ورقة بيانات مصباح LED أزرق 3.00×3.00×2.10 مم 3.3 فولت 1.65 واط حزمة EMC - 460 نانومتر - 500 مللي أمبير - 20 لومن

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة مواصفات فنية شاملة لمصباح LED أزرق عالي الطاقة يستخدم حزمة EMC (مركب القولبة الإيبوكسي). تم تصميم الجهاز للتطبيقات الصعبة التي تتطلب موثوقية عالية، بما في ذلك مراقبة الأمن، وإضاءة أجهزة الاستشعار، وإضاءة المناظر الطبيعية، والإضاءة العامة. بفضل أبعاده الصغيرة 3.00 مم × 3.00 مم × 2.10 مم، فإنه يتيح تخطيطات PCB كثيفة بينما يوفر تدفقًا ضوئيًا نموذجيًا يبلغ 20 لومن عند تيار تشغيل 500 مللي أمبير. توفر حزمة EMC أداءً حراريًا فائقًا ومتانة مقارنة بحزم الإطار التقليدية، مما يجعلها مناسبة للتشغيل المطول في البيئات القاسية.

1.1 الميزات الرئيسية

• متوافق مع اللحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص (متوافق مع RoHS)
• مستوى الحساسية للرطوبة: MSL المستوى 3 (وفقًا لمعيار JEDEC)
• الطول الموجي السائد: 460 نانومتر (نموذجي) – اللون الأزرق
• الجهد الأمامي: 3.0 فولت – 3.3 فولت (نموذجي 3.3 فولت عند 500 مللي أمبير)
• زاوية الرؤية: 100 درجة (نصف القدرة)
• المقاومة الحرارية: 14 درجة مئوية/واط (من الوصلة إلى نقطة اللحام)
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي: 2 كيلو فولت (HBM) مع إنتاجية > 90%

1.2 التطبيقات المستهدفة

• مؤشرات بصرية وإشارات ضوئية
• إضاءة المناظر الطبيعية والهندسة المعمارية
• الإضاءة العامة والإضاءة الزخرفية
• إضاءة كاميرات الأمن والمراقبة
• أنظمة الاستشعار والرؤية الآلية

2. تحليل المعلمات التقنية

توفر الأقسام التالية تفسيرًا متعمقًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية المحددة في ورقة بيانات المنتج.

2.1 الخصائص البصرية

عند درجة حرارة 25 درجة مئوية وتيار أمامي 500 مللي أمبير، يُظهر المصباح LED طولًا موجيًا سائدًا يبلغ 460 نانومترًا مع عرض طيفي يبلغ 30 نانومترًا. التدفق الضوئي مصنف عند 20 لومن (نموذجي) مع تفاوت قياس ±10%. زاوية الرؤية (زاوية نصف القدرة 2θ1/2) هي 100 درجة، مما يوفر انتشارًا عريضًا للحزمة مناسبًا للإضاءة العامة وتطبيقات المؤشرات. نمط الإشعاع متماثل للغاية، كما هو موضح في الرسم البياني القطبي (انظر الشكل 1-10 في ورقة البيانات الأصلية).

2.2 المعلمات الكهربائية

الجهد الأمامي عند 500 مللي أمبير يتراوح من 3.0 فولت كحد أدنى إلى 3.3 فولت نموذجي. تفاوت القياس هو ±0.1 فولت. التيار العكسي محدد بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي قدره 5 فولت. تبديد الطاقة محدود بـ 1.65 واط كحد أقصى مطلق، وهو ما يتوافق مع حالة التشغيل بتيار 500 مللي أمبير. من الضروري عدم تجاوز التصنيفات القصوى المطلقة لتجنب التلف الدائم.

2.3 الخصائص الحرارية

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام هي 14 درجة مئوية/واط. تسمح هذه المقاومة الحرارية المنخفضة، التي يسهلها تصميم حزمة EMC، بنقل الحرارة بكفاءة من وصلة LED إلى لوحة PCB. الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية؛ يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة التصنيف الأقصى البالغ 115 درجة مئوية. تُظهر منحنيات التخفيض أنه يجب تقليل التيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود.

