مواصفات مصباح LED كهرماني 3.2×1.6×0.7 مم - جهد أمامي 2.0 فولت - قدرة 72 ملي واط - ورقة بيانات تقنية

1. نظرة عامة على المنتج

تغطي هذه المواصفات مصباح LED كهرماني مثبت على السطح في عبوة مدمجة بأبعاد 3.2 مم × 1.6 مم × 0.7 مم. يتم تصنيعه باستخدام شريحة كهرمانية ومصمم لأغراض الإشارة والإضاءة العامة. تشمل الميزات الرئيسية زاوية رؤية واسعة للغاية، والتوافق مع تجميع SMT القياسي وعمليات اللحام، ومستوى حساسية الرطوبة 3، والامتثال لتوجيهات RoHS. تشمل التطبيقات النموذجية مؤشرات بصرية، وشاشات عرض للمفاتيح والرموز، والأجهزة الإلكترونية العامة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية / البصرية

عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية وتيار أمامي 20 مللي أمبير، يُظهر المصباح الخصائص التالية (القيم نموذجية ما لم يُذكر خلاف ذلك):

• الجهد الأمامي (VF):متوفر في ثلاث فئات جهد: B0 (1.8-2.0 فولت)، C0 (2.0-2.2 فولت)، D0 (2.2-2.4 فولت). القيمة النموذجية هي 2.0 فولت.
• الطول الموجي السائد (λD):يتراوح من 600 نانومتر إلى 615 نانومتر حسب الفئة (A00: 600-605 نانومتر، B00: 605-610 نانومتر، C00: 610-615 نانومتر).
• شدة الإضاءة (IV):متوفرة في أربع فئات سطوع: 1AP (90-120 ملي كانديلا)، G20 (120-150 ملي كانديلا)، 1AW (150-200 ملي كانديلا)، 1GK (200-260 ملي كانديلا).
• زاوية الرؤية (2θ1/2):140 درجة نموذجياً.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت.
• المقاومة الحرارية (RTHJ-S):الحد الأقصى 450 كلفن/واط (من الوصلة إلى نقطة اللحام).
• عرض النطاق الطيفي النصف:15 نانومتر نموذجياً.

2.2 القيم القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز بما يتجاوز الحدود التالية:

• تبديد الطاقة (Pd): 72 ملي واط
• التيار الأمامي (IF): 30 مللي أمبير (مستمر)، 60 مللي أمبير (ذروة، دورة تشغيل 1/10، نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التفريغ الكهروستاتيكي (HBM): 2000 فولت
• درجة حرارة التشغيل: -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• درجة حرارة التخزين: -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• درجة حرارة الوصلة: 95 درجة مئوية كحد أقصى

3. نظام التصنيف

يتم فرز مصباح LED إلى عدة فئات للجهد والطول الموجي وشدة الإضاءة لضمان الاتساق. يلخص الجدول أدناه رموز الفئات:

جميع القياسات تؤخذ عند IF=20 مللي أمبير وTa=25 درجة مئوية. التفاوتات المسموحة: VF ±0.1 فولت، λD ±2 نانومتر، IV ±10%.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يوضح الشكل 1-6 منحنى ديود نموذجي: يزداد التيار الأمامي أُسياً مع الجهد الأمامي. عند 20 مللي أمبير، يكون VF حوالي 2.0 فولت.

4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يشير الشكل 1-7 إلى أن الشدة النسبية تزداد بشكل خطي تقريباً مع التيار الأمامي حتى 30 مللي أمبير، مما يسمح بالتحكم البسيط في التعتيم.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

يوضح الشكل 1-8 أن الشدة النسبية تنخفض قليلاً مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. عند 100 درجة مئوية، تنخفض الشدة إلى حوالي 70% من قيمتها عند 25 درجة مئوية. يوفر الشكل 1-9 منحنى تخفيض التيار الأمامي مقابل درجة حرارة الطرف؛ ينخفض الحد الأقصى للتيار المسموح به عند درجات الحرارة المرتفعة لتجنب تجاوز حد درجة حرارة الوصلة.

4.4 انزياح الطول الموجي

يوضح الشكل 1-10 تغير الطول الموجي السائد مع التيار الأمامي. عند 20 مللي أمبير، يكون الطول الموجي قريباً من مركز نطاق الفئة. مع زيادة التيار، قد يتحول الطول الموجي قليلاً بسبب تأثيرات درجة الحرارة.

