ورقة بيانات LED الأزرق PLCC-2 67-11-UB0200H-AM - درجة سيارات - زاوية رؤية 120° - 3.1 فولت - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يعد 67-11-UB0200H-AM مكون LED عالي الموثوقية، مثبت على السطح، مصمم خصيصًا للتطبيقات الداخلية الصارمة في السيارات. باستخدام عبوة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي)، يوفر هذا الجهاز حلاً قويًا للإضاءة الخلفية ووظائف المؤشر حيث يكون الأداء المتسق تحت ظروف بيئية متغيرة أمرًا بالغ الأهمية. تشمل مزاياه الأساسية زاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة لرؤية ممتازة، وتأهيل لمعيار AEC-Q101 الصارم لمكونات الدرجة السياراتية، والامتثال لتوجيهات RoHS و REACH البيئية. السوق المستهدف الرئيسي هو الإلكترونيات السياراتية، مع تطبيقات رئيسية تشمل إضاءة لوحة العدادات، والإضاءة الخلفية للمفاتيح، والإضاءة الداخلية العامة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يصدر LED ضوءًا أزرقًا بطول موجي سائد نموذجي (λd) يبلغ 468 نانومتر، يتراوح من 463 نانومتر إلى 475 نانومتر. المعيار الضوئي الرئيسي هو شدة إضاءته، والتي تبلغ نموذجيًا 355 ملي كانديلا (مكد) عند تشغيله بتيار الاختبار القياسي البالغ 20 مللي أمبير. الحد الأدنى والأقصى لهذه المجموعة هما 224 مكد و 560 مكد على التوالي، مما يشير إلى انتشار الإنتاج. الميزة المحددة هي زاوية رؤيته الواسعة جدًا (φ) البالغة 120 درجة، وهي الزاوية المحورية التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى. وهذا يضمن إضاءة موحدة على مساحة واسعة.

2.2 الخصائص الكهربائية والحرارية

يبلغ الجهد الأمامي (V_F) نموذجيًا 3.1 فولت عند 20 مللي أمبير، مع نطاق من 2.75 فولت إلى 3.75 فولت. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر (I_F) هو 30 مللي أمبير، مع تيار تشغيل موصى به يبلغ 20 مللي أمبير. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بالتحيز العكسي. إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية لطول عمر LED. يتم تحديد المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام بقيمتين: قياس كهربائي (R_{th JS el}) بحد أقصى 100 كلفن/وات وقياس حقيقي (R_{th JS real}) بحد أقصى 130 كلفن/وات. أقصى درجة حرارة مسموح بها للوصلة (T_J) هي 125°مئوية.

2.3 القيم القصوى المطلقة والموثوقية

تحدد حدود صارمة منطقة التشغيل الآمنة: يجب ألا تتجاوز تبديد الطاقة (P_d) 112 مللي واط. يمكن للجهاز تحمل تيار اندفاعي (I_FM) بقيمة 300 مللي أمبير لنبضات ≤ 10 ميكروثانية بدورة عمل منخفضة جدًا (0.005). يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين من -40°مئوية إلى +110°مئوية، وهو مناسب للبيئات السياراتية. يتم تصنيف حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) بـ 8 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان)، ويتم تصنيف المكون على أنه مستوى حساسية الرطوبة (MSL) 2.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير الأداء الرئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى رموز أبجدية رقمية (مثل L1، M1، N1...). المجموعة الخاصة برقم الجزء هذا، كما هو موضح في جدول الخصائص (النموذجي 355 مكد)، تقع ضمن مجموعة "T1"، والتي تغطي النطاق من 280 مكد إلى 355 مكد. يمتد هيكل التصنيف من شدة إضاءة منخفضة جدًا (L1: 11.2-14 مكد) إلى شدة إضاءة عالية جدًا، مما يوفر خيارات واسعة لمتطلبات السطوع المختلفة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم التحكم في اللون الأزرق من خلال مجموعات الطول الموجي السائد. القيمة النموذجية البالغة 468 نانومتر لهذا الجزء تضعها في مجموعة "6367"، والتي تمتد من 463 نانومتر إلى 467 نانومتر، أو ربما مجموعة "6771" (467-471 نانومتر)، اعتمادًا على الحد الأدنى/الأقصى الدقيق. يضمن هذا التحكم الدقيق (تحمّل ±1 نانومتر) حدًا أدنى من التباين في اللون بين مصابيح LED الفردية في التجميع.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يظهر الرسم البياني المقدم العلاقة غير الخطية بين التيار الأمامي والجهد الأمامي. المنحنى نموذجي لمصباح LED أزرق، مع جهد تشغيل يبلغ حوالي 2.7 فولت ومنحدر حاد نسبيًا بعد ذلك. هذه البيانات ضرورية لتصميم دائرة تحديد التيار لضمان التشغيل المستقر.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

