جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 2. الخصائص البصرية والكهربائية
- 2.1 الجهد الأمامي (VF)
- 2.2 الطول الموجي السائد (λD)
- 2.3 الشدة الضوئية (IV)
- 2.4 معلمات أخرى
- 3. نظام التجميع (Binning)
- 4. منحنيات الخصائص البصرية النموذجية
- 4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي
- 4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي
- 4.3 درجة حرارة الدبوس مقابل الشدة النسبية
- 4.4 درجة حرارة الدبوس مقابل التيار الأمامي
- 4.5 التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد
- 4.6 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي
- 4.7 نمط الإشعاع
- 5. معلومات ميكانيكية والتعبئة والتغليف
- 5.1 أبعاد الحزمة
- 5.2 شريط النقل والبكرة
- 5.3 معلومات الملصق
- 6. إرشادات اللحام والتجميع
- 6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق
- 6.2 اللحام اليدوي
- 6.3 التخزين ومعالجة الرطوبة
- 7. معلومات التعبئة والتغليف والطلب
- 8. توصيات التطبيق
- 9. احتياطات المناولة
- 10. الموثوقية والجودة
- مصطلحات مواصفات LED
- الأداء الكهروضوئي
- المعايير الكهربائية
- إدارة الحرارة والموثوقية
- التعبئة والمواد
- مراقبة الجودة والتصنيف
- الاختبار والشهادات
1. نظرة عامة على المنتج
تم تصنيع شريحة LED الخضراء هذه باستخدام شريحة LED خضراء عالية الكفاءة ومحكمة الإغلاق في حزمة صغيرة جداً للتجميع السطحي بحجم 1.6 مم × 0.8 مم × 0.4 مم. يوفر الجهاز مدى طول موجي سائد يتراوح بين 525 نانومتر و535 نانومتر، مما يجعله مناسباً لمختلف تطبيقات المؤشرات والشاشات. بفضل زاوية رؤية واسعة جداً تبلغ 140 درجة وجهد أمامي منخفض يبدأ من 2.3 فولت، فإنه يقدم أداءً بصرياً ممتازاً للاستخدام العام.
تم تصميم LED للتجميع الآلي SMT وهو متوافق مع عمليات اللحام بإعادة التدفق القياسية. يُصنف على أنه مستوى حساسية للرطوبة 3 (MSL 3) ومتوافق تماماً مع RoHS. تشمل التصنيفات القصوى المطلقة تبديد طاقة قدره 60 مللي واط، وتيار أمامي 20 مللي أمبير (60 مللي أمبير ذروة)، ونطاق درجة حرارة تشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
2. الخصائص البصرية والكهربائية
يلخص الجدول التالي المعلمات البصرية والكهربائية الرئيسية عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية وتيار اختبار 2 مللي أمبير (ما لم يذكر خلاف ذلك).
2.1 الجهد الأمامي (VF)
يتم تجميع الجهد الأمامي في عدة نطاقات فرعية (D2, E1, E2, F1, F2, G1, G2) بقيم نموذجية تتراوح من 2.3V إلى 2.9V وقيم قصوى من 2.4V إلى 3.0V. يعتمد رمز الصندوق الدقيق على الجهد المقاس عند IF=2mA.
2.2 الطول الموجي السائد (λD)
يتم تصنيف الطول الموجي السائد إلى أربعة صناديق: F10 (525-527.5 نانومتر)، F20 (527.5-530 نانومتر)، G10 (530-532.5 نانومتر)، وG20 (532.5-535 نانومتر). يبلغ عرض نصف الحزمة الطيفية (Δλ) عادةً 15 نانومتر.
2.3 الشدة الضوئية (IV)
يتم فرز الشدة الضوئية إلى صناديق تتراوح من FD0 (90-100 ملي شمعة) إلى 1FS (150-160 ملي شمعة) عند IF=2mA. التسامح في القياس هو ±10%.
2.4 معلمات أخرى
زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 140° (نموذجية). التيار العكسي (IR) عند VR=5V هو ≥10 μA. المقاومة الحرارية (RTHJ-S) هي ≥450 °C/W.
