مواصفات LED كامل الألوان 2.8x2.7x3.0mm - جهد 1.7-3.4V - قدرة 60-68mW - ورقة بيانات فنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يجمع مصباح LED كامل الألوان هذا بين باعثات الأحمر والأخضر والأزرق في حزمة مدمجة للتركيب السطحي بأبعاد 2.8mm × 2.7mm × 3.0mm. يقلل التصميم ذو السطح غير اللامع بشكل كبير من الوهج ويعزز التباين، مما يجعله مثالياً لشاشات العرض الفيديو عالية الجودة. يوفر LED شدة إضاءة عالية مع تبديد طاقة منخفض، وعمر تشغيل طويل، ومقاومة للماء بمعيار IPX6، مما يتيح أداءً موثوقاً في البيئات الخارجية والظروف الصعبة. يضمن مستوى حساسية الرطوبة 5a (MSL 5a) معالجة قوية أثناء التجميع. المنتج متوافق مع RoHS ومناسب لعمليات اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص.

تم تصميم الجهاز لشاشات الفيديو كاملة الألوان، والإضاءة الزخرفية الداخلية والخارجية، وتطبيقات الترفيه، واللافتات العامة. بفضل الأطوال الموجية المطابقة بعناية والسطوع العالي، فإنه يقدم ألواناً زاهية وتوحيداً ممتازاً.

2. تحليل متعمق للمعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

عند درجة حرارة Ts=25°C، يعمل LED بتيار أمامي (IF) قيمته 20mA للتطبيقات النموذجية. تتراوح الجهد الأمامي (VF) كالتالي: الأحمر من 1.7V إلى 2.4V، الأخضر من 2.7V إلى 3.4V، الأزرق من 2.7V إلى 3.4V. يختلف الطول الموجي السائد (λD) حسب اللون: الأحمر 617-628nm، الأخضر 520-545nm، الأزرق 460-475nm. عرض نطاق الطيف الإشعاعي (Δλ) هو 24nm للأحمر، 38nm للأخضر، و30nm للأزرق، مما يوفر نقاء لوني مشبع. قيم شدة الإضاءة (IV) عند 20mA تشمل الحد الأدنى والمتوسط والأقصى: الأحمر min 1000mcd، avg 1500mcd، max 2250mcd؛ الأخضر min 2300mcd، avg 3500mcd، max 5200mcd؛ الأزرق min 350mcd، avg 520mcd، max 780mcd. زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 70-80° للأحمر، 60-70° للأخضر، و75-85° للأزرق، مما يضمن تغطية واسعة.

2.2 القيم القصوى المطلقة

عند Ts=25°C، تضمن القيم القصوى التشغيل الآمن في الظروف القصوى: التيار الأمامي الأقصى (IF): الأحمر 25mA، الأخضر 20mA، الأزرق 20mA؛ التيار الأمامي الذروي (IFP) 80mA لجميع الألوان مع دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1ms. الجهد العكسي (VR) هو 5V. نطاق درجة حرارة التشغيل من -30°C إلى +85°C، ودرجة حرارة التخزين من -40°C إلى +100°C. حدود تبديد الطاقة (PD): الأحمر 60mW، الأخضر 68mW، الأزرق 68mW. جهد تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) (HBM) 1000V. يجب توخي الحذر لعدم تجاوز هذه القيم لتجنب التلف الدائم.

2.3 الخصائص الحرارية

يعتمد أداء LED على درجة الحرارة. ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة الحرارة، بينما تنخفض شدة الإضاءة. في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، يلزم تخفيض التيار الأمامي للحفاظ على سلامة درجة حرارة الوصلة. يضمن ملف درجة حرارة اللحام الموصى به وصلات لحام موثوقة دون إجهاد حراري. للتشغيل طويل الأمد، يجب أن تبقى درجة حرارة سطح LED أقل من 55°C ودرجة حرارة الرصاص أقل من 75°C للحفاظ على السطوع الأمثل والعمر الافتراضي.