تظهر عدة رسوم بيانية التغيرات في الأداء مع درجة الحرارة. يتمتع الجهد الأمامي بمعامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض بحوالي 2 مللي فولت/°مئوية مقارنة بقيمته عند 25°مئوية. على العكس من ذلك، تنخفض شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة؛ عند 100°مئوية، يكون الناتج تقريبًا 80-85% من قيمته عند 25°مئوية. كما يتحول الطول الموجي السائد قليلاً مع درجة الحرارة (عادةً +0.05 إلى +0.1 نانومتر/°مئوية لمصابيح LED الزرقاء).

4.3 التوزيع الطيفي ونمط الإشعاع

يظهر رسم التوزيع الطيفي النسبي ذروة في منطقة الطول الموجي الأزرق (~468 نانومتر) مع عرض كامل عند نصف القيمة القصوى (FWHM) نموذجي لمصباح LED قائم على InGaN. يؤكد مخطط نمط الإشعاع بصريًا زاوية الرؤية البالغة 120 درجة، مما يظهر نمط إشعاع يشبه لامبرتيان.

4.4 تخفيض التصنيف والتشغيل بالنبضات

يحدد منحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي أقصى تيار مستمر مسموح به كدالة لدرجة حرارة نقطة اللحام (T_S). على سبيل المثال، عند درجة حرارة T_Sتبلغ 110°مئوية، يكون الحد الأقصى للتيار 30 مللي أمبير. يحدد رسم بياني منفصل قدرة التعامل مع النبضات المسموح بها، موضحًا ذروة تيار النبض (I_FP) المسموح به لعرض نبضة معين (t_p) ودورة عمل (D).

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

يستخدم المكون عبوة PLCC-2 قياسية مثبتة على السطح. سيحدد الرسم الميكانيكي (المشار إليه ضمن قسم "الأبعاد الميكانيكية") الطول والعرض والارتفاع والتباعد بين الأطراف بدقة. تتميز العبوة بهيكل بلاستيكي مصبوب مع طرفين. يتم الإشارة إلى القطبية من خلال الشكل الفعلي للعبوة أو علامة على الجزء العلوي، عادةً شق أو نقطة خضراء بالقرب من الكاثود. يتم توفير تخطيط نقطة اللحام الموصى به لضمان اللحام السليم وتخفيف الحرارة أثناء إعادة التدفق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تحدد ورقة البيانات حالة لحام إعادة التدفق حيث يجب تعريض أطراف المكون لدرجة حرارة أعلى من 217°مئوية (درجة حرارة السيولة لمعجنة اللحام) لمدة تتراوح بين 60 و 150 ثانية. عادةً ما يظهر رسم بياني مفصل لملف تعريف إعادة التدفق التسخين المسبق الموصى به، والنقع، ودرجة حرارة ذروة إعادة التدفق (التي يجب ألا تتجاوز الحد الأقصى المطلق لتصنيف درجة حرارة لحام LED)، ومعدلات تبريد.