3. نظام التجميع (Binning)
يتم فرز المنتج حسب الجهد الأمامي والطول الموجي السائد والشدة الضوئية. يتم وضع علامات أكواد الصندوق على ملصق البكرة كما هو موضح في قسم التغليف. يجب على العملاء تحديد مجموعة الصناديق المطلوبة عند الطلب لضمان الاتساق في تطبيقهم.
4. منحنيات الخصائص البصرية النموذجية
توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة لمساعدة المصممين على فهم سلوك الجهاز في ظل ظروف مختلفة.
4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي
عند التيار المنخفض (أقل من 5 مللي أمبير)، يزداد الجهد الأمامي بشكل حاد. يظهر المنحنى علاقة غير خطية نموذجية للدايود. عند 20 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 3.0 فولت (نموذجي للرقائق الخضراء).
4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي
تزداد الشدة الضوئية النسبية خطياً مع التيار الأمامي حتى حوالي 20 مللي أمبير، وبعدها يبدأ التشبع. هذا المنحنى مفيد لتحديد تيار الإثارة الأمثل لمتطلب سطوع معين.
4.3 درجة حرارة الدبوس مقابل الشدة النسبية
مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، تنخفض الشدة النسبية. عند 100 درجة مئوية، تنخفض الشدة إلى حوالي 0.85 من القيمة عند 25 درجة مئوية. تعتبر الإدارة الحرارية أمراً بالغ الأهمية للحفاظ على خرج ضوئي ثابت.
4.4 درجة حرارة الدبوس مقابل التيار الأمامي
يجب خفض تيار أمامي الأقصى عند درجات حرارة الدبوس الأعلى. يتم تحديد منطقة التشغيل الآمنة في المنحنى؛ على سبيل المثال، عند 100 درجة مئوية، ينخفض التيار الأمامي المسموح به إلى حوالي 10 مللي أمبير.
4.5 التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد
تؤدي زيادة التيار الأمامي من 0 إلى 30 مللي أمبير إلى إزاحة طفيفة في الطول الموجي السائد (حوالي 2-3 نانومتر نحو الأطوال الموجية الأطول) بسبب تسخين الوصلة. يجب مراعاة هذا التأثير في التطبيقات الحرجة للألوان.
4.6 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي
يُظهر الطيف ذروة انبعاث ضيقة حول 527 نانومتر (نموذجية للأخضر). يبلغ عرض الحزمة الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) حوالي 15 نانومتر، مما يوفر نقاء لون جيد.
4.7 نمط الإشعاع
يشير مخطط الإشعاع القطبي إلى توزيع واسع على نمط لامبرتي مع نصف شدة عند حوالي ±70 درجة. وهذا يجعل LED مناسباً للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة.
5. معلومات ميكانيكية والتعبئة والتغليف
5.1 أبعاد الحزمة
أبعاد حزمة LED هي 1.6 مم (طول) × 0.8 مم (عرض) × 0.4 مم (ارتفاع). التفاوتات هي ±0.2 مم ما لم يذكر خلاف ذلك. يظهر المنظر العلوي وسادتين كهربائيتين (الوسادة 1 والوسادة 2) بأبعاد 0.22 مم × 0.70 مم. يشير المنظر السفلي إلى علامة القطبية (الوسادة الأنودية أكبر). يتم توفير نمط اللحام الموصى به بأبعاد وسادة 0.8 مم × 0.8 مم متباعدة 2.4 مم.
5.2 شريط النقل والبكرة
يتم تغليف LEDs في شريط نقل بعرض 8 مم، ومسافة 4 مم، وحجم تجويف يستوعب الحزمة 1.6x0.8 مم. يشتمل الشريط على علامات قطبية وشريط غطاء علوي. تحتوي كل بكرة على 4,000 قطعة. القطر الخارجي للبكرة هو 178±1 مم، قطر المحور 60±1 مم، وعرض الشريط 8.0±0.1 مم.
5.3 معلومات الملصق
يتضمن ملصق البكرة رقم الجزء، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز الصندوق (التدفق الضوئي، اللونية، الجهد الأمامي، الطول الموجي)، الكمية، ورمز التاريخ. يتم إرفاق الملصق بالبكرة وأيضاً بكيس حاجز الرطوبة.