3. نظام التصنيف

يتم تصنيف LED إلى حاويات بناءً على شدة الإضاءة (IV)، والجهد الأمامي (VF)، والطول الموجي السائد (Wd). يضمن التصنيف الاتساق عبر الدفعات لأداء عرض موحد. تشمل التسمية رموز الحاوية التي تحدد درجة الشدة والجهد والطول الموجي والتيار الأمامي. يمكن للعملاء اختيار الحاويات المناسبة بناءً على متطلبات تطبيقاتهم. يتم توفير بيانات التصنيف التفصيلية على ملصق المنتج المرفق بكل بكرة.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

تظهر المنحنيات النموذجية أنه مع زيادة الجهد الأمامي، يرتفع التيار الأمامي بشكل أسي. عند 2.0V، تيار الأحمر ~10mA؛ عند 2.4V، يصل إلى 20mA. للأخضر والأزرق عتبات جهد أعلى. تساعد هذه المنحنيات المصممين على ضبط ظروف التشغيل المناسبة وحساب تبديد الطاقة.

4.2 التيار الأمامي مقابل شدة الإضاءة النسبية

تزداد الشدة النسبية بشكل خطي تقريبًا مع التيار الأمامي حتى 30mA للأحمر و20mA للأخضر/الأزرق. التشغيل بتيارات أقل يطيل العمر ويقلل الحرارة، بينما التيارات الأعلى تزيد السطوع ولكن يجب أن تبقى ضمن الحدود القصوى المطلقة.

4.3 شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة

تنخفض الشدة مع ارتفاع درجة الحرارة: عند 85°C، تنخفض الشدة النسبية إلى حوالي 0.6 للأحمر و0.5 للأخضر/الأزرق مقارنة بـ 25°C. الإدارة الحرارية أمر بالغ الأهمية في المصفوفات عالية الكثافة.

4.4 درجة حرارة اللحام مقابل تخفيض التيار الأمامي

فوق 25°C، يجب تقليل التيار الأمامي المسموح به. عند 85°C، يمكن للأحمر تحمل 18mA، والأخضر/الأزرق 15mA. يمنع هذا التخفيض ارتفاع الحرارة ويضمن الموثوقية.

4.5 توزيع الطيف

تظهر منحنيات الطيف قمم انبعاث ضيقة: الأحمر عند ~625nm، الأخضر عند ~530nm، الأزرق عند ~465nm. تساهم النطاقات الضيقة في نقاء اللون العالي والتشبع، وهو أمر ضروري للعروض الزاهية.

4.6 زاوية الإشعاع

تشير أنماط الاتجاهية (X-X و Y-Y) إلى تغطية زاوية واسعة. عند ±45°، تظل الشدة النسبية أعلى من 70% لجميع الألوان، مما يضمن توزيعاً موحداً للضوء عبر زوايا الرؤية.

5. معلومات ميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد الحزمة

يبلغ قياس LED 2.8mm (طول) × 2.7mm (عرض) × 3.0mm (ارتفاع). التفاوتات هي ±0.1mm ما لم يذكر خلاف ذلك. يظهر المنظر السفلي ستة وسائد: 1R+, 2R-, 3G+, 4G-, 5B+, 6B-. القطبية محددة بوضوح. تتطابق أنماط اللحام الموصى بها مع تخطيط الوسادة.

5.2 شريط الحامل والبكرة

يتم تعبئة المكونات في شريط حامل بأبعاد: خطوة 4mm، عرض 8mm، حجم التجويف 3.0mm × 2.8mm × 1.1mm. القطر الخارجي للبكرة 330.2mm، قطر المحور 79.5mm، مع تفاوتات محددة. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة.

5.3 مواصفات الملصق

يتضمن الملصق على كل بكرة رقم القطعة، رقم الدفعة، رمز الحاوية (IV، VF، Wd، IF)، الكمية، ورمز التاريخ. هذا يتيح إمكانية التتبع ويضمن اختيار الحاوية الصحيحة.

5.4 تغليف مقاوم للرطوبة

للحماية من الرطوبة، يتم إغلاق LED في كيس رقائق ألومنيوم مضاد للكهرباء الساكنة مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة. إذا أظهر المؤشر رطوبة ≥30%، يلزم الخبز قبل الاستخدام.

5.5 صندوق من الورق المقوى

يتم تعبئة البكرات في صناديق من الورق المقوى القوية للنقل. أبعاد الصندوق غير محددة ولكنها مصممة لمنع التلف.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق

يتبع اللحام الموصى به بإعادة التدفق ملفاً قياسياً خالياً من الرصاص: التسخين المسبق من 150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية، الصعود بمعدل ≤4°C/s إلى درجة حرارة الذروة 250°C (كحد أقصى)، الوقت فوق 217°C (TL) لا يتجاوز 60 ثانية، التبريد بمعدل ≤6°C/s. يُسمح بإعادة تدفق واحدة فقط. استخدم معجون لحام متوسط درجة الحرارة. لا تطبق إجهاد ميكانيكي أثناء التسخين. بعد اللحام، اترك المنتج ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة قبل المناولة.

