جدول المحتويات
- 1. الوصف والميزات الرئيسية
- 1.1 الوصف العام
- 1.2 الميزات
- 1.3 التطبيقات
- 2. أبعاد الحزمة وأنماط اللحام
- 2.1 الأبعاد الميكانيكية
- 3. الخصائص الكهربائية والبصرية
- 3.1 تعريفات المعلمات
- 3.2 القيم القصوى المطلقة
- 4. منحنيات الخصائص البصرية النموذجية
- 4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي
- 4.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية
- 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 التعبئة والتغليف
- 5.1 مواصفات التعبئة والتغليف
- 5.2 أبعاد شريط الناقل والبكرة
- 5.3 معلومات الملصق
- 5.4 التغليف المقاوم للرطوبة
- 5.5 عناصر وشروط اختبار الموثوقية
- 5.6 معايير الفشل
- 6. تعليمات لحام إعادة التدفق SMT
- 6.1 معلمات ملف إعادة التدفق
- 6.2 اللحام اليدوي والإصلاح
- 7. احتياطات المناولة والتخزين
- 7.1 الاعتبارات البيئية
- 7.2 المناولة الميكانيكية
- 7.3 ظروف التخزين
- 7.4 التفريغ الكهروستاتيكي وتصميم الدائرة
- 7.5 التنظيف
- مصطلحات مواصفات LED
- الأداء الكهروضوئي
- المعايير الكهربائية
- إدارة الحرارة والموثوقية
- التعبئة والمواد
- مراقبة الجودة والتصنيف
- الاختبار والشهادات
1. الوصف والميزات الرئيسية
1.1 الوصف العام
منتج LED هذا هو مصباح LED SMD أخضر-أصفر مصنوع باستخدام شريحة خضراء-صفراء. أبعاد الحزمة هي 3.2 مم × 1.6 مم × 0.7 مم. وهو مصمم للتجميع السطحي ومتوافق مع عمليات SMT القياسية.
1.2 الميزات
- زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 140 درجة.
- مناسب لجميع عمليات التجميع واللحام SMT.
- مستوى حساسية الرطوبة: المستوى 3 (MSL 3).
- متوافق مع توجيه RoHS.
1.3 التطبيقات
- مؤشرات بصرية.
- مفاتيح، رموز، وشاشات عرض.
- إضاءة عامة ولافتات.
2. أبعاد الحزمة وأنماط اللحام
2.1 الأبعاد الميكانيكية
تقيس حزمة LED 3.20 مم × 1.60 مم × 0.70 مم (الطول × العرض × الارتفاع). يظهر المنظر العلوي مخططًا مستطيلاً. يوضح المنظر السفلي وسادة أنود كبيرة (وسادة 2) ووسادة كاثود أصغر (وسادة 1). يظهر المنظر الجانبي الارتفاع الكلي. يتم تمييز القطبية على السطح العلوي. يتم توفير تخطيط وسادة اللحام الموصى به بأبعاد محددة: وسادة مركزية بحجم 1.50 مم × 1.60 مم للوسادة الكبيرة، ووسادتان جانبيتان بحجم 0.30 مم × 1.60 مم للأطراف الأخرى. جميع الأبعاد بالملليمتر مع تفاوتات ±0.2 مم ما لم يذكر خلاف ذلك.
توضح الأشكال من 1-1 إلى 1-5 المناظر العلوية والسفلية والجانبية وعلامة القطبية ونمط اللحام الموصى به.
3. الخصائص الكهربائية والبصرية
3.1 تعريفات المعلمات
عند ظروف الاختبار IF=20mA و Ts=25°C، يُظهر LED الخصائص التالية:
- عرض النطاق الطيفي النصف (Δλ):15 نانومتر نموذجي.
- الجهد الأمامي (VF):مصنفة إلى ثلاث مجموعات: B0 (1.8-2.0 فولت)، C0 (2.0-2.2 فولت)، D0 (2.2-2.4 فولت). تختلف القيم النموذجية ضمن هذه النطاقات.
- الطول الموجي السائد (λD):مصنفة إلى خمس مجموعات تغطي 562.5 نانومتر إلى 575 نانومتر: A20 (562.5-565 نانومتر)، B10 (565-567.5 نانومتر)، B20 (567.5-570 نانومتر)، C10 (570-572.5 نانومتر)، C20 (572.5-575 نانومتر).
