ورقة بيانات سلسلة T19 لمصباح LED السيراميك 3535 - 3.5x3.5x1.6 مم - جهد 1.8-3.6 فولت - طاقة تصل إلى 3.6 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة T19 عبوة LED عالية الأداء قائمة على السيراميك مصممة لتطبيقات الإضاءة المتطلبة. يوفر الشكل 3535 (3.5 مم × 3.5 مم) منصة قوية للإدارة الحرارية الفعالة والإخراج الضوئي العالي. تم تصميم هذه السلسلة للعمل بموثوقية تحت ظروف التيار العالي، مما يجعلها مناسبة لحلول الإضاءة المهنية والصناعية حيث تعد طول العمر والأداء المتسق أمرًا بالغ الأهمية.

2. الميزات الرئيسية والتطبيقات

2.1 الميزات الأساسية

• التدفق الضوئي والفعالية العالية:يوفر إخراجًا ضوئيًا فائقًا لكل وحدة طاقة كهربائية، مما يعزز كفاءة الطاقة.
• التشغيل بتيار عالي:مصمم خصيصًا للتعامل مع التيارات الأمامية المرتفعة، مما يدعم إضاءة أكثر سطوعًا.
• المقاومة الحرارية المنخفضة:تسهل الركيزة السيراميكية وتصميم العبوة تبديدًا ممتازًا للحرارة من تقاطع LED، وهو أمر حاسم للحفاظ على الأداء وعمر التشغيل.
• متوافق مع لحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص:مناسب لعمليات التجميع الحديثة والصديقة للبيئة.

2.2 التطبيقات المستهدفة

• تركيبات الإضاءة الخارجية والمعمارية.
• أنظمة الإضاءة المتخصصة للبستنة.
• إضاءة المسرح والترفيه.
• مصابيح إشارة السيارات والمصابيح الخلفية.

3. نظام ترقيم الأجزاء

يتبع رقم الجزء الهيكل:T □□ □□ □ □ □ □ - □ □□ □□ □. تشمل العناصر الرئيسية:

• رمز النوع (X1):'19' يحدد هذا كعبوة سيراميك 3535.
• رمز درجة حرارة اللون المترابط/اللون (X2):رموز مثل BL (أزرق)، GR (أخضر)، YE (أصفر)، RE (أحمر)، PA (عنبر PC)، CW (RGB)، FW (RGBW).
• عدد الرقائق التسلسلي/المتوازي (X4، X5):يشير إلى التكوين الداخلي (1-Z).
• رمز اللون (X7):يحدد معايير الأداء مثل ANSI (M)، ERP (F)، أو المتغيرات عالية الحرارة (R، T).

يسمح هذا النظام بالتعريف الدقيق للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية لـ LED.

4. الحدود القصوى المطلقة والخصائص الكهربائية/البصرية

4.1 الحدود القصوى المطلقة (Ta=25°C)

هذه هي حدود الإجهاد التي لا يجب تجاوزها، حتى للحظة، لمنع التلف الدائم.

• التيار الأمامي (IF):الأحمر: 700 مللي أمبير؛ الأخضر/الأزرق: 1000 مللي أمبير.
• تيار النبضة الأمامي (IFP):الأحمر: 800 مللي أمبير؛ الأخضر/الأزرق: 1500 مللي أمبير (عرض النبضة ≤100 ميكروثانية، دورة العمل ≤10%).
• تبديد الطاقة (PD):الأحمر: 1820 مللي واط؛ الأخضر/الأزرق: 3600 مللي واط.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت.
• درجة حرارة التشغيل/التخزين:-40°C إلى +105°C.
• درجة حرارة التقاطع (Tj):الأحمر: 105°C؛ الأخضر/الأزرق: 125°C.
• درجة حرارة اللحام:230°C أو 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى أثناء إعادة التدفق.

4.2 الخصائص الكهربائية والبصرية (Ta=25°C)

الأداء النموذجي تحت ظروف الاختبار القياسية (IF=350mA).

• الجهد الأمامي (VF):الأحمر: 1.8-2.6 فولت؛ الأخضر/الأزرق: 2.8-3.6 فولت. (التسامح: ±0.1V)
• الطول الموجي السائد (λD):الأحمر: 615-630 نانومتر؛ الأخضر: 520-535 نانومتر؛ الأزرق: 450-460 نانومتر. (التسامح: ±2.0nm)
• التيار العكسي (IR):10 μA كحد أقصى عند VR=5V.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):نموذجي 120 درجة.
• المقاومة الحرارية (Rth j-sp):من التقاطع إلى نقطة اللحام: نموذجي 5 °C/W.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):يتحمل 2000 فولت (نموذج جسم الإنسان).
• التدفق الضوئي:يختلف حسب اللون والتصنيف (انظر القسم 5). (التسامح: ±7%)

5. هيكل التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع، يتم فرز مصابيح LED في تصنيفات.