6.2 احتياطات الاستخدام

تشمل الاحتياطات العامة: تجنب تطبيق جهد عكسي. استخدام مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي. التأكد من عدم تجاوز أقصى درجة حرارة للوصلة من خلال مراعاة درجة الحرارة المحيطة، وتيار التشغيل، وتصميم الحرارة للوحة الدوائر المطبوعة. التعامل مع الأجهزة مع احتياطات ESD المناسبة. اتباع ظروف التخزين الموصى بها (MSL 2) إذا تم فتح العبوة.

7. معلومات التعبئة والطلب

يحدد قسم "معلومات التعبئة" كيفية توريد مصابيح LED، عادةً على شرائط ناقلة بارزة ملفوفة في بكرات. تشمل المعايير الرئيسية أبعاد البكرة، وتباعد الجيوب، وكمية المكونات لكل بكرة. يتبع رقم الجزء 67-11-UB0200H-AM نظام ترميز محدد حيث يشير "67" على الأرجح إلى السلسلة، و"11" إلى الحجم أو المتغير، و"UB" إلى اللون (أزرق)، و"200H" إلى مجموعات أداء محددة. ستوضح "معلومات الطلب" كيفية تحديد حجم البكرة أو الخيارات الأخرى.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مثالي لـ:
الإضاءة الداخلية للسيارات:الإضاءة الخلفية للأزرار، والمفاتيح، ولوحات التحكم في المناخ، ومقابض الأبواب.
لوحات العدادات:إضاءة العدادات ومؤشرات التحذير، مستفيدًا من زاوية الرؤية الواسعة.
وظائف المؤشر العامة:أضواء الحالة داخل المقصورة حيث يكون اللون الأزرق هو اللون المحدد.

8.2 اعتبارات التصميم

قيادة التيار:استخدم دائمًا مصدر تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة على التوالي. احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F. استخدم أقصى قيمة V_Fمن ورقة البيانات لضمان عدم تجاوز التيار للحدود عند درجات الحرارة المنخفضة حيث يكون V_Fأعلى.
إدارة الحرارة:قم بتوصيل الوسادة الحرارية (إن وجدت) بمساحة نحاسية كافية على لوحة الدوائر المطبوعة لتعمل كمشتت حراري. هذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على خرج الضوء وطول العمر، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية أو تيارات التشغيل العالية.
التصميم البصري:قد تتطلب زاوية الرؤية الواسعة أدلة ضوئية أو موزعات لتحقيق أنماط إضاءة محددة وتجنب البقع الساخنة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED PLCC-2 التجارية القياسية، فإن المميزات الرئيسية لهذا الجزء هيتأهيل AEC-Q101، الذي يتحقق من موثوقيته تحت اختبارات الإجهاد السياراتية (الدورات الحرارية، التشغيل في درجة حرارة عالية/رطوبة عالية، إلخ)، ونطاق درجة حرارة تشغيله الموسع (-40°مئوية إلى +110°مئوية). كما أن تصنيف ESD البالغ 8 كيلو فولت أعلى عادةً من الأجزاء التجارية. يضمن التصنيف المحدد لشدة الإضاءة والطول الموجي اتساق اللون والسطوع، وهو أمر بالغ الأهمية في شاشات السيارات متعددة LED.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر طاقة 5 فولت؟
ج: لا. مع جهد أمامي نموذجي V_Fبقيمة 3.1 فولت، فإن توصيله مباشرة بـ 5 فولت سيسبب تيارًا مفرطًا وفشلاً فوريًا. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار على التوالي أو محرك تيار ثابت.

س: ما هو العمر المتوقع لهذا LED؟
ج: يعتمد عمر LED بشدة على ظروف التشغيل، وخاصة درجة حرارة الوصلة وتيار التشغيل. عند التشغيل ضمن التصنيفات المحددة (خاصة T_J <125°مئوية)، عادةً ما يكون لمصابيح LED من الدرجة السياراتية مثل هذا عمر L70 (الوقت حتى 70% من خرج الضوء الأولي) مصنف بعشرات الآلاف من الساعات.

