ورقة بيانات سلسلة T3B LED أزرق - 3.0x1.4x0.8mm - 3.0V - 102mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

سلسلة T3B هي LED أزرق عالي الأداء من نوع جهاز التثبيت السطحي (SMD) مصمم لتطبيقات الإضاءة الحديثة. تستخدم هذه السلسلة غلافًا مضغوطًا مقاس 3014، مما يوفر توازنًا بين خرج الإضاءة والكفاءة والموثوقية. تم تصميمها للتطبيقات التي تتطلب انبعاثًا ثابتًا للضوء الأزرق، مثل الإضاءة الخلفية، ومصابيح المؤشر، والإضاءة الزخرفية، وكعنصر في أنظمة RGB أو الضوء الأبيض.

تكمن الميزة الأساسية لهذه السلسلة في نظام التصنيف الموحد للمعلمات الرئيسية مثل التدفق الضوئي والطول الموجي وجهد التشغيل الأمامي، مما يضمن أداءً يمكن التنبؤ به وتناسقًا في اللون في الإنتاج بالجملة. زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 110 درجة تجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة.

2. المعلمات والمواصفات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة (T_s=25°C)

تحدد التقييمات التالية الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• التيار الأمامي (I_F):60 مللي أمبير (مستمر)
• التيار النبضي الأمامي (I_FP):80 مللي أمبير (عرض النبضة ≤10 مللي ثانية، دورة العمل ≤1/10)
• تبديد الطاقة (P_D):102 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة التقاطع (T_j):125°C
• درجة حرارة اللحام (T_sld):230°C أو 260°C لمدة 10 ثوانٍ (إعادة التدفق)

2.2 الخصائص الكهربائية-البصرية (T_s=25°C، I_F=40mA)

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي تحت ظروف الاختبار القياسية.

• الجهد الأمامي (V_F):3.0 فولت (نموذجي)، 3.4 فولت (أقصى)
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• الطول الموجي القمة (λ_d):455 نانومتر (نموذجي)
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (أقصى) عند V_R=5V
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):110° (نموذجي)

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان تناسق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعلمات المقاسة.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي (عند 40mA)

يتم تعريف المجموعات بحد أدنى وأقصى لخرج الإضاءة.

• الرمز A3:1.0 لومن (الحد الأدنى) إلى 1.5 لومن (الحد الأقصى)
• الرمز A4:1.5 لومن (الحد الأدنى) إلى 2.0 لومن (الحد الأقصى)
• الرمز A5:2.0 لومن (الحد الأدنى) إلى 2.5 لومن (الحد الأقصى)

ملاحظة: تسامح قياس التدفق الضوئي هو ±7%.

3.2 تصنيف الطول الموجي

يحدد هذا نطاق الطول الموجي السائد للضوء الأزرق المنبعث.

• الرمز B1:445 نانومتر إلى 450 نانومتر
• الرمز B2:450 نانومتر إلى 455 نانومتر
• الرمز B3:455 نانومتر إلى 460 نانومتر
• الرمز B4:460 نانومتر إلى 465 نانومتر

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يساعد الفرز حسب الجهد في تصميم دوائر تشغيل فعالة.

• الرمز 1:2.8 فولت إلى 3.0 فولت
• الرمز 2:3.0 فولت إلى 3.2 فولت
• الرمز 3:3.2 فولت إلى 3.4 فولت

ملاحظة: تسامح قياس الجهد الأمامي هو ±0.08 فولت.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يظهر منحنى I-V العلاقة بين التيار المتدفق عبر الـ LED والجهد عبره. إنه غير خطي، وهو خاصية الصمام الثنائي. يتم تحديد الجهد الأمامي النموذجي (V_F) عند تيار اختبار قدره 40 مللي أمبير. يجب على المصممين التأكد من أن دائرة التشغيل توفر جهدًا كافيًا للوصول إلى تيار التشغيل المطلوب مع إدارة تبديد الطاقة.

4.2 التيار الأمامي مقابل التدفق الضوئي النسبي

يوضح هذا المنحنى كيف يزداد خرج الضوء مع زيادة التيار. بينما يزداد الخرج مع التيار، تنخفض الكفاءة عادةً عند التيارات الأعلى بسبب زيادة التأثيرات الحرارية. يضمن التشغيل عند أو أقل من التيار المستمر الموصى به (60 مللي أمبير) الفعالية المثلى والعمر الطويل.

4.3 درجة حرارة التقاطع مقابل القدرة الطيفية النسبية

أداء الـ LED يعتمد على درجة الحرارة. مع زيادة درجة حرارة التقاطع (T_j)، ينخفض التدفق الضوئي عمومًا، وقد يتحول الطول الموجي القمة قليلاً (عادةً نحو الأطوال الموجية الأطول لمصابيح LED الزرقاء). تعد الإدارة الحرارية الفعالة في التطبيق أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء البصري المستقر والعمر الافتراضي.

