ورقة بيانات LED - عبوة PLCC-2 - 1.6x0.8 مم - لون أزرق جليدي - 650 ملي كانديلا عند 10 مللي أمبير - 3.0 فولت - درجة سيارات - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لـ LED أزرق جليدي عالي السطوع للتركيب السطحي، في عبوة PLCC-2. مُصمم بشكل أساسي لتطبيقات الإضاءة الداخلية للسيارات المتطلبة، يجمع هذا المكون بين الأداء الموثوق والامتثال للمعايير الصناعية. يتميز LED بمساحة تركيب مضغوطة مقاس 1608 (1.6 مم × 0.8 مم)، مما يجعله مناسبًا للتصاميم المحدودة المساحة التي تتطلب إضاءة متسقة وحيوية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا LED تأهيله وفقًا للمعيار الصارم AEC-Q101 لمكونات السيارات، مما يضمن موثوقيته في ظل الظروف البيئية القاسية. وهو متوافق بالكامل مع توجيهات RoHS و REACH والخالي من الهالوجين، مما يلبي اللوائح البيئية والسلامة الحديثة. مع شدة إضاءة نموذجية تبلغ 650 ملي كانديلا (mcd) عند تيار تشغيل قياسي 10 مللي أمبير، يوفر سطوعًا ممتازًا بالنسبة لحجمه.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

تحدد المعايير التشغيلية الرئيسية أداء LED في ظل الظروف القياسية (T_s=25°C). يتراوح نطاق التشغيل الموصى به للتيار الأمامي (I_F) من 2 مللي أمبير إلى 20 مللي أمبير، مع 10 مللي أمبير كحالة اختبار نموذجية. عند هذا التيار، يكون الجهد الأمامي النموذجي (V_F) هو 3.00 فولت، مع حدود دنيا وعليا تبلغ 2.5 فولت و 3.5 فولت على التوالي، مما يشير إلى التباين المتوقع في خصائص أشباه الموصلات.

يتم تحديد الناتج الضوئي الأساسي من خلال شدة الإضاءة (I_V)، بقيمة نموذجية تبلغ 650 ملي كانديلا عند 10 مللي أمبير. الحدود الدنيا والعليا هي 330 ملي كانديلا و 970 ملي كانديلا، والتي ترتبط مباشرة بهيكل التصنيف التفصيلي لاحقًا. يتميز نمط انبعاث الضوء بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة (φ)، مما يوفر إضاءة واسعة ومتساوية. يتم تحديد اللون بواسطة إحداثيات اللونية على مخطط CIE 1931، بقيم نموذجية x=0.20 و y=0.25، مما يحدد الدرجة المحددة للون الأزرق الجليدي.

2.2 الحدود القصوى المطلقة وإدارة الحرارة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم ولا يُقصد بها التشغيل المستمر. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي هو 20 مللي أمبير، ويجب ألا تتجاوز تبديد الطاقة (P_d) 70 ملي واط. يمكن للجهاز تحمل تيار اندفاعي (I_FM) بقيمة 50 مللي أمبير لفترات نبضية قصيرة جدًا (t≤10 ميكروثانية، دورة عمل 0.005).

تعد إدارة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لطول عمر LED واستقرار أدائه. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة (T_J) 125 درجة مئوية أبدًا. يتم تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية، مما يؤكد ملاءمته لبيئات السيارات. يتم تقديم قيمتين للمقاومة الحرارية: المقاومة الحرارية الحقيقية (R_{thJS real}) من الوصلة إلى نقطة اللحام هي 160 كلفن/واط، بينما القيمة المشتقة بالطريقة الكهربائية (R_{thJS el}) هي 140 كلفن/واط. هذه القيم ضرورية لحساب ارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل بناءً على تبديد الطاقة.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات أداء. توضح ورقة البيانات هذه هيكل تصنيف شامل لشدة الإضاءة.

3.1 مجموعات شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى مجموعات مُصنفة من Q إلى B. يتم تقسيم كل مجموعة إلى ثلاث مجموعات فرعية: X و Y و Z، تمثل شدة منخفضة ومتوسطة وعالية داخل تلك المجموعة، على التوالي. على سبيل المثال، تغطي المجموعة V الشدة من 710 ملي كانديلا إلى 1120 ملي كانديلا. المجموعة الفرعية VX هي 710-820 ملي كانديلا، و VY هي 820-970 ملي كانديلا، و VZ هي 970-1120 ملي كانديلا. تقع القيمة النموذجية البالغة 650 ملي كانديلا ضمن المجموعة الفرعية UY (520-610 ملي كانديلا) أو الطرف الأدنى من المجموعة الفرعية VX، مما يشير إلى أن رقم الجزء على الأرجح يتوافق مع رمز مجموعة فرعية محدد. يسمح هذا النظام للمصممين باختيار مستوى السطوع الدقيق المطلوب لتطبيقهم، مما يضمن الاتساق البصري عبر وحدات متعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 منحنى IV وشدة الإضاءة النسبية

يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي العلاقة الأسية الكلاسيكية للدايود. يسمح المنحنى للمصممين بتحديد جهد التشغيل المطلوب لتيار مرغوب، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم دوائر تحديد التيار. يُظهر الرسم البياني لشدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي أن ناتج الضوء يتناسب تقريبًا خطيًا مع التيار في النطاق المنخفض، ولكنه قد يُظهر علامات على انخفاض الكفاءة (زيادة دون خطية) مع اقتراب التيار من الحد الأقصى للتقييم، مما يؤكد أهمية التشغيل ضمن النطاق الموصى به.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة واستقرار اللونية

الرسم البياني لشدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة الوصلة بالغ الأهمية للتصميم الحراري. يُظهر أن ناتج الضوء يتناقص مع زيادة درجة حرارة الوصلة. على سبيل المثال، عند 100 درجة مئوية، قد تنخفض الشدة النسبية إلى حوالي 80-90٪ من قيمتها عند 25 درجة مئوية. يجب أخذ ذلك في الاعتبار في التطبيقات ذات درجات الحرارة المحيطة العالية أو تبديد الحرارة الضعيف.

يشير الرسم البياني لانزياح إحداثيات اللونية مقابل درجة حرارة الوصلة إلى كيفية تغير اللون المُدرك مع درجة الحرارة. يُعد استقرار اللون مع تغير درجة الحرارة أمرًا حيويًا للتطبيقات التي يكون فيها اتساق الألوان مهمًا. وبالمثل، يُظهر الرسم البياني للجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة معامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض V_Fمع ارتفاع درجة الحرارة، والذي يمكن استخدامه في بعض دوائر استشعار درجة الحرارة.

4.3 التوزيع الطيفي ونمط الإشعاع

يرسم الرسم البياني لخصائص الطول الموجي توزيع القدرة الطيفية النسبية. بالنسبة لـ LED أزرق جليدي، سيكون لهذا المنحنى ذروة مهيمنة في منطقة الطول الموجي الأزرق السماوي (عادةً حوالي 470-490 نانومتر). يحدد شكل واتساع هذه الذروة نقاء اللون. يُظهر الرسم البياني النموذجي لخصائص الإشعاع التوزيع المكاني لشدة الضوء (نمط الإشعاع). يُؤكد الرسم البياني القطبي المقدم بزاوية رؤية 120 درجة على نمط انبعاث لامبرتي أو شبه لامبرتي، حيث تكون الشدة أعلى عند 0 درجة (عموديًا على الشريحة) وتنخفض إلى 50٪ عند ±60 درجة.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة والقطبية

يستخدم LED عبوة PLCC-2 (حامل الشريحة الرصاصي البلاستيكي) للتركيب السطحي بمساحة تركيب مترية 1608 (طول 1.6 مم × عرض 0.8 مم). سيوفر الرسم الميكانيكي (المشار إليه في المحتويات) الأبعاد الدقيقة لارتفاع الجسم، وتباعد الأطراف، والتفاوتات المسموح بها. تحتوي عبوة PLCC-2 عادةً على طرفين على جانبيين متقابلين. تحديد القطبية الصحيحة أمر ضروري. يجب أن تشير ورقة البيانات إلى علامة الكاثود، والتي غالبًا ما تكون نقطة خضراء، أو شق، أو زاوية مقطوعة، أو طرف أقصر على جسم العبوة. يمكن أن يؤدي توصيل LED في انحياز عكسي إلى إتلافه، لأنه غير مصمم للتشغيل العكسي (لم يتم تحديد تقييم V_R).