س: كيف أفسر رمز مجموعة شدة الإضاءة (مثل T1) عند الطلب؟
ج: يضمن رمز المجموعة أن شدة إضاءة LED ستقع ضمن النطاق المحدد (مثل T1: 280-355 مكد). للحصول على سطوع متسق في مصفوفة، حدد رمز مجموعة واحد وضيق.

س: هل المشتت الحراري ضروري؟
ج: للتشغيل المستمر عند 20 مللي أمبير أو أعلى، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية، فإن الإدارة الحرارية المناسبة عبر النحاس في لوحة الدوائر المطبوعة أمر ضروري. عادةً لا يلزم مشتت حراري مخصص لمصباح LED واحد، ولكن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة يجب أن يسهل تبديد الحرارة.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم إضاءة خلفية لمفتاح ضغط سياراتي.
1. المتطلبات:إضاءة زرقاء موحدة عبر غطاء زر بقطر 10 مم.
2. اختيار المكونات:مصباح LED واحد من نوع 67-11-UB0200H-AM يكفي بسبب سطوعه العالي وزاوية رؤيته الواسعة.
3. تصميم الدائرة:يتم استخدام نظام السيارة الاسمي 12 فولت (14 فولت أثناء التشغيل). يتم حساب المقاومة على التوالي: R = (14V - 3.1V) / 0.020A = 545 أوم. يتم اختيار مقاومة 560 أوم، 1/8 واط. الطاقة المبددة في LED هي P = V_F* I_F= ~3.1V * 0.02A = 62 مللي واط، وهي أقل بكثير من الحد الأقصى البالغ 112 مللي واط.
4. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:يتم وضع LED في المنتصف تحت الزر. يتم توصيل نقاط اللحام بمساحة نحاسية سخية على مستوى أرضية اللوحة للمساعدة في تبديد الحرارة. يتم مراقبة علامة القطبية بعناية أثناء التجميع.
5. التكامل البصري:يتم وضع دليل ضوئي بلاستيكي أبيض حليبي صغير بين LED وغطاء الزر لتوزيع مصدر النقطة إلى دائرة موحدة من الضوء.

12. مبدأ التشغيل

هذا هو ثنائي باعث للضوء (LED) شبه موصل. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق عبر الأنود والكاثود، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من شريحة أشباه الموصلات (المصنوعة عادةً من نيتريد الغاليوم الإنديوم - InGaN للضوء الأزرق). تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث من خلال طاقة فجوة النطاق لمواد أشباه الموصلات المستخدمة. تقوم عبوة PLCC-2 بتغليف القالب شبه الموصل الصغير، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتحتوي على روابط الأسلاك، وتدمج عدسة بلاستيكية مصبوبة تشكل خرج الضوء لتحقيق زاوية الرؤية البالغة 120 درجة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتجه تطور مصابيح LED للإضاءة الداخلية للسيارات نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، مما يتيح شاشات أكثر سطوعًا أو استهلاكًا أقل للطاقة والحمل الحراري. هناك أيضًا اتجاه نحو أحجام عبوات أصغر (مثل عبوات على مستوى الشريحة) لتخطيطات لوحات دوائر مطبوعة أكثر كثافة وتصميم أكثر مرونة. علاوة على ذلك، أصبح دمج الإلكترونيات التحكمية، مثل محركات التيار الثابت أو دوائر تخفيف PWM، مباشرة في عبوة LED ("LEDs الذكية") أكثر شيوعًا لتبسيط تصميم النظام. يظل اتساق اللون والاستقرار عبر درجة الحرارة والعمر من المجالات الحرجة للتركيز، مدفوعًا بمعايير الجمالية العالية لدواخل المركبات الحديثة.