6. إرشادات اللحام والتجميع
6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق
يتبع ملف إعادة التدفق الموصى به معايير JEDEC. المعلمات الرئيسية: معدل الارتفاع ≥3°C/ثانية، التسخين المسبق من 150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية، الوقت فوق 217°C (TL) من 60-150 ثانية، درجة الحرارة القصوى (TP) 260°C مع أقصى وقت 10 ثوانٍ ضمن 5°C من TP، ومعدل التبريد ≥6°C/ثانية. يجب ألا يتجاوز الوقت الإجمالي من 25°C إلى الذروة 8 دقائق. يُسمح بتمريرتين فقط لعملية إعادة التدفق.
6.2 اللحام اليدوي
إذا كان اللحام اليدوي مطلوباً، فيجب أن تكون درجة حرارة المكواة ≥300°C ووقت التلامس ≥3 ثوانٍ. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط.
6.3 التخزين ومعالجة الرطوبة
يتم تخزين LEDs في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة. قبل فتح الكيس، تكون ظروف التخزين ≥30°C ورطوبة نسبية ≥75% لمدة تصل إلى عام واحد. بعد الفتح، يجب استخدام LEDs خلال 168 ساعة عند ≥30°C ورطوبة نسبية ≥60%. إذا تم تجاوز وقت التخزين أو أظهر مؤشر المادة المجففة رطوبة، فيجب خبز LEDs عند 60±5°C لمدة 24 ساعة على الأقل قبل الاستخدام.
7. معلومات التعبئة والتغليف والطلب
وحدة التغليف القياسية هي بكرة تحتوي على 4,000 قطعة. يتم إغلاق البكرات في أكياس حاجز للرطوبة، مع ملصقات تشير إلى أكواد الصندوق. يتم تعبئة عدة بكرات في صناديق كرتونية. عند الطلب، يجب على العملاء تحديد أكواد الصندوق المطلوبة للجهد الأمامي والطول الموجي والشدة لضمان توحيد المنتج.
8. توصيات التطبيق
مصباح LED الأخضر هذا مناسب للمؤشرات البصرية، والمفاتيح، والرموز، والشاشات، والإضاءة العامة. يجب على المصممين مراعاة الإدارة الحرارية: يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 95 درجة مئوية، ويجب أن يظل تبديد الطاقة أقل من 60 مللي واط. المقاوم المحدد للتيار إلزامي لمنع زيادة التيار بسبب تغيرات الجهد. LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (HBM 1000V)؛ مطلوب حماية مناسبة من التفريغ الكهروستاتيكي أثناء المناولة.
9. احتياطات المناولة
تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على عدسة السيليكون. استخدم أدوات مناسبة لالتقاط ووضع LEDs من الجانب. لا تلمس سطح العدسة مباشرة. يجب أن تحتوي البيئة على محتوى كبريت منخفض (<أقل من 100 جزء في المليون) لمنع تغير اللون. يجب أن يكون محتوى البروم والكلور في المواد المحيطة أقل من 900 جزء في المليون لكل منهما على حدة وإجمالي<أقل من 1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) تدهور غلاف السيليكون؛ تجنب المواد اللاصقة التي تطلق أبخرة عضوية.<أقل من 1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) تدهور غلاف السيليكون؛ تجنب المواد اللاصقة التي تطلق أبخرة عضوية.
10. الموثوقية والجودة
يخضع المنتج لاختبارات الموثوقية بما في ذلك إعادة التدفق (260 درجة مئوية، 10 ثوانٍ، دورتان)، دورة درجة الحرارة (-40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، 100 دورة)، الصدمة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، 300 دورة)، التخزين في درجة حرارة عالية (100 درجة مئوية، 1000 ساعة)، التخزين في درجة حرارة منخفضة (-40 درجة مئوية، 1000 ساعة)، واختبار العمر (25 درجة مئوية، 2 مللي أمبير، 1000 ساعة). معايير القبول: تغير الجهد الأمامي ≥1.1x حد المواصفات الأعلى، التيار العكسي ≥2x حد المواصفات الأعلى، والشدة الضوئية ≥0.7x حد المواصفات الأدنى.
المعلومات التقنية المقدمة مبنية على الخصائص النموذجية ولا تشكل ضماناً لتطبيقات محددة. يجب على المستخدمين النهائيين التحقق من الأداء في ظروف نظامهم الخاصة.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |