مصباح LED أبيض عالي الطاقة 3.0x3.0x0.55 مم - جهد أمامي 5.8-7.2 فولت - قدرة 2.16 واط - ورقة بيانات تقنية

1. نظرة عامة على المنتج

هذا المصباح LED الأبيض عالي الطاقة مصنوع باستخدام شريحة زرقاء مدمجة مع فوسفور لإنتاج الضوء الأبيض. الجهاز محاط بحزمة EMC (مركب الإيبوكسي) بأبعاد خارجية 3.0 مم × 3.0 مم × 0.55 مم، مما يوفر حلاً مضغوطًا وقويًا لتطبيقات الإضاءة الصعبة. تشمل الميزات الرئيسية زاوية عرض واسعة جدًا تبلغ 120°، وملاءمتها لجميع عمليات التجميع SMT واللحام، وتوافرها على شريط وبكرة للتجميع الآلي. المصباح متوافق مع RoHS وله مستوى حساسية للرطوبة 3. التطبيقات النموذجية تشمل الإضاءة الخلفية لشاشات LCD أو التلفزيون أو الشاشة؛ وإضاءة المفاتيح والرموز؛ والمؤشرات الضوئية؛ والشاشات الداخلية؛ وتطبيقات الإضاءة الأنبوبية؛ والاستخدام العام. مع نطاق جهد أمامي من 5.8 فولت إلى 7.2 فولت عند 300 مللي أمبير وتدفق ضوئي من 140 لومن إلى 220 لومن، يوفر هذا المصباح سطوعًا عاليًا مع أداء موثوق.

2. تحليل عميق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية / البصرية (عند Ts=25°C)

يلخص الجدول التالي المعلمات الكهربائية والبصرية الرئيسية المقاسة عند درجة حرارة لحام 25°C وتيار أمامي 300 مللي أمبير:

• الجهد الأمامي (VF):الحد الأدنى 5.8 فولت، النموذجي 6.0 فولت (من الرسم البياني)، الحد الأقصى 7.2 فولت.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=10 فولت.
• التدفق الضوئي (Φ):الحد الأدنى 140 لومن، النموذجي 180 لومن، الحد الأقصى 220 لومن.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):نموذجية 120°.
• المقاومة الحرارية (RTHJ-S):نموذجية 12 درجة مئوية/واط.

التصنيفات القصوى المطلقة: تبديد الطاقة 2160 ملي واط، التيار الأمامي 300 مللي أمبير، ذروة التيار الأمامي 450 مللي أمبير (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية)، الجهد العكسي 10 فولت، التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) 2000 فولت، درجة حرارة التشغيل -40°C إلى +85°C، درجة حرارة التخزين -40°C إلى +100°C، درجة حرارة الوصلة 115°C.

2.2 نطاق بن الجهد الأمامي والتدفق الضوئي

عند IF=300 مللي أمبير، يتم تصنيف الجهد الأمامي إلى نطاقات من 5.8-6.0 فولت (بن TB) إلى 7.0-7.2 فولت (بن TN). يتم تصنيف التدفق الضوئي من 140-145 لومن (بن T140) إلى 240-245 لومن (بن T240). رمز البن الدقيق هو مزيج من بن الجهد وبن التدفق، مما يسمح للعملاء باختيار الأجهزة ذات الخصائص المحددة. يوفر مخطط اللونية C.I.E. العديد من أبنية الألوان (D00, D01, ..., H00, H01, ..., K00, K01, ..., T00, T01, ...) لتحقيق إحداثيات لون أبيض متسقة. يحتوي كل بن على إحداثيات زاوية CIE-x وCIE-y دقيقة كما هو مدرج في الجدول 1-4، مما يضمن تحكمًا محكمًا في اللون.

3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يزيد الجهد الأمامي مع التيار الأمامي. عند 5.5 فولت يكون التيار قريبًا من الصفر؛ عند 7 فولت يصل التيار إلى حوالي 300 مللي أمبير. هذه العلاقة نموذجية لمصابيح LED عالية الطاقة وتوضح الحاجة إلى تنظيم التيار بدلاً من القيادة بالجهد.