3. التصنيف والفرز

على الرغم من أن ورقة البيانات لا توضح بالتفصيل جداول التصنيف، إلا أن المنتج يتم تزويده برموز تصنيف للتدفق الضوئي (Φ)، والطول الموجي السائد (WLD)، والجهد الأمامي (VF) كما هو موضح على ملصق البكرة. يسمح ذلك للعملاء باختيار درجات أداء محددة لتطبيقاتهم. قد يشمل التصنيف النموذجي صناديق التدفق بزيادات وصناديق الطول الموجي حول 460 نانومتر. اتصل بالمورد للحصول على تفاصيل التصنيف المتاحة.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يظهر منحنى خاصية I-V (الشكل 1-6 في ورقة البيانات) جهدًا أماميًا نموذجيًا يبلغ حوالي 3.3 فولت عند 500 مللي أمبير. مع زيادة التيار من 100 مللي أمبير إلى 600 مللي أمبير، يرتفع الجهد من حوالي 3.0 فولت إلى 3.4 فولت. هذه العلاقة الخطية تقريبًا نموذجية لمصابيح LED الزرقاء.

4.2 الشدة النسبية مقابل التيار

تزداد الشدة الضوئية النسبية مع التيار الأمامي ولكنها تظهر بعض التشبع عند التيارات الأعلى (الشكل 1-7). عند 500 مللي أمبير، تبلغ الشدة النسبية حوالي 100%، بينما عند 100 مللي أمبير تنخفض إلى حوالي 20%. يساعد هذا المنحنى المصممين على تقدير خرج الضوء عند تيارات تشغيل أقل.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

يُظهر الشكل 1-8 أن الشدة النسبية تتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. عند 85 درجة مئوية، تنخفض الشدة إلى حوالي 85% من القيمة عند 25 درجة مئوية. يجب مراعاة هذه الحساسية الحرارية في تصميمات التركيبات التي تعمل في بيئات ذات درجات حرارة مرتفعة.

4.4 التوزيع الطيفي

يبلغ ذروة الطيف (الشكل 1-9) حوالي 460 نانومتر مع عرض كامل عند نصف الحد الأقصى يبلغ 30 نانومترًا. يقتصر الطيف على المنطقة الزرقاء، مع انبعاث مهمل خارج النطاق 400-700 نانومتر.

4.5 مخطط الإشعاع

يظهر نمط الإشعاع القطبي (الشكل 1-10) توزيعًا يشبه لامبرتيان بزاوية نصف قدرة تبلغ ±50 درجة. هذا التوزيع الواسع مناسب للإضاءة الغامرة والإضاءة العامة.

4.6 التيار مقابل تخفيض درجة حرارة الدبوس

يوفر الشكل 1-11 منحنى التخفيض: عند درجة حرارة الدبوس 60 درجة مئوية، يبلغ الحد الأقصى للتيار الأمامي حوالي 400 مللي أمبير، وعند 100 درجة مئوية ينخفض إلى حوالي 100 مللي أمبير. هذا المنحنى ضروري للتصميم الحراري.

5. معلومات ميكانيكية عن الحزمة

5.1 أبعاد الحزمة

أبعاد حزمة LED هي 3.00 مم × 3.00 مم × 2.10 مم (الطول × العرض × الارتفاع) مع تفاوتات ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يظهر المنظر العلوي حزمة مربعة مع وسادتين: يتم تحديد الكاثود والأنود في الشكل 1-2. يشير المنظر الجانبي إلى ارتفاع 2.10 مم مع بروز عدسة 0.70 مم. يظهر المنظر السفلي أبعاد الوسادة: وسادة الكاثود 1.45 مم × 0.69 مم، وسادة الأنود 1.45 مم × 0.69 مم، مع تباعد 1.45 مم بين الوسادات. توصي أنماط اللحام (الشكل 1-5) باستخدام وسادات لحام 3.00 × 2.26 مم للتركيب المناسب.

5.2 تحديد القطبية

يتم تمييز الكاثود بشق أو نقطة صغيرة على الحزمة (انظر الشكل 1-2). الأنود على الجانب الآخر. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع.