- شدة الإضاءة (IV):مصنفة إلى ست مجموعات من 12 ميللي كانديل إلى 100 ميللي كانديل: B00 (12-18 ميللي كانديل)، C00 (18-28 ميللي كانديل)، D00 (28-43 ميللي كانديل)، E00 (43-65 ميللي كانديل)، F10 (65-80 ميللي كانديل)، F20 (80-100 ميللي كانديل).
- زاوية الرؤية (2θ1/2):140 درجة نموذجية.
- تيار عكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند VR=5V.
- المقاومة الحرارية (RTHJ-S):450 درجة مئوية/واط كحد أقصى.
3.2 القيم القصوى المطلقة
| المعلمة | الرمز | القيمة | الوحدة |
|---|---|---|---|
| تبديد الطاقة | Pd | 72 | mW |
| التيار الأمامي | IF | 30 | mA |
| التيار الأمامي الذروة (نبض) | IFP | 60 | mA |
| التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) | ESD | 2000 | V |
| درجة حرارة التشغيل | Topr | -40 إلى +85 | °C |
| درجة حرارة التخزين | Tstg | -40 إلى +85 | °C |
| درجة حرارة الوصلة | Tj | 95 | °C |
تفاوت القياسات: VF ±0.1 فولت، λD ±2 نانومتر، IV ±10%.
4. منحنيات الخصائص البصرية النموذجية
توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة مقاسة عند درجة حرارة Ta=25°C ما لم يذكر خلاف ذلك:
4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي
يوضح الشكل 1-6 الجهد الأمامي كدالة للتيار الأمامي. عند 20 مللي أمبير، يبلغ الجهد الأمامي حوالي 1.8-2.4 فولت حسب الفئة. يشير المنحنى إلى شكل أسي نموذجي للديود.
4.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية
يوضح الشكل 1-7 أن الشدة النسبية تزداد مع التيار الأمامي. عند 20 مللي أمبير، تبلغ الشدة النسبية حوالي 1.0 (معيارية). عند 30 مللي أمبير (الحد الأقصى)، تكون الشدة أعلى ولكن يجب الحذر بسبب الحدود الحرارية.
4.3 درجة حرارة الدبوس مقابل الشدة النسبية
يشير الشكل 1-8 إلى أنه مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، تنخفض الشدة النسبية. عند 100 درجة مئوية، تنخفض الشدة إلى حوالي 0.8 من القيمة عند 25 درجة مئوية.
4.4 درجة حرارة الدبوس مقابل التيار الأمامي
يوضح الشكل 1-9 منحنى التخفيض: يتناقص الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة حرارة الدبوس. عند 100 درجة مئوية، يبلغ الحد الأقصى للتيار حوالي 10 مللي أمبير.
4.5 التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد
يوضح الشكل 1-10 انزياحًا أزرق طفيفًا مع زيادة التيار: عند 20 مللي أمبير، يكون الطول الموجي حوالي 570 نانومتر، وينخفض إلى حوالي 568 نانومتر عند 30 مللي أمبير.
4.6 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي
يوضح الشكل 1-11 التوزيع الطيفي. يبلغ ذروة الانبعاث حوالي 570 نانومتر مع عرض نصف حزمة 15 نانومتر. الطيف ضيق ونموذجي لمصابيح LED الخضراء-الصفراء.
4.7 نمط الإشعاع
يوضح الشكل 1-12 خصائص الإشعاع. يتميز LED بزاوية رؤية واسعة تبلغ 140 درجة، وهي مفيدة لتطبيقات المؤشرات التي تتطلب تغطية واسعة.
5. معلومات التعبئة والتغليف
5.1 مواصفات التعبئة والتغليف
يتم تعبئة مصابيح LED في شكل شريط وبكرة بمعدل 4000 قطعة لكل بكرة. يبلغ عرض شريط الناقل 8 مم ودرجة الميل 4 مم. يتم تمييز اتجاه القطبية بوضوح على الشريط.
5.2 أبعاد شريط الناقل والبكرة
تم تصميم أبعاد جيب شريط الناقل لتثبيت الحزمة 3.2×1.6×0.7 مم بشكل آمن. يبلغ القطر الخارجي للبكرة 178±1 مم، وقطر المحور 60±1 مم، وعرض الشريط 8.0±0.1 مم.