6.2 مكواة اللحام

إذا كان اللحام اليدوي ضرورياً، حافظ على درجة حرارة المكواة أقل من 300°C ووقت التلامس أقل من 3 ثوانٍ. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط.

6.3 الإصلاح

يجب تجنب الإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق مسبقاً من أن خصائص LED لن تتلف.

6.4 التنظيف

يفضل استخدام معجون لحام لا يحتاج للتنظيف؛ إذا كان التنظيف ضرورياً، استخدم كحول الأيزوبروبيل (IPA). لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية. اختبر أي مذيب بديل مسبقاً لضمان عدم تلف LED.

6.5 احتياطات التخزين والمناولة

العمر الافتراضي للعبوات غير المفتوحة هو عام واحد عند تخزينها عند ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. بعد الفتح، قم باللحام خلال 24 ساعة أو خزن عند ≤30°C ورطوبة نسبية ≤10%. حالة الخبز: 65±5°C لمدة 24 ساعة (إذا أظهر مؤشر الرطوبة ≥30% أو انتهت الصلاحية). للتخزين الأطول (2-6 أشهر أو >6 أشهر)، اخبز لمدة 24 ساعة أو 48 ساعة على التوالي. ارتدِ دائماً أساور مضادة للكهرباء الساكنة وتأكد من تأريض المعدات. تجنب الاتصال المباشر بسطح الإيبوكسي لمنع تلف الدائرة الداخلية.

7. معلومات التعبئة والطلب

التعبئة القياسية: 2000 قطعة لكل بكرة. أبعاد شريط الحامل والبكرة تتبع مواصفات EIA. يحتوي الملصق على رقم القطعة ورقم الدفعة والكمية ومعلومات الحاوية. يجب أن تحدد الطلبات رموز الحاوية المطلوبة للشدة والجهد والطول الموجي إذا لزم الأمر. قد تنطبق كمية الطلب الأدنى.

8. ملاحظات التطبيق

هذا LED مناسب لشاشات الفيديو كاملة الألوان الخارجية حيثما تكون هناك حاجة إلى سطوع عالي وتباين. السطح غير اللامع يقلل الانعكاس، مما يحسن الوضوح في ضوء الشمس المباشر. للإضاءة الزخرفية الداخلية، تضمن زاوية الرؤية الواسعة إضاءة موحدة. في تطبيقات الترفيه، يسمح تصنيف IPX6 بالتعرض للمطر والرذاذ. يجب على المصممين ضمان تبديد حراري مناسب، خاصة في المصفوفات الكثيفة، للحفاظ على درجة حرارة السطح أقل من 55°C. استخدم مشغلات تيار ثابت للحفاظ على سطوع مستقر. يوصى بحماية الجهد العكسي: يمكن لـ LED تحمل جهد عكسي يصل إلى 5V، لكن التحيز العكسي المطول يمكن أن يسبب تلفاً. للسلامة، أبق الجهد العكسي أقل من 10V في تصميم الدائرة.

9. مقارنة تقنية

مقارنةً بمصابيح LED كاملة الألوان ذات السطح اللامع القياسية، يوفر هذا الإصدار ذو السطح غير اللامع تبايناً أعلى ووهجاً أقل، مما يجعله متفوقاً على جدران الفيديو عالية الجودة. توفر حاويات الطول الموجي الضيقة (على سبيل المثال، الأحمر 617-628nm) ألواناً حمراء أكثر تشبعاً من المنافسين ذوي الحاويات الأوسع. تتيح شدة الإضاءة العالية (حتى 5200mcd للأخضر) استهلاك طاقة أقل لنفس سطوع الشاشة. يعد تصنيف IPX6 ميزة مميزة للتطبيقات الخارجية، بينما تقدم العديد من المنتجات المماثلة فقط IPX4 أو لا مقاومة للماء على الإطلاق. يسمح MSL 5a بعمر أرضي أطول (24 ساعة) مقارنة بـ MSL 2a (72 ساعة) ولكنه يتطلب تحكماً دقيقاً في الرطوبة؛ هذه مقايضة لحساسية رطوبة أعلى.