5.3 أنماط اللحام

نمط اللحام الموصى به (الشكل 1-5) هو 3.00 مم × 2.26 مم مع تباعد 0.46 مم عن الحافة. تساعد الوسادة الحرارية في تبديد الحرارة. استخدم تصميم استنسل مناسب لضمان تغطية لحام كافية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق

يحدد ملف إعادة التدفق الموصى به (الشكل 3-1): التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية؛ الوقت فوق 217 درجة مئوية (TL) يجب أن يكون 60-150 ثانية؛ درجة حرارة الذروة (TP) 260 درجة مئوية مع أقصى وقت احتجاز (tP) 10 ثوانٍ ضمن 5 درجات مئوية من الذروة. يجب ألا يتجاوز معدل التبريد 6 درجات مئوية/ثانية. يُسمح فقط بمرورين لإعادة التدفق. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين المرورين الأول والثاني، فقد تتلف مصابيح LED.

6.2 اللحام اليدوي

عند اللحام اليدوي، استخدم مكواة لحام مضبوطة على أقل من 300 درجة مئوية لمدة أقل من 3 ثوانٍ لكل وسادة. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط.

6.3 إعادة العمل والإصلاح

لا يُوصى بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق مسبقًا من الخصائص. تأكد من عدم تطبيق إجهاد ميكانيكي أثناء التسخين.

6.4 احتياطات المناولة

• لا تضغط على سطح عدسة السيليكون؛ تعامل معها فقط من الجوانب.
• تجنب التركيب على لوحات PCB ملتوية؛ لا تقم بثني اللوحة بعد اللحام.
• لا تقم بتبريد سريع بعد اللحام؛ اتركه ليبرد بشكل طبيعي إلى درجة حرارة الغرفة.
• لا تطبق اهتزازًا ميكانيكيًا أثناء التبريد.

6.5 ظروف التخزين

أكياس حاجز الرطوبة غير المفتوحة: تخزين عند<30 درجة مئوية و<75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى عام واحد من تاريخ التعبئة. بعد الفتح: 168 ساعة عند<30 درجة مئوية و<60% رطوبة نسبية. إذا تم تجاوز ذلك، قم بالتسخين عند 60±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

7. معلومات التعبئة والتغليف والطلب

7.1 مواصفات التعبئة والتغليف

يتم توريد مصباح LED في عبوة شريط وبكرة تحتوي على 3000 قطعة لكل بكرة. أبعاد شريط الناقل موضحة في الشكل 2-1 مع علامة قطبية. أبعاد البكرة: A=12.7±0.3 مم، B=330.2±2 مم، C=79.5±1 مم، D=14.3±0.2 مم. يتم استخدام كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة للحماية من الرطوبة.

7.2 معلومات الملصق

يتضمن ملصق البكرة: رقم الجزء (PART NO.)، رقم المواصفة (SPEC NO.)، رقم الدفعة (LOT NO.)، رمز التصنيف (BIN CODE)، التدفق الضوئي (Φ)، الطول الموجي السائد (WLD)، الجهد الأمامي (VF)، الكمية (QTY)، والتاريخ (DATE). تُستخدم هذه المعلومات لتتبع المنتج واختيار التصنيف.

7.3 صندوق الكرتون

يتم تعبئة البكرات في صناديق كرتونية للشحن. يتم وضع ملصق على الصندوق يحتوي على معلومات المنتج والكمية.

8. الموثوقية والتأهيل

8.1 عناصر اختبار الموثوقية

اجتاز المنتج اختبارات الموثوقية التالية وفقًا لمعايير JEDEC: اللحام بإعادة التدفق (260 درجة مئوية، 3 مرات)، التدوير الحراري (-40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، 100 دورة)، الصدمة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى 115 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، 500 مللي أمبير، 1000 ساعة). معايير القبول: 0 فشل من 10 عينات (0/1) لكل اختبار.

8.2 معايير الفشل

الحدود بعد الإجهاد: تغير الجهد الأمامي ≤ 1.1x الحد الأعلى للمواصفة؛ التيار العكسي ≤ 2.0x الحد الأعلى للمواصفة؛ تدهور التدفق الضوئي ≥ 0.7x الحد الأدنى للمواصفة.

