ورقة بيانات LED الأزرق PLCC-2 - 65-11-UB0200L-AM - درجة سيارات - زاوية رؤية 120° - 3.1 فولت - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 65-11-UB0200L-AM مصباح LED عالي الموثوقية للتركيب السطحي، مُصمم أساسًا للتطبيقات الصارمة في السيارات والصناعة. يستخدم غلاف PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي)، مما يوفر شكلًا قويًا ومضغوطًا مناسبًا لعمليات التجميع الآلي. يُصدر الجهاز ضوءًا أزرقًا نابضًا بالحياة بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 468 نانومتر. تشمل مزاياه الأساسية زاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة لتشتيت ضوئي ممتاز، وتأهيله وفق المعيار الصارم AEC-Q101 لمكونات السيارات، وامتثاله للتوجيهات البيئية مثل RoHS وREACH. يستهدف السوق أنظمة الإضاءة الداخلية للسيارات، والإضاءة الخلفية للمفاتيح ولوحات التحكم، وإضاءة لوحة العدادات حيث يكون الأداء المتسق والموثوقية طويلة الأمد أمرًا بالغ الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهروضوئية

يتم تعريف مقاييس الأداء الرئيسية تحت ظروف الاختبار القياسية لتيار أمامي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير. تبلغ شدة الإضاءة النموذجية 355 ملي كانديلا (mcd)، مع حد أدنى محدد يبلغ 224 mcd وحد أقصى 560 mcd، مما يشير إلى التباين في الإنتاج. عادةً ما يبلغ الجهد الأمامي (V_F) 3.1 فولت، ويتراوح من 2.75 فولت إلى 3.75 فولت. هذه المعلمة حاسمة لتصميم دائرة القيادة لضمان تنظيم التيار المناسب. زاوية الرؤية، المُعرَّفة على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض فيها الشدة إلى نصف قيمتها القصوى، هي 120 درجة واسعة، مما يوفر إضاءة واسعة ومتساوية. يتركز الطول الموجي السائد حول 468 نانومتر، مما يحدد الدرجة المحددة للون الأزرق المنبعث._F2.2 القيم القصوى المطلقة والمعايير الكهربائية_Fتحدد هذه التصنيفات الحدود التشغيلية التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير، بينما يمكن للجهاز التعامل مع تيارات ذروية تصل إلى 300 مللي أمبير لنبضات قصيرة جدًا (<10 ميكروثانية). الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 112 ملي واط. بشكل حاسم، لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التقاطع 125 درجة مئوية، مع نطاق درجة حرارة محيطة تشغيل يتراوح من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية، مما يؤكد ملاءمته للبيئات القاسية في السيارات. كما يتميز بتصنيف حماية قوي ضد التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) يبلغ 8 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان)، مما يعزز موثوقية التعامل.

2.3 الخصائص الحرارية

إدارة الحرارة أمر حيوي لطول عمر LED واستقرار أدائه. تحدد ورقة البيانات قيمتين للمقاومة الحرارية: المقاومة الحرارية الحقيقية (R_th JS real) من التقاطع إلى نقطة اللحام هي بحد أقصى 120 كلفن/واط، بينما القيمة المشتقة بالطريقة الكهربائية (R_th JS el) هي 95 كلفن/واط. يُبرز هذا الاختلاف أهمية تقنية القياس. تشير المقاومة الحرارية الأقل إلى نقل حرارة أكثر كفاءة من التقاطع شبه الموصل إلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، مما يساعد في الحفاظ على درجات حرارة تشغيل أقل وبالتالي إخراج ضوئي أعلى وعمر أطول.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تؤدي عملية الإنتاج إلى تباينات طبيعية في المعايير الرئيسية. لضمان الاتساق للمستخدم النهائي، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins)._{3.1 تصنيف شدة الإضاءة}يتم تصنيف شدة الإضاءة في هيكل تصنيف أبجدي رقمي مفصل، يتراوح من L1 (11.2-14 mcd) حتى GA (18000-22400 mcd). يقع الجزء 65-11-UB0200L-AM، بشدة إضاءته النموذجية البالغة 355 mcd، ضمن مجموعة T1 (280-355 mcd). يجب على المصممين تحديد المجموعة المطلوبة أو النطاق المقبول عند الطلب لضمان مستوى السطوع المطلوب في تطبيقهم._{3.2 تصنيف الطول الموجي السائد}وبالمثل، يتم التحكم في درجة اللون الأزرق من خلال تصنيف الطول الموجي. يتم تعريف المجموعات بواسطة رموز مكونة من أربعة أرقام تمثل الحد الأدنى للطول الموجي بالنانومتر. على سبيل المثال، تغطي المجموعة '6367' الأطوال الموجية من 463 نانومتر إلى 467 نانومتر. سيكون الجهاز النموذجي بطول 468 نانومتر في مجموعة '6771' (467-471 نانومتر) أو مجموعة '7175' (471-475 نانومتر). وهذا يضمن اتساق اللون عبر مصابيح LED متعددة في تجميع واحد.