10. الأسئلة الشائعة

س: هل يمكنني تشغيل LED بتيار 30mA بشكل مستمر؟لا، التيار الأمامي الأقصى المطلق هو 25mA للأحمر و20mA للأخضر/الأزرق. التشغيل المستمر فوق هذه القيم سيتلف LED.

س: ما هو العمر الافتراضي النموذجي؟لا تحدد ورقة البيانات العمر الدقيق، ولكن بناءً على اختبارات الموثوقية (1000 ساعة عند 85°C/85%RH، الصدمة الحرارية، إلخ)، تم تصميم LED لعمر طويل (>50,000 ساعة في الظروف الموصى بها).

س: هل LED مناسب للفيديو كامل الألوان بمعدلات تحديث عالية؟نعم، زمن الاستجابة السريع لمصابيح LED (<1μs) يجعلها مثالية لتعتيم PWM حتى عدة كيلوهرتز.

س: كيف أفسر رمز الحاوية على الملصق؟يحتوي رمز الحاوية على أربع معلمات: IV (نطاق شدة الإضاءة)، VF (نطاق الجهد الأمامي)، Wd (نطاق الطول الموجي السائد)، IF (تيار الاختبار). استخدم هذه المعلومات لمطابقة مصابيح LED للحصول على عرض موحد.

س: هل يمكنني اللحام بإعادة التدفق مرتين؟لا، يُسمح بعملية إعادة تدفق واحدة فقط. قد تؤدي إعادة التدفق المزدوجة إلى فشل ربط الشريحة أو تدهور الوصلة السلكية.

11. دراسة حالة: شاشة LED خارجية تستخدم هذا الجهاز

صممت إحدى الشركات المصنعة شاشة LED خارجية كاملة الألوان من نوع P6 باستخدام وحدات مصفوفة 8x8 من هذا LED. قلل السطح غير اللامع من انعكاس ضوء الشمس، محققاً سطوعاً يبلغ 5000 nits مع تباين جيد. سمح تصنيف IPX6 بالتشغيل في الظروف الممطرة دون حشو إضافي. بعد 2000 ساعة من اختبار العمر المتسارع عند درجة حرارة محيطة 55°C، كان متوسط تدهور الشدة أقل من 15%، مما يؤكد الموثوقية. ضمنت حاويات الطول الموجي الضيقة تناسق الألوان عبر الشاشة بأكملها.

12. مبدأ التشغيل

هذا LED هو جهاز شبه موصل يعتمد على الإضاءة الكهربائية للوصلة p-n. تصدر كل شريحة لونية (الأحمر: AlInGaP أو GaAsP، الأخضر/الأزرق: InGaN) ضوءاً عند انحيازها أمامياً. يتم تحديد الطول الموجي بواسطة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة. يستخدم الأحمر سبيكة فجوة نطاق مباشرة ذات طاقة أقل، بينما يستخدم الأخضر والأزرق نيتريد الغاليوم الإنديوم ذو الطاقة الأعلى. يتم تحقيق السطح غير اللامع من خلال معالجة سطحية تنشر الضوء، مما يقلل الوهج دون فقدان كبير في الكفاءة. يشتمل تصميم الحزمة على كوب عاكس وعدسة إيبوكسي شفافة (تشطيب غير لامع) توفر أيضاً حماية ميكانيكية ومقاومة للرطوبة.

13. اتجاهات التطوير

يتجه اتجاه الصناعة لمصابيح LED كاملة الألوان نحو حزم أصغر بكثافة بكسل أعلى (على سبيل المثال، 2.0x2.0mm لشاشات 4K)، وسطوع أعلى لكل شريحة (تحقيق >10,000mcd للأخضر)، ومقاومة محسنة للطقس (IPX8). تمثل هذه الحزمة 2.8x2.7x3.0mm حجماً ناضجاً يوازن بين سهولة اللحام والأداء البصري. قد تركز التطورات المستقبلية على حاويات طول موجي أضيق لتغطية أفضل لتدرج الألوان (على سبيل المثال، DCI-P3) وإدارة حرارية أفضل للسماح بتيارات تشغيل أعلى دون تقادم مبكر. كما يتزايد استخدام تغليف السيليكون بدلاً من الإيبوكسي لموثوقية أعلى في البيئات القاسية.