5.2 تخطيط وسادة اللحام الموصى به

يتم توفير نمط أرضي موصى به (تصميم وسادة اللحام) لتخطيط اللوحة المطبوعة (PCB) لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة أثناء لحام إعادة التدفق. يكون هذا النمط عادةً أكبر قليلاً من أطراف المكون لتسهيل ترطيب اللحام الجيد وتكوين حشوة لحام مع منع الجسور اللحامية. يُعد الالتزام بهذه التوصية مهمًا للقوة الميكانيكية ونقل الحرارة من LED إلى اللوحة المطبوعة، والتي تعمل كمشتت حراري.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم تقييم المكون لتحمل أقصى درجة حرارة لحام تبلغ 260 درجة مئوية لمدة 30 ثانية. يشير هذا إلى درجة الحرارة القصوى المقاسة على جسم العبوة أو الأطراف أثناء عملية إعادة التدفق القياسية. سيظهر رسم بياني نموذجي لملف إعادة التدفق مراحل تسخين درجة الحرارة، والتسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق (مع درجة الحرارة القصوى)، والتبريد. من الأهمية بمكان اتباع هذا الملف لتجنب الصدمة الحرارية، والتي يمكن أن تتسبب في تشقق عدسة الإيبوكسي أو إتلاف الشريحة الداخلية وروابط الأسلاك. تم تقييم مستوى حساسية الرطوبة (MSL) بـ 2a، مما يعني أنه يمكن تخزين المكون لمدة تصل إلى 4 أسابيع عند ≤30 درجة مئوية / 60٪ رطوبة نسبية قبل أن يتطلب الخبز قبل إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

رقم الجزء1608-IB0100M-AMيتبع هيكلًا منطقيًا:1608يشير إلى حجم العبوة،IBيشير إلى اللون الأزرق الجليدي،0100Mمن المحتمل أن يتعلق بمجموعة الشدة أو درجة الأداء المحددة، وAMقد تشير إلى درجة السيارات أو إصدار محدد. ستوضح معلومات الطلب خيارات التعبئة المتاحة، مثل كميات الشريط والبكرة (على سبيل المثال، 4000 قطعة لكل بكرة)، وأبعاد البكرة، والاتجاه داخل الشريط. يتم التأكيد على التعامل السليم مع الأجهزة الحساسة للكهرباء الساكنة (مصنفة حتى 2 كيلو فولت HBM) خلال جميع مراحل التجميع.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 التطبيق الأساسي: الإضاءة الداخلية للسيارات

التطبيق المذكور صراحةً هو الإضاءة الداخلية للسيارات. يشمل ذلك الإضاءة الخلفية للوحة القيادة، وإضاءة الأزرار، وأضواء منطقة القدمين، وأضواء لوحة الباب، والإضاءة المحيطة. يجعل التأهيل AEC-Q101، ونطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية)، والموثوقية العالية، هذا LED مناسبًا بشكل خاص للمتطلبات الصارمة لصناعة السيارات، حيث يجب أن تتحمل المكونات الاهتزاز، والدورات الحرارية، وعمر تشغيلي طويل.

8.2 اعتبارات التصميم وحماية الدائرة

عند تصميم دائرة تشغيل، استخدم دائمًا مصدر تيار ثابت أو مقاومة تحديد تيار على التوالي مع LED لمنع الانحراف الحراري، حيث أن الجهد الأمامي له معامل درجة حرارة سالب. احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F. تأكد من أن تبديد الطاقة (V_F* I_F) لا يتجاوز 70 ملي واط، مع مراعاة الحد الأقصى لـ V_Fو I_F. لإدارة الحرارة، تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية على اللوحة المطبوعة أسفل وحول وسادات لحام LED لتعمل كمشتت حراري، مع الحفاظ على درجة حرارة الوصلة منخفضة قدر الإمكان للحفاظ على السطوع وطول العمر. ضع في اعتبارك منحنى تخفيض التيار الأمامي، والذي يُظهر أنه يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر مع زيادة درجة حرارة وسادة اللحام.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED التجارية القياسية، فإن المميزات الرئيسية لهذا المكون هيتأهيل AEC-Q101ونطاق درجة الحرارة الموسع، وهما غير قابلين للتفاوض لتطبيقات السيارات. مقارنةً بمصابيح LED أخرى للسيارات، فإنعبوة PLCC-2 بمساحة تركيب 1608تقدم حلاً مضغوطًا وقويًا في نفس الوقت. يوفرالناتج النموذجي البالغ 650 ملي كانديلا عند 10 مللي أمبيركفاءة عالية، مما قد يسمح باستخدام تيارات تشغيل أقل لتحقيق نفس السطوع مقارنة بالمنافسين، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة والحمل الحراري. يمنح هيكل التصنيف الشامل المصممين تحكمًا أكبر في اتساق السطوع في منتجاتهم.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما هو الغرض الرئيسي من تصنيف شدة الإضاءة؟

ج: يضمن التصنيف اتساق اللون والسطوع في الإنتاج الضخم. من خلال اختيار مصابيح LED من نفس المجموعة، يمكن للشركات المصنعة ضمان مظهر موحد عبر جميع الوحدات في المنتج، وهو أمر بالغ الأهمية خاصة في مصفوفات LED المتعددة للداخلية السيارات.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 3.3 فولت بدون مقاومة؟

ج: لا. الجهد الأمامي النموذجي (V_F) هو 3.0 فولت، ولكنه قد يصل إلى 2.5 فولت. قد يؤدي توصيل 3.3 فولت مباشرة إلى فرض تيار يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتقييم، مما قد يؤدي إلى تدمير LED على الفور. استخدم دائمًا آلية تحديد تيار.

