا وبالتالي سطوعًا موحدًا عبر جميع الأجهزة.
• الدائرة غير الموصى بها (النموذج B):يتم تثبيط توصيل عدة LEDs على التوازي مباشرة بمصدر جهد بمقاومة تحديد تيار واحدة. يمكن أن تسبب الاختلافات الصغيرة في خصائص I-V لـ LEDs الفردية اختلالًا كبيرًا في التيار، مما يؤدي إلى اختلافات ملحوظة في السطوع وتيار زائد محتمل في بعض الأجهزة.

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

يكون LED حساسًا لـ ESD وارتفاعات الطاقة. تدابير الوقاية حرجة:

• استخدم سوار معصم موصل أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل.
• تأكد من تأريض جميع المعدات، ومحطات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• استخدم مؤينًا لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية بسبب احتكاك التعامل.
• أعراض تلف ESD:تشمل تيار تسرب عكسي مرتفع، جهد أمامي منخفض بشكل غير طبيعي (Vf)، أو فشل في الإضاءة ("عدم الإضاءة") عند التيارات المنخفضة. يمكن اختبار LEDs المشتبه فيها عن طريق التحقق من الإضاءة وقياس Vf عند تيار اختبار منخفض.

9. المقارنة التقنية والتمييز

تشمل عوامل التمييز الرئيسية لهذا LED:

• المظهر الفائق الرقة (0.35 مم):يمكن استخدامه في أجهزة رفيعة للغاية مثل الهواتف الذكية الحديثة، والأجهزة اللوحية، والشاشات فائقة الرقة حيث يكون الارتفاع الرأسي محدودًا بشدة.
• تقنية AlInGaP:تقدم كفاءة أعلى واستقرارًا أفضل لدرجة الحرارة للألوان البرتقالية/الحمراء مقارنة بالتقنيات القديمة مثل GaAsP، مما يؤدي إلى إخراج أكثر سطوعًا ولون أكثر اتساقًا عبر درجة الحرارة وتيار القيادة.
• توافق كامل مع عملية SMD:مصمم للتثبيت الآلي عالي السرعة، والتعرف على نظام الرؤية، ولحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء القياسي، ويتكامل بسلاسة في خطوط تصنيع الإلكترونيات الحديثة.
• خيارات تصنيف واسعة:يوفر للمصممين المرونة لاختيار مجموعة السطوع (شدة الإضاءة) والجهد (الجهد الأمامي) المناسبة لتحسين التكلفة أو مطابقة الأداء في تطبيقهم المحدد.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 لماذا هناك حاجة إلى مقاومة على التوالي لكل LED على التوازي؟

بسبب الاختلافات في التصنيع، لا يوجد اثنان من LEDs لهما خصائص جهد أمامي (Vf) متطابقة. بدون مقاومات فردية، سيسحب LED ذو Vf المنخفض قليلاً تيارًا غير متناسب أكثر في تكوين متوازي، ليصبح أكثر سطوعًا وربما يسخن بشكل مفرط، بينما يظل الآخرون خافتين. تعمل المقاومات على التوالي كموازنات لتسوية التيار.

10.2 ماذا يحدث إذا تجاوزت شرط إعادة التدفق 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ؟

يمكن أن تسبب درجة الحرارة أو الوقت المفرط عدة أعطال: تدهور عدسة الإيبوكسي (اصفرار، تشقق)، تلف روابط الأسلاك الداخلية، أو إجهاد حراري على شريحة أشباه الموصلات مما يؤدي إلى تقليل العمر الافتراضي أو فشل فوري. التزم دائمًا بملف التعريف الموصى به.

10.3 هل يمكنني استخدام هذا LED في الهواء الطلق؟

نطاق درجة حرارة التشغيل هو -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. بينما يمكنه العمل في البيئات الباردة، يتطلب الاستخدام في الهواء الطلق النظر بعناية في بيئة التطبيق الكاملة، بما في ذلك الرطوبة، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية (التي قد تتلف العدسة)، والحاجة إلى طلاء مطابق. تحدد ورقة البيانات المعدات الإلكترونية العادية؛ قد تتطلب البيئات القاسية حماية إضافية أو درجة منتج مختلفة.

10.4 كيف أفسر قيمة شدة الإضاءة؟

شدة الإضاءة (تقاس بالمللي كانديلا، mcd) هي كمية الضوء المرئي المنبعث في اتجاه محدد. قيمة 11.2-71.0 mcd عند 5mA هي الشدة المحورية (مباشرة للأمام). زاوية الرؤية الواسعة 130 درجة تعني أن هذا الضوء ينتشر على مساحة واسعة، لذا فإن رقم الشدة المحورية، رغم أهميته، لا يروي القصة كاملة عن إجمالي إخراج الضوء. للتطبيقات التي تحتاج إلى توهج واسع ومتساوٍ، هذا مفيد.

11. دراسة حالة التصميم الداخلي

السيناريو:تصميم أضواء مؤشر الحالة لماسح طبي محمول رفيع. يسمح عمق الهيكل بـ 0.5 مم فقط للمكون.

اختيار المكون:هذا LED، بارتفاعه 0.35 مم، يناسب تمامًا القيد الميكانيكي. يوفر اللون البرتقالي رؤية عالية وتباينًا.

تصميم الدائرة:يتم استخدام أربعة LEDs للإشارة إلى أوضاع تشغيل مختلفة (الاستعداد، المسح، الخطأ، الشحن). يتم تشغيلها بواسطة دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة. باتباع توصية ورقة البيانات، لكل LED مقاومته الخاصة 100 أوم على التوالي متصلة بمصدر الطاقة المشترك 3.3 فولت. هذا يضمن أن جميع LEDs الأربعة لها نفس السطوع بغض النظر عن الاختلافات الطفيفة في Vf.

التجميع:تم تصميم PCB بتخطيط الوسادة المقترح. يستخدم مصنع التجميع ملف تعريف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الخالي من الرصاص المقدم. يتم الاحتفاظ بالمكونات في أكياس محكمة الإغلاق حتى قبل بدء التشغيل الإنتاجي للامتثال لمتطلب عمر الأرضية 672 ساعة.

النتيجة:أضواء مؤشر موثوقة وموحدة تلبي عامل الشكل الرفيع ومتطلبات الأداء.

12. مقدمة مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا LED على مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم الإنديوم الغاليوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق لأشباه الموصلات، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، البرتقالي (~605-611 نانومتر). العدسة "الصافية كالماء" مصنوعة من الإيبوكسي أو السيليكون الشفاف لهذا الطول الموجي، مما يسمح للضوء بالهروب بكفاءة. يتم تحقيق التصميم الفائق الرقة من خلال تقنيات تشكيل غلاف متقدمة وتقنيات ربط الشريحة التي تقلل من التراكب الرأسي للمواد.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر اتجاه LEDs المؤشر والإضاءة الخلفية نحو:

• التصغير:أغلفة أرق وأصغر لتمكين منتجات نهائية أرق.
• كفاءة أعلى:تحسين لومن لكل واط (lm/W) لتحقيق السطوع المطلوب عند تيارات أقل، وتوفير الطاقة وتقليل توليد الحرارة.
• تحسين اتساق اللون:مواصفات تصنيف أكثر إحكامًا وتقنيات نمو أشباه موصلات متقدمة لتقليل اختلاف اللون من دفعة إلى أخرى.
• موثوقية محسنة:مواد وتصاميم تقدم عمرًا أطول وأداءً أفضل في ظل ظروف درجة حرارة ورطوبة عالية.
• توسيع الطيف:تطوير LEDs فعالة عبر المزيد من الطيف المرئي وإلى نطاقات الأشعة فوق البنفسجية (UV) والأشعة تحت الحمراء (IR) لتطبيقات الاستشعار والإضاءة المتخصصة.

هذا المنتج المحدد، مع تركيزه على المظهر الرقيق وتوافق التجميع الآلي، يتماشى مع اتجاهات التصغير وكفاءة التصنيع المستمرة في صناعة الإلكترونيات.