5.3 معلومات الملصق
يتم وضع ملصق على كل بكرة يحتوي على رقم القطعة، ورقم المواصفات، ورقم الدفعة، ورمز الفئة (بما في ذلك رمز التدفق، ورمز اللونية، والجهد الأمامي، ورمز الطول الموجي)، والكمية، ورمز التاريخ.
5.4 التغليف المقاوم للرطوبة
يتم إغلاق البكرات في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة. يتم وضع ملصق على الكيس يحذر من التفريغ الكهروستاتيكي وإشعار مستوى حساسية الرطوبة.
5.5 عناصر وشروط اختبار الموثوقية
خضعت مصابيح LED لاختبارات الموثوقية وفقًا لمعايير JEDEC:
- لحام إعادة التدفق (260 درجة مئوية كحد أقصى، 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)
- اختبار العمر (25 درجة مئوية، IF=20mA، 1000 ساعة)
معايير القبول: لا يُسمح بأي فشل من أصل 22 قطعة لكل اختبار.
5.6 معايير الفشل
بعد اختبارات الموثوقية، تعتبر التغييرات التالية فشلاً:
- زيادة VF إلى أكثر من 1.1 ضعف الحد الأعلى للمواصفات.
- زيادة IR إلى أكثر من ضعف الحد الأعلى للمواصفات.
- انخفاض التدفق الضوئي إلى أقل من 0.7 ضعف الحد الأدنى للمواصفات.
6. تعليمات لحام إعادة التدفق SMT
6.1 معلمات ملف إعادة التدفق
يتم توفير ملف لحام إعادة التدفق الموصى به لضمان اللحام المناسب دون إتلاف LED. المعلمات الرئيسية:
- متوسط معدل الارتفاع (Tsmax إلى Tp): بحد أقصى 3 درجات مئوية/ثانية
- التسخين المسبق: 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية
- الوقت فوق 217 درجة مئوية: 60-150 ثانية
- درجة الحرارة القصوى: 260 درجة مئوية، بحد أقصى 10 ثوانٍ
- معدل التبريد: بحد أقصى 6 درجات مئوية/ثانية
- الوقت الإجمالي من 25 درجة مئوية إلى الذروة: بحد أقصى 8 دقائق
لا يجب إجراء إعادة التدفق أكثر من مرتين. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين خطوتي لحام، فقد تمتص مصابيح LED الرطوبة وتتلف.
6.2 اللحام اليدوي والإصلاح
اللحام اليدوي: درجة حرارة المكواة أقل من 300 درجة مئوية، والمدة أقل من 3 ثوانٍ، مرة واحدة فقط. يجب تجنب الإصلاح؛ إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس.
7. احتياطات المناولة والتخزين
7.1 الاعتبارات البيئية
يجب أن تكون بيئة التشغيل بتركيز مركبات الكبريت أقل من 100 جزء في المليون. محتوى الهالوجين: Br<900 جزء في المليون، Cl<900 جزء في المليون، إجمالي Br+Cl<1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) أن تخترق غلاف السيليكون وتسبب تغير اللون؛ تجنب المواد اللاصقة التي تنبعث منها بخار عضوي.
7.2 المناولة الميكانيكية
استخدم ملقطًا على طول الأسطح الجانبية؛ لا تلمس أو تضغط على عدسة السيليكون مباشرة. تجنب الإجهاد الميكانيكي بعد اللحام. لا تقم بلف اللوحة.
7.3 ظروف التخزين
| الشرط | درجة الحرارة | الرطوبة | الوقت |
|---|---|---|---|
| قبل فتح الكيس | ≤30 درجة مئوية | ≤75% | خلال سنة واحدة من التاريخ |
| بعد فتح الكيس | ≤30 درجة مئوية | ≤60% | 168 ساعة (7 أيام) |
| التجفيف | 60±5 درجة مئوية | - | ≥24 ساعة |
إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة رطوبة زائدة أو تجاوز وقت التخزين، يلزم التجفيف.
7.4 التفريغ الكهروستاتيكي وتصميم الدائرة
مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والإجهاد الكهربائي الزائد (EOS). يجب تنفيذ إجراءات حماية مناسبة من ESD. في تصميم الدائرة، قم دائمًا بتضمين مقاوم محدد للتيار لمنع تجاوز التيار للقيمة القصوى المطلقة. يجب تجنب الجهد العكسي لأنه قد يسبب هجرة وتلفًا.
7.5 التنظيف
إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل. لا تستخدم مذيبات قد تهاجم راتنج الحزمة. لا يوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف LED.
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. |