س: هل هذا LED مناسب للتطبيقات الخارجية للسيارات مثل أضواء الفرامل؟

ج: على الرغم من متانته، فإن التطبيق الأساسي المذكور هو الإضاءة الداخلية. غالبًا ما يكون لأضواء الخارج متطلبات مختلفة للتدفق الضوئي، وإحداثيات اللون، والتغليف لمقاومة العوامل الجوية. استشر دائمًا ملاحظات التطبيق أو الشركة المصنعة لتحديد مدى ملاءمة الاستخدام الخارجي.

س: كيف تؤثر زاوية الرؤية 120 درجة على التصميم؟

ج: زاوية الرؤية الواسعة مثالية للإضاءة المساحية والتطبيقات التي قد يُنظر فيها إلى LED من زوايا خارج المحور (على سبيل المثال، رموز لوحة القيادة). إذا كانت هناك حاجة إلى حزمة ضوئية أكثر تركيزًا، فستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات).

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم ضوء محيط لمنطقة القدمين في مركبة.يحتاج المصمم إلى إضاءة منطقة قدمي السائق والراكب بتوهج أزرق جليدي ناعم. يخطط لاستخدام مصباحي LED لكل منطقة قدم. بناءً على جدول التصنيف، يختار مصابيح LED من المجموعة الفرعية VY (820-970 ملي كانديلا) لضمان سطوع كافٍ وليس مفرطًا. يصمم دائرة تعمل من نظام 12 فولت للمركبة. باستخدام الجهد الأمامي النموذجي (V_F) البالغ 3.0 فولت واستهداف تيار أمامي (I_F) بقيمة 10 مللي أمبير لعمر طويل، يحسب مقاومة على التوالي: R = (12 فولت - 3.0 فولت) / 0.01 أمبير = 900 أوم. يتم اختيار مقاومة قياسية 910 أوم. يقوم بتخطيط اللوحة المطبوعة مع مساحات نحاسية سخية متصلة بوسادات LED لتبديد الحرارة، مما يضمن بقاء درجة حرارة وسادة اللحام أقل من 70 درجة مئوية للسماح بقدرة 20 مللي أمبير كاملة إذا لزم الأمر لإجراء تعديلات مستقبلية. يتبع ملف إعادة التدفق الموصى به أثناء التجميع لضمان الموثوقية.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا هو ديود باعث للضوء (LED) من أشباه الموصلات. جوهره هو شريحة مصنوعة من مواد أشباه الموصلات المركبة (عادةً تعتمد على InGaN للألوان الزرقاء/السيانية). عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الدايود، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات من جوانب متقابلة. عندما تتحد حاملات الشحنة هذه، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. تقوم عدسة الإيبوكسي لعبوة PLCC بتغليف الشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل حزمة الناتج الضوئي (لتحقيق زاوية الرؤية 120 درجة). يتضمن الهيكل الداخلي كوبًا عاكسًا لتوجيه الضوء لأعلى وسلك ربط للتوصيل الكهربائي.

13. اتجاهات وتطورات التكنولوجيا

يتجه تطور إضاءة LED للسيارات نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، مما يقلل الحمل الكهربائي وتوليد الحرارة. هذا يسمح بعروض أكثر سطوعًا أو استهلاكًا أقل للطاقة. هناك أيضًا اتجاه نحو التصغير، حيث تتقلص العبوات أكثر مع الحفاظ على ناتج الضوء أو زيادته. لا تزال الموثوقية المعززة وعمر التشغيل الأطول في ظل التشغيل بدرجات حرارة عالية مجالات بحثية حرجة. علاوة على ذلك، يعد التكامل اتجاهًا رئيسيًا، حيث تدمج عبوات LED دوائر التشغيل (IC)، أو أجهزة استشعار، أو شرائح متعددة الألوان (RGB) في وحدات مفردة لأنظمة الإضاءة الذكية. يضمن الانتقال نحو مجموعات ألوان موحدة وتفاوتات أضيق الاتساق لشركات تصنيع السيارات التي تستخدم أجزاء من موردين متعددين.