3.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

تزيد الشدة النسبية خطيًا مع التيار الأمامي من 0 إلى 300 مللي أمبير، لتصل إلى حوالي 100% عند 300 مللي أمبير. يشير هذا إلى كفاءة جيدة وإخراج قابل للتنبؤ.

3.3 درجة حرارة اللحام مقابل الشدة النسبية

عندما ترتفع درجة حرارة اللحام من 25°C إلى 115°C، تنخفض الشدة النسبية قليلاً إلى حوالي 85%. يجب على المصممين مراعاة تقليص الحرارة للحفاظ على خرج الضوء.

3.4 درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي

ينخفض التيار الأمامي الأقصى المسموح به مع زيادة درجة حرارة اللحام لمنع ارتفاع الحرارة. عند Ts=25°C يكون التيار الأقصى 300 مللي أمبير؛ عند 85°C ينخفض إلى حوالي 200 مللي أمبير. هذا التقليص حاسم للتشغيل الموثوق.

3.5 الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة اللحام

ينخفض الجهد الأمامي قليلاً مع ارتفاع درجة الحرارة (تقريبًا -2 مللي فولت/درجة مئوية). من 20°C إلى 120°C، ينخفض VF من حوالي 6.20 فولت إلى 6.02 فولت.

3.6 مخطط الإشعاع

يتميز المصباح LED بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120°. تظل الشدة النسبية فوق 50% من -60° إلى +60° وتنخفض إلى قرب الصفر عند ±90°. وهذا يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة.

3.7 إحداثيات اللونية مقابل درجة حرارة اللحام

تتغير إحداثيات CIE x و y قليلاً مع درجة الحرارة. مع زيادة درجة الحرارة من 25°C إلى 85°C، تتحرك النقطة البيضاء قليلاً نحو قيم x و y أعلى (لون أكثر دفئًا). يجب مراعاة هذا التغيير في التصميمات الحساسة للون.

3.8 توزيع الطيف

تصل شدة الانبعاث النسبية إلى قمم بالقرب من 450 نانومتر (أزرق) و560 نانومتر (أصفر-أخضر فوسفوري)، مع طيف واسع يغطي 400-700 نانومتر. يتم إنشاء الضوء الأبيض من خلال الجمع بين انبعاث الشريحة الزرقاء والفوسفور الأصفر.

4. معلومات الميكانيكا والتغليف

4.1 أبعاد الحزمة

تبلغ أبعاد الحزمة 3.00 مم × 3.00 مم بارتفاع حوالي 0.55 مم. يظهر المنظر العلوي وسادتي اتصال (الأنود والكاثود) بأبعاد 1.45 مم × 0.46 مم لكل منهما. يظهر المنظر السفلي نفس الوسائد مع علامات إضافية. يُشار إلى القطبية بواسطة شق أو علامة على الحزمة (انظر الشكل 1-4). توصي أنماط اللحام باستخدام وسائد بحجم 2.26 مم × 0.69 مم مع فجوة 0.46 مم بينهما لتشكيل وصلة لحام مثالية. جميع الأبعاد لها تفاوتات ±0.2 مم ما لم يذكر خلاف ذلك.

4.2 شريط الحامل والبكرة

يتم تغليف مصابيح LED في شريط حامل بمسافة P1=4.0 مم و P2=2.0 مم. عرض الشريط 8.0 مم مع جيوب بحجم A0=3.2±0.1 مم، B0=3.3±0.1 مم، و K0=1.4±0.1 مم. يبلغ القطر الخارجي للبكرة 178 مم، وقطر المحور الداخلي 59 مم، والعرض 16.9 مم. تحتوي كل بكرة على 5000 قطعة.

