ورقة بيانات LED أخضر PLCC-3 - عبوة 3.2x2.8x1.9 مم - جهد 2.75-3.65 فولت - قدرة 110 ملي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED أخضر عالي الأداء مُحاط بعبوة سطحية من نوع PLCC-3. تم تصميم هذا الجهاز للتطبيقات التي تتطلب مؤشرات موثوقة وحلول إضاءة خلفية فعالة. تنبع مزاياها الأساسية من مزيج من إخراج ضوئي عالي، وزاوية رؤية واسعة ميسرة بتصميم عاكس داخلي متكامل، وبناء قوي مناسب لعمليات التجميع الآلي.

تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات أتمتة المكاتب، ولوحات التحكم الصناعية حيث تكون هناك حاجة لإشارات بصرية واضحة وإضاءة خلفية موفرة للمساحة لشاشات LCD والمفاتيح والرموز. كما أن متطلبات التيار المنخفضة تجعلها مثالية للأجهزة المحمولة التي تعمل بالبطارية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تعريف حدود تشغيل الجهاز لضمان الموثوقية طويلة الأمد. الحد الأقصى لجهد الانعكاس هو 5 فولت، وقد يتلف التقاطع شبه الموصل إذا تجاوز ذلك. تصنيف التيار الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير، مع قدرة على تيار أمامي ذروي يبلغ 100 مللي أمبير للتشغيل النبضي (دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز). الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 110 ملي واط عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية. يمكن للجهاز تحمل تفريغ كهروستاتيكي (ESD) بقيمة 150 فولت (نموذج جسم الإنسان). نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، وتتراوح ظروف التخزين من -40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس معايير الأداء الرئيسية عند تيار اختبار قياسي يبلغ 30 مللي أمبير. تتراوح شدة الإضاءة (I_v) بشكل نموذجي من 715mcd إلى 1800mcd، ويتم تصنيفها إلى مجموعات (Bins). زاوية الرؤية (2θ_1/2) هي 120 درجة واسعة، مما يوفر رؤية واسعة. الطول الموجي السائد (λ_d) يحدد اللون الأخضر ويتراوح من 520 نانومتر إلى 535 نانومتر. جهد التشغيل الأمامي (V_F) يقع عادةً بين 2.75 فولت و 3.65 فولت عند تيار الاختبار. يتم تحديد التفاوتات بـ ±10% لشدة الإضاءة، و ±1 نانومتر للطول الموجي السائد، و ±0.1 فولت لجهد التشغيل الأمامي.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على المعايير الرئيسية.

3.1 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف اللون الأخضر إلى ثلاث مجموعات: رمز المجموعة X (520-525 نانومتر)، و Y (525-530 نانومتر)، و Z (530-535 نانومتر). وهذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات درجة محددة من اللون الأخضر لتطبيقهم.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز السطوع إلى أربع مجموعات: V1 (715-900mcd)، و V2 (900-1120mcd)، و W1 (1120-1420mcd)، و W2 (1420-1800mcd). وهذا يتيح الاختيار بناءً على مستوى السطوع المطلوب.

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم تجميع جهد التشغيل إلى ثلاث مجموعات: E5 (2.75-3.05 فولت)، و 6 (3.05-3.35 فولت)، و 7 (3.35-3.65 فولت). وهذا أمر بالغ الأهمية لتصميم دوائر القيادة بالتيار المستقرة، خاصة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوالي.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى المنحنيات الرسومية المحددة في ورقة البيانات، فإن آثارها حرجة. يُظهر منحنى التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (I-V) النموذجي العلاقة الأسية، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى مقاومات تحديد التيار. يُظهر منحنى شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي كيف يزداد الإخراج مع التيار، حتى الحد الأقصى للتصنيف. يؤكد منحنى التوزيع الطيفي على أطوال الموجات القصوى والسائدة، مما يحدد نقاء اللون الأخضر. فهم هذه المنحنيات أمر ضروري لتحسين ظروف القيادة والتنبؤ بالأداء تحت سيناريوهات التشغيل المختلفة.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

عبوة PLCC-3 لها أبعاد اسمية تبلغ 3.2 مم في الطول، و 2.8 مم في العرض، و 1.9 مم في الارتفاع. جميع التفاوتات غير المحددة هي ±0.1 مم. تتميز العبوة بجسم أبيض وعدسة شفافة عديمة اللون.

5.2 تحديد القطبية وتخطيط نقاط اللحام

يتم عادةً تمييز القطب السالب (الكاثود). يتم توفير مخطط موصى به لمسارات اللحام لضمان اللحام السليم، والاستقرار الميكانيكي، وتبديد الحرارة أثناء عمليات إعادة التدفق. الالتزام بهذا التخطيط أمر حيوي لعائد التصنيع والموثوقية.

6. إرشادات اللحام والتركيب

الجهاز مناسب لكل من عمليات إعادة التدفق ولحام الموجة. بالنسبة للحام بإعادة التدفق، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. بالنسبة للحام اليدوي، يجب تحديد درجة حرارة طرف المكواة بـ 350 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف. تمنع هذه الحدود التلف الحراري للعبوة البلاستيكية والرقاقة الداخلية وروابط الأسلاك.

7. معلومات التغليف والطلب

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بعرض 8 مم، ملفوف على بكرات. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يشمل التغليف إجراءات مقاومة للرطوبة: توضع البكرة داخل كيس مقاوم للرطوبة من الألومنيوم مع مجفف، ويتم تضمين بطاقة مؤشر الرطوبة. يشرح ملصق المنتج رموز التصنيف لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، وجهد التشغيل الأمامي (REF).