4.5 التوزيع الطيفي

يقدم الشكل 1-11 الشدة الطيفية النسبية من 400 نانومتر إلى 700 نانومتر. تبلغ الذروة حوالي 600-615 نانومتر، وهو ما يتوافق مع اللون الكهرماني. يبلغ عرض النطاق الطيفي النصف حوالي 15 نانومتر، مما يشير إلى لون نقي.

4.6 نمط الإشعاع

يظهر الشكل 1-12 زاوية رؤية واسعة تبلغ 140 درجة. تكون الشدة موحدة نسبياً عبر ±70 درجة، مما يجعل مصباح LED هذا مناسباً لتطبيقات المؤشرات التي تتطلب رؤية واسعة.

5. معلومات ميكانيكية وحول العبوة

يتم وضع مصباح LED في عبوة قياسية للتثبيت على السطح بأبعاد 3.2 مم × 1.6 مم × 0.7 مم (الطول × العرض × الارتفاع). تشير رسومات العبوة إلى القطبية: الطرف 1 هو المصعد، والطرف 2 هو المهبط. يتم توفير أنماط اللحام الموصى بها في الشكل 1-5، بأبعاد بالملليمتر. يجب أن يتضمن تخطيط وسادات PCB وسادة حرارية لتعزيز تبديد الحرارة. جميع الأبعاد لها تفاوت ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

6. إرشادات اللحام والتجميع

مصباح LED مصمم للحام إعادة التدفق SMT القياسي. يجب أن يتبع ملف إعادة التدفق الموصى به معايير JEDEC، مع درجة حرارة ذروة 260 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ (مرتين كحد أقصى). المنتج حساس للرطوبة (مستوى MSL 3)، لذا يجب التعامل معه وفقاً لـ IPC/JEDEC J-STD-020. إذا تم فتح حاجز الرطوبة، يجب استخدام الأجهزة في غضون 168 ساعة، أو يجب خبزها قبل اللحام. تجنب التعرض لظروف تتجاوز 30 درجة مئوية / 60% رطوبة نسبية. لا يُوصى باللحام اليدوي؛ إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام مضبوطة على 350 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل وسادة.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد مصباح LED على شريط ناقل بعرض 8 مم في بكرة بقطر 178 مم، بمعدل 4000 قطعة لكل بكرة. درجة الشريط الناقل 4 مم مع اتجاه تغذية كما هو موضح. توضع كل بكرة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر الرطوبة. تحتوي الملصق على رقم القطعة ورقم المواصفات ورقم الدفعة ورمز الفئة والكمية والتاريخ. يُعبأ الكيس المحكم في صندوق من الورق المقوى للشحن. من أجل الموثوقية، اجتاز المنتج اختبارات دورة درجة الحرارة (-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، 100 دورة)، الصدمة الحرارية (300 دورة)، التخزين في درجات حرارة عالية (100 درجة مئوية، 1000 ساعة)، التخزين في درجات حرارة منخفضة (-40 درجة مئوية، 1000 ساعة)، واختبار العمر (20 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية، 1000 ساعة). يتم تعريف معايير القبول: يجب ألا يتجاوز الجهد الأمامي 1.1 × الحد الأعلى للمواصفات، يجب ألا يتجاوز التيار العكسي 2 × الحد الأعلى للمواصفات، يجب ألا يقل التدفق الضوئي عن 0.7 × الحد الأدنى للمواصفات.

8. ملاحظات التطبيق

يعد مصباح LED الكهرماني هذا مثالياً للاستخدام كمؤشر بصري في الإلكترونيات الاستهلاكية، والإضاءة الداخلية للسيارات، ولوحات التحكم الصناعية، والإضاءة الخلفية للمفاتيح والرموز. نظراً لزاوية الرؤية الواسعة، فهو فعال في التطبيقات التي يجب أن تكون المؤشرات مرئية من زوايا مختلفة. يجب على المصممين التفكير في استخدام مقاوم محدد للتيار لضمان عدم تجاوز التيار الأمامي 30 مللي أمبير (أو القيمة المخفضة عند درجات الحرارة المرتفعة). بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار ذروة يصل إلى 60 مللي أمبير مع دورة تشغيل منخفضة (≤10%) وعرض نبضة قصير (≤0.1 مللي ثانية). يساعد الإدارة الحرارية السليمة، مثل وسادة حرارية أو مصفوفة فتحات على PCB، في الحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 95 درجة مئوية. يُوصى بالحماية من التفريغ الكهروستاتيكي لأن الجهاز مُصنف لـ 2000 فولت HBM؛ ضع في اعتبارك إضافة مقاوم تسلسلي أو ثنائي زينر إذا كان التطبيق عرضة للتفريغ الكهروستاتيكي.