5.1 تصنيفات الطول الموجي السائد (IF=350mA)

• الأحمر:R6 (615-620nm)، R1 (620-625nm)، R2 (625-630nm).
• الأخضر:GF (520-525nm)، GG (525-530nm)، G8 (530-535nm).
• الأزرق:B2 (450-455nm)، B3 (455-460nm).

5.2 تصنيفات التدفق الضوئي (IF=350mA)

• الأحمر:AP (51-58 lm) إلى AT (80-88 lm).
• الأخضر:AZ (112-120 lm) إلى BD (150-160 lm).
• الأزرق:AH (18-22 lm) إلى AL (30-37 lm).

5.3 تصنيفات الجهد الأمامي (IF=350mA)

رموز من C3 (1.8-2.0V) إلى L3 (3.4-3.6V)، مما يسمح بالاختيار لمتطلبات السائق المحددة.

6. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية رئيسية (يشار إليها باسم الشكل 1-10) توضح الأداء تحت ظروف مختلفة. هذه ضرورية للتصميم.

6.1 الخصائص الطيفية والزاوية

• طيف الألوان (الشكل 1):يوضح توزيع القدرة الطيفية، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الحساسة للألوان.
• زاوية الرؤية (الشكل 7):يؤكد نمط الانبعاث اللامبرتي النموذجي 120°.

6.2 الاعتمادات على التيار والجهد ودرجة الحرارة

• الكثافة النسبية مقابل التيار الأمامي (الشكل 3):يوضح كيف يتدرج إخراج الضوء مع التيار، وهو أمر مهم لتعتيم الضوء واختيار تيار التشغيل.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 4):منحنى IV حيوي للتصميم الحراري والكهربائي لدائرة السائق.
• الطول الموجي مقابل درجة الحرارة المحيطة (الشكل 2):يشير إلى تحول اللون مع درجة الحرارة، ذو صلة بالإدارة الحرارية.
• التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة الحرارة المحيطة (الشكل 5):يوضح انخفاض إخراج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى تبريد فعال.
• الجهد الأمامي النسبي مقابل درجة الحرارة المحيطة (الشكل 6):يوضح معامل درجة الحرارة السالب لـ Vf.
• التيار الأمامي الأقصى مقابل درجة الحرارة المحيطة (الشكل 8، 9، 10):هذه منحنيات تخفيض التصنيف لمصابيح LED الحمراء والخضراء والزرقاءحرجة. تحدد الحد الأقصى لتيار التشغيل الآمن عند أي درجة حرارة محيطة معينة لمنع تجاوز حد درجة حرارة التقاطع.

7. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

7.1 أبعاد العبوة

عبوة السيراميك 3535 لها حجم جسم 3.5 مم × 3.5 مم بارتفاع نموذجي يبلغ حوالي 1.6 مم. توفر الرسومات الأبعاد قياسات دقيقة لتخطيط البصمة على لوحة الدوائر المطبوعة. التسامح هو نموذجي ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

7.2 تحديد القطبية

مهم:تختلف القطبية حسب نوع الرقاقة.

• مصابيح LED الخضراء والزرقاء: الوسادة 1 هي الأنود (+)، الوسادة 2 هي الكاثود (-).
• مصابيح LED الحمراء: الوسادة 2 هي الأنود (+)، الوسادة 1 هي الكاثود (-).

الاتصال الخاطئ للقطبية سيمنع إضاءة LED.

7.3 تخطيط وسادة اللحام الموصى به

يتم توفير تصميم نمط الأرضية لضمان لحام موثوق ونقل حراري مثالي إلى لوحة الدوائر المطبوعة. الالتزام بهذا التخطيط الموصى به يقلل من عيوب اللحام ويعظم كفاءة تبديد الحرارة.

8. إرشادات اللحام والتجميع

8.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

مصباح LED متوافق مع عمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية. تشمل المعلمات الرئيسية من الملف الشخصي:

• درجة حرارة جسم العبوة القصوى (Tp):260°C كحد أقصى.
• الوقت فوق السائل (TL=217°C):60 إلى 150 ثانية.
• الوقت ضمن 5°C من القمة (Tp):30 ثانية كحد أقصى.
• معدل الصعود (TL إلى Tp):3°C/ثانية كحد أقصى.
• معدل الهبوط (Tp إلى TL):6°C/ثانية كحد أقصى.
• إجمالي وقت الدورة (25°C إلى القمة):8 دقائق كحد أقصى.