4.4 توزيع القدرة الطيفية

يصور المنحنى الطيفي شدة الضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة. بالنسبة لـ LED أزرق، يكون هذا ذروة ضيقة نسبيًا تتمحور حول الطول الموجي السائد (مثل 455 نانومتر). يحدد العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) لهذه الذروة نقاء اللون.

5. معلومات الميكانيكية والغلاف

5.1 أبعاد الغلاف: 3014 (3.0مم × 1.4مم × 0.8مم)

يتم وضع الـ LED في غلاف SMD قياسي مقاس 3014. تشمل الأبعاد الرئيسية طول الجسم 3.0 مم، وعرض 1.4 مم، وارتفاع 0.8 مم. يتم تحديد التسامحات كـ ±0.10 مم للأبعاد .X و ±0.05 مم للأبعاد .XX.

5.2 تخطيط المسارات وتصميم الإستنسل

يتضمن البصمة الموصى بها لتصميم PCB مسارين للأنود ومسارين للكاثود لضمان التثبيت الميكانيكي المستقر وتشكيل وصلة لحام جيدة. يتم توفير نمط إستنسل معجون لحام مقابل للتحكم في حجم معجون اللحام المترسب أثناء التجميع، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق وصلات لحام موثوقة بدون جسور أو لحام غير كافٍ.

5.3 تحديد القطبية

عادةً ما يكون للمكون علامة أو شق على الغلاف للإشارة إلى جانب الكاثود. يجب أيضًا تحديد بصمة PCB بوضوح لمنع التثبيت العكسي أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتركيب والتعامل

6.1 الحساسية للرطوبة والتجفيف

غلاف 3014 حساس للرطوبة (مصنف MSL وفقًا لـ IPC/JEDEC J-STD-020C). إذا تم فتح كيس الحاجز الرطوبي الأصلي وتعرضت المكونات للرطوبة المحيطة بما يتجاوز الحدود المحددة (كما هو موضح بواسطة بطاقة مؤشر الرطوبة داخل الكيس)، فيجب تجفيفها قبل لحام إعادة التدفق لمنع تشقق "الفشار" أو أي تلف ناتج عن الرطوبة.

• ظروف التجفيف:60°C لمدة 24 ساعة.
• بعد التجفيف:يجب لحام المكونات خلال ساعة واحدة أو تخزينها في بيئة جافة (<20% رطوبة نسبية).
• لاتجفف عند درجات حرارة تتجاوز 60°C.

6.2 ظروف التخزين

• الكيس غير المفتوح:قم بالتخزين عند 5°C إلى 30°C، رطوبة أقل من 85%.
• بعد الفتح:قم بالتخزين عند 5°C إلى 30°C، رطوبة أقل من 60%. من أفضل الممارسات التخزين في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو خزانة نيتروجين.
• العمر الافتراضي على أرضية العمل:استخدم خلال 12 ساعة بعد فتح الكيس تحت ظروف أرضية المصنع.

6.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED الزرقاء حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يمكن أن يتسبب ESD في فشل فوري (كارثي) أو تلف كامن يؤدي إلى تقليل العمر الافتراضي وتدهور الأداء.

إجراءات الوقاية:

• استخدم محطات عمل وأرضيات مضادة للكهرباء الساكنة ومؤرضة.
• يجب على المشغلين ارتداء أساور معصم مؤرضة، وأردية مضادة للكهرباء الساكنة، وقفازات.
• استخدم مؤينات لتحييد الشحنات الساكنة في منطقة العمل.
• استخدم مواد تغليف وتداول آمنة من ESD.
• تأكد من أن جميع الأدوات (مثل مكاوي اللحام) مؤرضة بشكل صحيح.

6.4 تصميم دائرة التطبيق

التصميم الصحيح للدائرة ضروري للتشغيل الموثوق.

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة محددة للتيار على التوالي، أو يفضل استخدام مشغل تيار ثابت. يوفر مصدر التيار الثابت خرج ضوء مستقر بغض النظر عن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي.
• تكوين الدائرة:عند توصيل عدة مصابيح LED، يوصى بتكوين متسلسل مع عنصر محدد للتيار واحد لكل سلسلة بدلاً من التوصيلات المتوازية البحتة لضمان توزيع متساوٍ للتيار.
• تسلسل الطاقة:عند توصيل وحدة LED بمصدر طاقة، قم أولاً بتوصيل خرج المشغل بـ LED، ثم قم بتوصيل مدخل المشغل بمصدر الطاقة لتجنب التغيرات العابرة في الجهد.

6.5 التعامل مع المكون

تجنب التعامل المباشر مع عدسة الـ LED بالأصابع، حيث يمكن أن تلوث الزيوت الجلدية سطح السيليكون، مما قد يقلل من خرج الضوء أو يسبب تغير اللون. استخدم أدوات شفط بالتفريغ أو ملاقط. تجنب تطبيق ضغط ميكانيكي مفرط على القبة السيليكونية، حيث يمكن أن يتلف روابط الأسلاك أو الشريحة الداخلية، مما يؤدي إلى الفشل.

7. قاعدة ترقيم الموديل

يتبع رمز المنتج تنسيقًا منظمًا:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

يتضمن هذا الرمز معلومات حول:

• مخطط الغلاف:مثل، '3B' لـ 3014.
• العدسة/البصريات:مثل، '00' لعدم وجود عدسة.
• تكوين الشريحة:مثل، 'S' لشريحة واحدة صغيرة الطاقة.
• اللون:مثل، 'B' للأزرق.
• الرمز الداخلي
• رمز درجة حرارة اللون المترابطة (CCT):لمصابيح LED البيضاء.
• رمز تصنيف التدفق الضوئي:مثل، 'A3'، 'A4'، إلخ.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:لشاشات LCD، لوحات المفاتيح، أو اللافتات.
• الإضاءة الزخرفية:إضاءة بارزة، إضاءة المزاج.
• مصابيح المؤشر:مؤشرات الحالة على الإلكترونيات الاستهلاكية أو المعدات الصناعية.
• أنظمة RGB:كعنصر أزرق في تطبيقات خلط الألوان.

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن الطاقة منخفضة نسبيًا (102 ملي واط كحد أقصى)، إلا أن التبريد الفعال لا يزال مهمًا للحفاظ على الأداء والعمر الطويل، خاصة في التركيبات المغلقة أو درجات الحرارة المحيطة العالية. تأكد من أن PCB يحتوي على تخفيف حراري كافٍ، وإذا لزم الأمر، استخدم PCB ذو قلب معدني (MCPCB) لتبديد حرارة أفضل.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 110 درجة إضاءة منتشرة. للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية أكثر تركيزًا، يمكن وضع بصريات ثانوية (عدسات أو عواكس) فوق الـ LED. يجب أن تكون مادة عدسة السيليكون متوافقة مع المكونات البصرية الثانوية.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما الفرق بين تصنيفات التدفق الضوئي A3 و A4 و A5؟

تمثل هذه التصنيفات مستويات مختلفة للحد الأدنى والأقصى لخرج الضوء عند تيار الاختبار القياسي البالغ 40 مللي أمبير. A5 هو ألمع تصنيف، يليه A4، ثم A3. يسمح لك اختيار تصنيف محدد بتحكم أشد في السطوع في تطبيقك.

9.2 لماذا التجفيف ضروري قبل اللحام؟

يمكن للغلاف البلاستيكي امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن أن تتبخر هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يتسبب في تشقق الغلاف أو فصل الطبقات الداخلية، مما يؤدي إلى الفشل. يزيل التجفيف هذه الرطوبة الممتصة.

9.3 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند أقصى تيار نبضي (80mA) بشكل مستمر؟

لا. تصنيف 80 مللي أمبير مخصص للتشغيل النبضي فقط (عرض النبضة ≤10 مللي ثانية، دورة العمل ≤10%). التشغيل المستمر عند هذا التيار سيتجاوز تصنيف تبديد الطاقة الأقصى ومن المحتمل أن يسبب تدهورًا سريعًا أو فشلًا بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

9.4 كيف أفسر رمز تصنيف الطول الموجي (مثل B2)؟

يشير الرمز B2 إلى أن الطول الموجي السائد لـ LED يقع بين 450 نانومتر و 455 نانومتر. يسمح هذا للمصممين باختيار مصابيح LED ذات درجة لون أزرق محددة للتطبيقات الحساسة للألوان.

10. المقارنة التقنية والاتجاهات

10.1 المقارنة مع أغلفة مشابهة

يقدم غلاف 3014 بصمة أصغر من الغلاف الأقدم 3528 بينما يوفر غالبًا خرج إضاءة وأداء حراريًا مماثلًا أو أفضل. مقارنةً بغلاف 2835، قد يكون لغلاف 3014 نمط إشعاع مكاني ومقاومة حرارية مختلفة قليلاً، مما يجعل الاختيار يعتمد على التطبيق.

10.2 اتجاهات الصناعة

الاتجاه العام في مصابيح LED من نوع SMD هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تناسق اللون من خلال تصنيف أكثر دقة، وتعزيز الموثوقية. تستمر تقنيات التغليف في التطور لإدارة الحرارة من الشريحة شبه الموصلة بشكل أفضل، وهو العامل الأساسي الذي يحد من عمر الـ LED وأدائه. تظل مبادئ التعامل مع الحساسية للرطوبة (MSL) والحماية من ESD ذات أهمية بالغة عبر جميع أغلفة LED الحديثة.