9. مقارنات نموذجية مع منتجات مماثلة

بالمقارنة مع مصابيح LED الكهرمانية القياسية 0603 (1.6×0.8 مم)، توفر هذه العبوة 3.2×1.6 مم شدة إضاءة أعلى (تصل إلى 260 ملي كانديلا) وزاوية رؤية أوسع (140 درجة مقابل 120 درجة نموذجية). تسمح الوسادة الحرارية الأكبر بتبديد حرارة أفضل، مما يمكّن من تيار أمامي أعلى لإخراج أكثر سطوعاً. تضمن مقاومتها الحرارية المنخفضة (450 كلفن/واط) أداءً مستقراً عبر درجات الحرارة. علاوة على ذلك، يوفر التصنيف الدقيق (العديد من فئات الجهد والطول الموجي) مرونة تصميمية أكبر واتساقاً في اللون مقارنة بالعديد من مصابيح LED الكهرمانية العامة.

10. الأسئلة المتكررة

س: ما هو تيار التشغيل الموصى به لتحقيق أقصى موثوقية؟ج: للحصول على عمر طويل، يُوصى بالتشغيل عند 20 مللي أمبير (شرط الاختبار). التيارات الأعلى (حتى 30 مللي أمبير) ممكنة مع الإدارة الحرارية المناسبة.

س: هل يمكن استخدام مصباح LED هذا في التطبيقات الخارجية؟ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، لذا يمكن استخدامه في الهواء الطلق إذا كان محكماً ضد الرطوبة. ومع ذلك، فإن العبوة نفسها ليست مقاومة للماء.

س: كيف يجب تفسير رموز الفئات؟ج: تُستخدم الفئات لتجميع مصابيح LED ذات الخصائص المتشابهة. عند الطلب، يمكنك تحديد فئة مفضلة لضمان تفاوت ضيق في تطبيقك.

س: هل مصباح LED هذا متوافق مع اللحام الخالي من الرصاص؟ج: نعم، إنه متوافق مع توجيهات RoHS ومتوافق مع ملفات إعادة التدفق الخالية من الرصاص بدرجة حرارة ذروة 260 درجة مئوية.

11. دراسة حالة: مؤشر لوحة القيادة

في تصميم مؤشر لوحة القيادة في السيارات، تم اختيار مصباح LED الكهرماني لسطوعه العالي (260 ملي كانديلا) وزاوية رؤيته الواسعة ليكون مرئياً لكل من السائق والركاب. تم تشغيل المصباح عند 20 مللي أمبير باستخدام مقاوم تسلسلي 120 أوم من مصدر 5 فولت. تم تصميم PCB بوسادة حرارية متصلة بمستوى أرضي. بعد 1000 ساعة من التشغيل عند درجة حرارة محيطة 85 درجة مئوية، انخفضت شدة الإضاءة بنسبة أقل من 10%، مما يدل على موثوقية ممتازة.

12. مبدأ تشغيل مصباح LED

مصباح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) هو جهاز شبه موصل يصدر ضوءاً عند مرور تيار كهربائي من خلاله. يتم تحقيق اللون الكهرماني باستخدام مادة شبه موصلة محددة (مثل AlGaInP) تصدر فوتونات بأطوال موجية حوالي 600-615 نانومتر. يتم تحديد الجهد الأمامي بواسطة فجوة النطاق للمادة. تتناسب شدة الإضاءة مع التيار، حتى حد معين حيث تتسبب التأثيرات الحرارية في انخفاض الكفاءة. يتم تحقيق زاوية الرؤية الواسعة من خلال تصميم العبوة، والذي غالباً ما يتضمن ناشراً أو عدسة نصف كروية.

13. اتجاهات التطوير في مصابيح LED SMD

يتجه اتجاه مصابيح LED SMD نحو عبوات أصغر مع كفاءة أعلى وإدارة حرارية أفضل. عبوة 3.2×1.6 مم (غالباً ما تسمى 1206) هي حجم قياسي يوازن بين السطوع والبصمة. قد تتضمن التطورات المستقبلية نطاقات طيفية أضيق للألوان المشبعة، وزيادة متانة ESD، ودمج رقائق متعددة للحصول على لون قابل للضبط. يفي مصباح LED الكهرماني هذا بمتطلبات الصناعة الحالية للموثوقية والامتثال لـ RoHS والتوافق مع عمليات التجميع الآلي.