4.3 وضع العلامات وحاجز الرطوبة

تشمل الملصق رقم الجزء، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رموز البن للتدفق (Ф)، اللونية (XY)، الجهد الأمامي (VF)، الطول الموجي (WLD)، الكمية (QTY)، والتاريخ (DATE). يتم إغلاق العبوة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة، ويتم إرفاق ملصق تحذير من التفريغ الكهروستاتيكي.

5. إرشادات اللحام والتجميع

5.1 ملف اللحام بإعادة التدفق

يوصى بملف لحام إعادة التدفق النموذجي: التسخين المسبق من 150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية، الصعود بحد أقصى 3°C/ثانية إلى درجة حرارة الذروة 260°C (بحد أقصى 10 ثوانٍ فوق 255°C)، والتبريد بحد أقصى 6°C/ثانية. يجب ألا يتجاوز إجمالي الوقت من 25°C إلى الذروة 8 دقائق. يجب عدم إجراء اللحام بإعادة التدفق أكثر من مرتين.

5.2 اللحام اليدوي والإصلاح

يجب أن يتم اللحام اليدوي عند درجة حرارة مكواة أقل من 300°C لمدة أقل من 3 ثوانٍ، ومرة واحدة فقط. لا يوصى بالإصلاح؛ إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتأكد مسبقًا من سلامة LED.

5.3 تحذيرات

تغليف السيليكون ناعم؛ تجنب الضغط المفرط على السطح العلوي. لا تقم بتركيب مصابيح LED على مناطق PCB ملتوية. بعد اللحام، لا تطبق إجهادًا ميكانيكيًا أو تبريدًا سريعًا.

6. معلومات التغليف والطلب

التغليف القياسي هو 5000 قطعة لكل بكرة. أبعاد الصندوق الكرتوني وعملية التغليف موضحة في مواصفات المنتج. يتضمن تنسيق الملصق جميع رموز التتبع الضرورية. يتم شحن المنتج في عملية تغليف مقاومة للرطوبة مع كيس حاجز للرطوبة وحماية من التفريغ الكهروستاتيكي.

7. توصيات التطبيق

تشمل التطبيقات النموذجية الإضاءة الخلفية لشاشات LCD، والشاشات الداخلية، والأضواء الأنبوبية، والإضاءة العامة. للحصول على أداء مثالي، استخدم مشغل تيار ثابت للحفاظ على التيار الأمامي عند 300 مللي أمبير. ضع في اعتبارك الإدارة الحرارية عن طريق توصيل LED بلوحة PCB ذات قلب معدني (MCPCB) مع تبديد حرارة جيد. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 115°C. في تصميم الدائرة، قم بتضمين مقاومات سلسلة لموازنة التيار في السلاسل المتوازية. تجنب تعريض LED لبيئات الكبريت العالية (>100 جزء في المليون) أو مركبات الهالوجين (>900 جزء في المليون لكل من Br و Cl). استخدم الكحول الأيزوبروبيل للتنظيف إذا لزم الأمر؛ لا يوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية.

8. مقارنة تقنية

مقارنة بمصابيح LED البيضاء القياسية 2835 أو 3030، يوفر هذا الجهاز جهدًا أماميًا أعلى (5.8-7.2 فولت مقابل 3 فولت نموذجي) مما يشير إلى وجود شرائح متعددة على التوالي، مما يتيح كثافة طاقة أعلى. زاوية الرؤية 120° أوسع من العديد من مصابيح LED عالية الطاقة (غالبًا 110°). توفر حزمة EMC مقاومة أفضل للرطوبة وثباتًا في درجات الحرارة العالية مقارنة بحزم PPA التقليدية. كفاءة الإضاءة التي تبلغ حوالي 60-80 لومن/واط عند 300 مللي أمبير تنافسية لمصابيح LED البيضاء عالية الطاقة. يضمن التصنيف المحكم في اللونية (أبنية D, H, K, T متعددة) اتساق اللون عبر دفعات الإنتاج.