9. توصيات تصميم التطبيق

9.1 التصميم الحراري

بالنظر إلى المقاومة الحرارية البالغة 14 درجة مئوية/واط وأقصى تبديد طاقة 1.65 واط، فإن التبريد المناسب أمر بالغ الأهمية. استخدم مساحة نحاسية مناسبة على PCB وفتحات حرارية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 115 درجة مئوية. قم بتخفيض التيار بناءً على درجة الحرارة المحيطة باستخدام منحنى التخفيض المقدم.

9.2 التصميم الكهربائي

يجب تشغيل كل مصباح LED باستخدام مقاومات محددة للتيار أو مصادر تيار ثابتة لمنع الانفلات الحراري. يجب تجنب الجهد العكسي؛ استخدم ثنائيات حماية إذا لزم الأمر. يُوصى بالحماية من التفريغ الكهروستاتيكي أثناء المناولة والتشغيل.

9.3 الاعتبارات البيئية

تجنب التعرض لمركبات الكبريت (>100 جزء في المليون)، والهالوجينات (البروم والكلور بشكل فردي<900 جزء في المليون، إجمالي<1500 جزء في المليون)، والمركبات العضوية المتطايرة التي يمكن أن تنبعث منها غازات وتتلف عدسة السيليكون. استخدم كحول الأيزوبروبيل للتنظيف إذا لزم الأمر.

10. مبدأ العمل

مصباح LED هذا هو جهاز شبه موصل يصدر الضوء من خلال التألق الكهربائي. تتكون المنطقة النشطة من هيكل بئر كمومي من InGaN (نتريد الغاليوم الإنديوم) الذي يصدر ضوءًا أزرق عندما تتحد الإلكترونات والثقوب تحت الانحياز الأمامي. يتم تحديد طول الموجة المنبعثة من فجوة النطاق لمادة البئر الكمومي. تستخدم حزمة EMC مركب القولبة الإيبوكسي كمواد تغليف، مما يوفر حماية ميكانيكية واقترانًا بصريًا. تعمل عدسة السيليكون على زيادة زاوية الرؤية وتحسين استخراج الضوء.

11. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه نحو مصابيح LED عالية الطاقة ذات كفاءة أعلى وحزم أصغر وإدارة حرارية محسنة. توفر حزم EMC مثل هذه توازنًا بين التكلفة والأداء للتطبيقات العامة والصناعية. تُستخدم الشريحة الزرقاء 460 نانومتر أيضًا كمصدر لمضخات الفوسفور لمصابيح LED البيضاء، على الرغم من أن هذا الجهاز مخصص للإصدار الأزرق المباشر. قد تتضمن التطورات المستقبلية كثافات تدفق أعلى وموثوقية محسنة مع مقاومة حرارية أقل.

12. الأسئلة الشائعة وحالات التصميم

12.1 الأسئلة الشائعة

س: هل يمكنني تشغيل مصباح LED هذا بتيار 700 مللي أمبير؟ج: لا، الحد الأقصى المطلق للتيار هو 500 مللي أمبير (مع تبريد مناسب). تجاوز ذلك قد يتلف الجهاز.

س: ما هو العمر النموذجي؟ج: لا تحدد ورقة البيانات العمر L70، ولكن بناءً على مصابيح LED EMC المماثلة، في ظل الظروف المقدرة يمكن أن يتجاوز 50,000 ساعة.

س: هل مصباح LED مناسب للتشغيل النبضي؟ج: نعم، يمكن للتشغيل النبضي مع دورة عمل منخفضة أن يسمح بتيار ذروة أعلى، ولكن تأكد من أن متوسط الطاقة لا يتجاوز 1.65 واط.

12.2 مثال تطبيقي

في تركيبة إضاءة مناظر طبيعية تحتوي على 12 مصباح LED، كل منها يعمل بتيار 350 مللي أمبير لتحقيق إجمالي 240 لومن، مع تبريد مناسب باستخدام PCB من الألومنيوم. الجهد الأمامي عند 350 مللي أمبير هو حوالي 3.2 فولت، وبالتالي إجمالي الطاقة لكل مصباح LED هو 1.12 واط. يضمن التصميم الحراري أن درجة حرارة الوصلة أقل من 85 درجة مئوية تحت درجة حرارة محيطة 40 درجة مئوية. يُوصى باستخدام مشغل تيار ثابت مع تراجع حراري للسلامة.