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مثالي لمؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية في معدات الصوت/الفيديو، والأجهزة المنزلية، وآلات المكتب. تجعل زاوية الرؤية الواسعة والاقتران الضوئي الفعال منه مناسبًا بشكل خاص للاستخدام مع قنوات الضوء لتوجيه الضوء إلى مواقع لوحة محددة. كما يستخدم للإضاءة الخلفية المسطحة لشاشات LCD، ومفاتيح الغشاء، والرموز المضيئة.

8.2 اعتبارات تصميم حرجة

تحديد التيار إلزامي:يجب دائمًا استخدام مقاومة خارجية على التوالي لتحديد التيار الأمامي. تعني الخاصية الأسية I-V لـ LED أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة ومدمرة في التيار. يجب حساب قيمة المقاومة بناءً على جهد الإمداد، وجهد التشغيل الأمامي لـ LED (مع مراعاة تأثيرات التصنيف ودرجة الحرارة)، والتيار التشغيلي المطلوب (ألا يتجاوز 30 مللي أمبير مستمر).

إدارة الحرارة:بينما يمكن للعبوة تبديد 110 ملي واط، فإن التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو عند أقصى تيار سيزيد من درجة حرارة التقاطع، مما قد يقلل من إخراج الضوء وعمر التشغيل. يمكن أن تساعد مساحة النحاس الكافية في لوحة الدوائر المطبوعة حول نقاط اللحام في تبديد الحرارة.

9. المقارنة والتمييز التقني

مقارنة بعبوات LED الأبسط، فإن المميز الرئيسي لجهاز PLCC-3 هذا هو العاكس الداخلي المتكامل. تلتقط هذه الميزة الضوء المنبعث من الجانب وتعيد توجيهه لأعلى، مما يعزز بشكل كبير زاوية الرؤية وكفاءة إخراج الضوء الكلي من السطح العلوي. وهذا يجعله متفوقًا على مصابيح LED الأساسية للتطبيقات التي تتطلب رؤية بزاوية واسعة أو عند اقترانها بقنوات الضوء. كما أن العبوة أكثر متانة وأسهل لآلات الالتقاط والوضع الآلي في التعامل مقارنة بالعبوات ذات الطرفين.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر طاقة 5 فولت؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت، وجهد LED V_Fبقيمة 3.0 فولت (نموذجي)، وتيار مطلوب I_Fبقيمة 20 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاومة R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω. يجب أن يكون تصنيف قدرة المقاومة على الأقل I²R = (0.02)²* 100 = 0.04W، لذا فإن مقاومة بقدرة 1/8W أو 1/4W مناسبة.

س: ما الفرق بين الطول الموجي القصوي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي القصوي (λ_P) هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملاحظ لـ LED. الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

س: كيف أفسر رموز التصنيف على الملصق؟

ج: تشير رموز الملصق (على سبيل المثال، من دليل اختيار الجهاز) إلى مجموعة الأداء المحددة لتلك الدفعة من مصابيح LED. يشير "CAT" إلى مجموعة شدة الإضاءة (مثل W2)، و"HUE" إلى مجموعة الطول الموجي السائد (مثل Y)، و"REF" إلى مجموعة جهد التشغيل الأمامي (مثل 6). وهذا يتيح الاختيار والمطابقة الدقيقة في الإنتاج.

11. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: إضاءة خلفية لوحة مفاتيح غشاء.يحتاج مصمم إلى إضاءة أربعة رموز على لوحة تحكم بشكل متساوٍ باستخدام LED واحد بسبب قيود المساحة. يختارون هذا LED الأخضر PLCC-3 لسطوعه العالي وزاوية رؤيته الواسعة. يتم تصميم قناة ضوء أكريليك مخصصة بأربعة فروع لتوجيه الضوء من LED المثبت في المركز إلى كل رمز. تضمن زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة لـ LED اقترانًا فعالاً للضوء في مدخل قناة الضوء. يتم تشغيل LED عند 25 مللي أمبير عبر مقاومة تحديد تيار من خط إمداد متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت. توفر مجموعة شدة الإضاءة المختارة (W1) سطوعًا كافيًا حتى بعد الخسائر في قناة الضوء. يضمن اللون المتسق من مجموعة الطول الموجي (Y) أن يكون للرموز الأربعة نفس درجة اللون الأخضر.

12. مبدأ التشغيل

هذا هو صمام ثنائي باعث للضوء شبه الموصل. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة التقاطع، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة لرقاقة InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد). تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات، منتجة الضوء. يحدد التركيب المحدد للمواد شبه الموصلة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأخضر. تعمل العبوة البلاستيكية على حماية الرقاقة، وتوفير عدسة أولية لتشكيل إخراج الضوء، ودمج أسطح عاكسة لتحسين الكفاءة.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر سوق مصابيح LED السطحية (SMD) مثل PLCC-3 في التطور. تشمل الاتجاهات العامة السعي لتحقيق كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، مما يحسن كفاءة الطاقة. كما يوجد تركيز على تعزيز اتساق اللون والاستقرار عبر درجة الحرارة وعمر التشغيل. علاوة على ذلك، تهدف تطورات تقنية التغليف إلى جعل الأجهزة أصغر حجمًا مع الحفاظ على الأداء البصري والموثوقية أو تحسينهما، لتلبية متطلبات تصغير الأجهزة الإلكترونية. تظل مبادئ زاوية الرؤية الواسعة واستخراج الضوء الفعال، كما هو واضح في تصميم العاكس الداخلي لهذا الجهاز، مركزية في هذه التطورات.