اتباع هذا الملف الشخصي يمنع الصدمة الحرارية ويضمن سلامة وصلة اللحام.

9. التعبئة والتغليف والتعامل

9.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع.

• الكمية لكل بكرة:1000 قطعة كحد أقصى.
• التسامح التراكمي:±0.25 مم لكل 10 خطوات.

يتم وضع علامة على البكرة برقم الجزء، ورمز بيانات التصنيع، والكمية.

9.2 التخزين والتعامل

يجب تخزين مصابيح LED في عبوتها الأصلية الحاجبة للرطوبة في بيئة خاضعة للتحكم (موصى به: <30°C / 60% رطوبة نسبية). استخدم احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل. بعد فتح العبوة الحساسة للرطوبة، اتبع إرشادات عمر الأرضية أو اخبز وفقًا لإجراءات IPC/JEDEC القياسية قبل إعادة التدفق إذا تم تجاوزها.

10. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

10.1 إدارة الحرارة

هذا هو العامل الأكثر أهمية على الإطلاق للموثوقية والأداء على المدى الطويل. على الرغم من المقاومة الحرارية المنخفضة (5°C/W نموذجيًا)، فإن غرفة التبريد المصممة بشكل صحيح إلزامية، خاصة عند التيارات العالية.

• استخدم لوحة دوائر مطبوعة متعددة الطبقات مع فتحات حرارية تحت وسادة LED متصلة بمستويات نحاسية كبيرة.
• للتطبيقات عالية الطاقة، فكر في لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب ألومنيوم (MCPCB) أو حل تبريد نشط.
• ارجع دائمًا إلى منحنيات تخفيض التصنيف للتيار الأمامي الأقصى مقابل درجة الحرارة المحيطة (الشكل 8-10) لاختيار تيار تشغيل آمن لأسوأ حالة درجة حرارة لتطبيقك.

10.2 التشغيل الكهربائي

• شغل LED بمصدر تيار ثابت، وليس مصدر جهد ثابت، لإخراج ضوئي مستقر وطول عمر.
• ضع في اعتبارك تصنيف الجهد الأمامي وتسامحه عند تصميم جهد الامتثال للسائق.
• فكر في تنفيذ بدء تشغيل تدريجي أو تحديد تيار اندفاع في دائرة السائق.
• لتشغيل النبض (IFP)، التزم الصارم بحدود عرض النبضة المحدد (≤100μs) ودورة العمل (≤10%).

10.3 التصميم البصري

• زاوية الرؤية 120° مناسبة للإضاءة العامة. للحزم الأضيق، مطلوب بصريات ثانوية (عدسات).
• اختر تصنيفات الطول الموجي والتدفق الضوئي المناسبة في مرحلة التصميم لضمان اتساق اللون وتوحيد السطوع عبر تركيبة LED متعددة.

11. المقارنة التقنية والمزايا

تقدم عبوة السيراميك 3535 مزايا متميزة مقارنة بمصابيح LED SMD البلاستيكية التقليدية (مثل 2835 أو 5050) في سيناريوهات الطاقة العالية:

• أداء حراري فائق:مادة السيراميك لها موصلية حرارية أعلى بكثير من البلاستيك، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة التقاطع عند نفس مستوى الطاقة، مما يترجم مباشرة إلى عمر تشغيل أطول وإخراج ضوئي محافظ أعلى (L70/L90).
• معالجة طاقة أعلى:قادرة على الحفاظ على تيارات تشغيل أعلى (تصل إلى 1000mA/1500mA نبضة) بسبب تبديد حرارة أفضل.
• موثوقية معززة:السيراميك أكثر مقاومة لإجهاد الدورات الحرارية والرطوبة، مما يجعله مثاليًا للبيئات القاسية مثل الإضاءة الخارجية.
• نقطة لون مستقرة:الاستقرار الحراري الأفضل يقلل من تحول اللون بمرور الوقت وظروف التشغيل.

12. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هي الفائدة الرئيسية من عبوة السيراميك؟

ج: الفائدة الأساسية هي الإدارة الحرارية الممتازة، مما يسمح بتيارات تشغيل أعلى، وموثوقية أفضل، وتدهور أقل في الأداء بمرور الوقت مقارنة بالعبوات البلاستيكية.

س: لماذا تختلف القطبية والتيارات القصوى بين مصابيح LED الحمراء مقابل الخضراء/الزرقاء؟

ج: هذا بسبب مواد أشباه الموصلات المختلفة المستخدمة (مثل AlInGaP للأحمر، InGaN للأخضر/الأزرق)، والتي لها خصائص كهربائية وكفاءة مختلفة.

س: كيف أختار تيار التشغيل الأمامي المناسب لتصميمي؟

ج: ابدأ بتيار الاختبار النموذجي (350mA). لسطوع أعلى، قم بزيادة التيار ولكنيجباستشارة منحنيات تخفيض التصنيف (الشكل 8-10) بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة متوقعة لنظامك والمقاومة الحرارية لضمان عدم تجاوز Tj. لا تتجاوز أبدًا الحد الأقصى المطلق للتصنيف للتيار المستمر.

س: ماذا يعني "رمز اللون" (مثل M، F، R) في رقم الجزء؟

ج: يشير إلى معيار الأداء أو تصنيف درجة الحرارة الذي يتم تصنيف LED ضده. على سبيل المثال، 'M' هو لتصنيفات ANSI القياسية، بينما تشير 'R' و 'T' إلى تصنيفات مصنفة للعمل عند درجات حرارة تقاطع أعلى (معايير ANSI 85°C و 105°C على التوالي).

13. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم كشاف فيضان خارجي عالي الطاقة.

1. المتطلبات:إخراج لومن عالي، قوي للاستخدام الخارجي، عمر تشغيل طويل (>50,000 ساعة L70).
2. اختيار LED:تم اختيار عبوة السيراميك 3535 لقوتها الحرارية. تم اختيار مصابيح LED خضراء من تصنيف التدفق 'BD' (150-160 lm @350mA) للفعالية العالية.
3. التصميم الحراري:تم استخدام لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب ألومنيوم (MCPCB) بقاعدة سمك 3 مم. تم تشغيل محاكاة حرارية لضمان بقاء درجة حرارة تقاطع LED أقل من 110°C عند درجة حرارة محيطة 40°C.
4. التصميم الكهربائي:تم ضبط السائق على تيار ثابت 700mA. بالرجوع إلى الشكل 9، عند درجة حرارة محيطة 40°C، يكون الحد الأقصى المسموح به للتيار أعلى بكثير من 700mA، مما يوفر هامش أمان. نطاق جهد خرج السائق يستوعب تصنيف Vf (مثل H3: 2.8-3.0V).
5. التصميم البصري:تمت إضافة بصريات ثانوية (عدسة) لتحقيق زاوية الحزمة المطلوبة لإضاءة الفيضان.
6. النتيجة:تركيبة موثوقة عالية الإخراج تحافظ على السطوع واللون طوال عمرها الافتراضي بسبب الإدارة الحرارية الفعالة التي تتيحها عبوة LED السيراميك.

14. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمواد أشباه الموصلات المستخدمة (مثل AlInGaP للأحمر/البرتقالي، InGaN للأزرق/الأخضر). تعمل العبوة السيراميكية في المقام الأول كدعم ميكانيكي، وربط كهربائي، والأهم من ذلك، مسار حراري عالي الكفاءة لتوصيل الحرارة بعيدًا عن رقاقة أشباه الموصلات (الموت) إلى لوحة الدوائر المطبوعة وغرفة التبريد.

15. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر صناعة LED في التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وكثافة طاقة أعلى، وموثوقية محسنة. العبوات السيراميكية مثل 3535 هي جزء من هذا الاتجاه، مما يتيح هذه التطورات من خلال حل التحديات الحرارية. قد تشمل التطورات المستقبلية:

• زيادة الفعالية:التحسينات المستمرة في النمو فوق الشبكي وتصميم الرقائق تدفع الحدود النظرية لإخراج الضوء.
• التعبئة المتقدمة:دمج رقائق ألوان متعددة (RGB، RGBW) داخل عبوة سيراميك واحدة لتركيبات قابلة لضبط اللون، أو تعبئة على مستوى الرقاقة (CSP) لأداء حراري أفضل.
• التكامل الذكي:دمج دوائر التحكم المتكاملة أو أجهزة الاستشعار مباشرة في عبوة LED لأنظمة الإضاءة الذكية.
• أطياف متخصصة:مزيد من تحسين الأطياف للإضاءة المتمحورة حول الإنسان (HCL) والبستنة (مثل الأحمر البعيد، الأشعة فوق البنفسجية).

الدافع الأساسي هو توفير مصادر ضوء أكثر قابلية للتحكم وكفاءة ومتانة لمجموعة متوسعة من التطبيقات.