9. الأسئلة الشائعة

س: ما هو التيار الأمامي الموصى به؟ ج: التصنيف الأقصى المطلق هو 300 مللي أمبير تيار مستمر؛ للحصول على أفضل كفاءة وعمر، قم بالتشغيل عند 280-300 مللي أمبير مع تبديد حرارة مناسب.

س: هل يمكن تشغيل هذا LED بتيار أعلى؟ ج: ذروة التيار تصل إلى 450 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية، ولكن يجب ألا يتجاوز متوسط التيار 300 مللي أمبير.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على اللون؟ ج: تتغير اللونية قليلاً (زيادة x,y) مع ارتفاع درجة الحرارة؛ للتطبيقات الحساسة للون، ضع في اعتبارك التبريد النشط أو التغذية الراجعة.

س: ما هي شروط التخزين؟ ج: قبل فتح كيس حاجز الرطوبة، قم بالتخزين عند<30°C /<75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى سنة واحدة. بعد الفتح، استخدم خلال 24 ساعة عند<30°C /<60% رطوبة نسبية. إذا تم تجاوز ذلك، قم بالتسخين عند 65±5°C لمدة 24 ساعة.

س: ما هي المذيبات الآمنة للتنظيف؟ ج: يوصى باستخدام الكحول الأيزوبروبيل؛ تجنب المذيبات التي قد تذيب السيليكون أو الحزمة.

10. حالات تطبيق عملية

في وحدة إضاءة خلفية للوحة LCD مقاس 10 بوصات، يؤدي استخدام 12 من مصابيح LED هذه على التوالي مع مشغل تيار ثابت عند 300 مللي أمبير إلى تدفق إجمالي يبلغ حوالي 2000 لومن، وهو كافٍ لشاشة ساطعة. تضمن زاوية الرؤية الواسعة إضاءة موحدة عبر اللوحة. في مصباح أنبوبي للتحديث، يمكن لـ 24 LED على لوحة PCB خطية مع مشتت حراري مناسب أن تحل محل أنبوب فلورسنت 20 واط، مما يوفر أكثر من 3500 لومن بكفاءة طاقة أفضل وعمر أطول. بالنسبة للافتات الداخلية، تحقق المصفوفات ذات التباعد المناسب وعدسات البصريات سطوعًا عاليًا مع ظل ضئيل.

11. مبدأ التشغيل

يستخدم هذا LED الأبيض شريحة InGaN زرقاء (نيتريد الإنديوم والغاليوم) تنبعث عند ~450 نانومتر. الشريحة مغطاة بطبقة فوسفور (عادة YAG:Ce أو ما شابه) تمتص الضوء الأزرق وتعيد انبعاثه في طيف أصفر-أخضر واسع. ينتج عن مزيج الضوء الأزرق المنقول والضوء الأصفر المحول بالفوسفور ضوء أبيض. يمكن ضبط إحداثيات CIE عن طريق ضبط تركيبة الفوسفور وتركيزه. يتم تغليف LED في السيليكون لحماية الشريحة والفوسفور وتوفير اقتران بصري.

12. اتجاهات التطوير

الاتجاه في مصابيح LED البيضاء عالية الطاقة هو نحو كفاءة إضاءة أعلى (>150 لومن/واط على مستوى الشريحة)، وتحسين تجسيد اللون (CRI>90)، وحزم أصغر للتصميمات المدمجة. حزم EMC تحل محل PPA بسبب الاستقرار الحراري والموثوقية الأفضل. تتيح تقنيات الفوسفور الجديدة، مثل فوسفور النتريد والفلوريد، نطاق ألوان أوسع و CRI أعلى. يتيح دمج شرائح متعددة على التوالي (كما هو موضح في هذا الجهاز من فئة 6 فولت) تشغيلًا بجهد أعلى لتقليل التيار وخسائر I²R. تشمل التطورات المستقبلية التغليف على مستوى الرقاقة (CSP) وتصميمات flip-chip للحصول على مسار حراري أفضل وتكلفة أقل.