4. تحليل منحنيات الأداء

تقدم الرسوم البيانية المقدمة نظرة ثاقبة على سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 منحنى التيار-الجهد (IV) والفعالية الضوئية

يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي علاقة أسية مميزة. يُظهر منحنى شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي أن الناتج الضوئي يزداد مع التيار ولكنه يبدأ في إظهار علامات التشبع مع ارتفاع التيار، مما يؤكد على الحاجة إلى قيادة تيار مناسبة بدلاً من قيادة الجهد. تم اختيار نقطة التشغيل النموذجية البالغة 20 مللي أمبير بعناية لتحقيق توازن بين الكفاءة والناتج.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

تعد الخصائص الحرارية حاسمة للأداء في العالم الحقيقي. يُظهر الرسم البياني لشدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة التقاطع أن الناتج الضوئي ينخفض مع زيادة درجة الحرارة - وهو سلوك نموذجي لمصابيح LED. يُظهر منحنى الجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع معامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض V_F مع ارتفاع درجة الحرارة. يمكن استخدام هذا لتقدير درجة حرارة التقاطع في بعض دوائر المراقبة. يُظهر رسم بياني لانزياح الطول الموجي زيادة طفيفة في الطول الموجي السائد (انزياح نحو الأحمر) مع ارتفاع درجة الحرارة.

4.3 الأنماط الطيفية والإشعاعية

يؤكد الرسم البياني للتوزيع الطيفي النسبي على ذروة الانبعاث الأزرق أحادي اللون حول 468 نانومتر مع انبعاث ضئيل في الأطوال الموجية الأخرى. يمثل مخطط نمط الإشعاع زاوية الرؤية البالغة 120 درجة بشكل مرئي، ويظهر توزيعًا يشبه لامبرت وهو شائع لنوع الغلاف هذا، مما يوفر إضاءة واسعة وموحدة.

4.4 تقليل التصنيف والتشغيل بالنبضات

منحنى تقليل التيار الأمامي ضروري للتصميم الحراري. يحدد أقصى تيار مستمر مسموح به بناءً على درجة الحرارة عند وسادة اللحام (T_S). على سبيل المثال، عند درجة حرارة T_S تبلغ 110 درجة مئوية، يكون الحد الأقصى للتيار هو 30 مللي أمبير. يسمح مخطط القدرة على التعامل مع النبضات المسموح بها للمصممين بفهم مستويات التيار الآمنة للتشغيل النبضي عند دورات عمل وعرض نبضات مختلفة، وهو مفخططات التعدد أو التعتيم.

5. معلومات الميكانيكا والغلاف

غلاف PLCC-2 هو تصميم قياسي في الصناعة للتركيب السطحي. يُظهر الرسم الميكانيكي (المشار إليه بمرجع قسم 'الأبعاد الميكانيكية') عادةً المنظر العلوي والجانبي مع الأبعاد الحرجة مثل الطول الإجمالي والعرض والارتفاع وتباعد الأطراف ومواضع الوسادات. تحديد القطبية بوضوح (عادةً عبر علامة الكاثود عن طريق شق أو نقطة أو زاوية مقطوعة) أمر ضروري للتوجيه الصحيح لـ PCB. تم تصميم الغلاف لتوافقه مع عمليات اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء._F6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق (Reflow)

تم تصنيف الجهاز لتحمل درجة حرارة ذروة إعادة التدفق تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 30 ثانية. سيتضمن ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به مرحلة تسخين مسبق لرفع درجة الحرارة تدريجيًا وتنشيط المادة المساعدة على اللحام (Flux)، ومنطقة نقع لضمان تسخين موحد، وذروة قصيرة فوق درجة حرارة السيولة للقصدير، ومرحلة تبريد مُتحكم بها. الالتزام بهذا الملف يمنع الصدمة الحرارية ويضمن وصلات لحام موثوقة.

6.2 تخطيط لوحة اللحام الموصى به

تتضمن ورقة البيانات تخطيطًا موصى به لوسادة اللحام. يحسن هذا التصميم تكوين حشوة اللحام، ويوفر قوة ميكانيكية كافية، ويساعد في تبديد الحرارة من الوسادة الحرارية للجهاز (إن وجدت) إلى النحاس الموجود على PCB. يعد اتباع هذا التخطيط أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق عائد لحام جيد وموثوقية طويلة الأمد._S6.3 احتياطات الاستخدام_Sتشمل الاحتياطات العامة تجنب الإجهاد الميكانيكي على عدسة LED، ومنع التعرض للمذيبات التي قد تتلف البلاستيك، وتنفيذ إجراءات التعامل المناسبة مع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أثناء التجميع. يجب تخزين الجهاز في بيئة جافة ومتحكم بها واستخدامه ضمن تصنيفاته المحددة.

7. معلومات التعبئة والطلب

يُفصل قسم 'معلومات التعبئة' كيفية توريد مصابيح LED، عادةً بتنسيق الشريط والبكرة المتوافق مع آلات الاختيار والوضع الآلية. تشمل التفاصيل الرئيسية أبعاد البكرة، وتباعد الجيوب، والتوجيه داخل الشريط. تشرح أقسام 'رقم الجزء' و'معلومات الطلب' هيكل رمز المنتج. من المرجح أن يشفر الرمز '65-11-UB0200L-AM' معلومات حول نوع الغلاف (PLCC-2)، واللون (أزرق)، ومجموعة السطوع، وتفاصيل أخرى خاصة بالمتغير، مما يسمح بالمواصفات الدقيقة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

كما هو مذكور، التطبيقات الأساسية هي:

إضاءة مقصورة السيارة الداخلية:

لأضواء الخريطة، وأضواء لوحة الباب، أو الإضاءة المحيطة. مؤهل AEC-Q101 إلزامي هنا.

المفاتيح:

الإضاءة الخلفية لمفاتيح الضغط أو المفاتيح المتأرجحة، والتي تتطلب لونًا وسطوعًا متسقين.

لوحات العدادات:

إضاءة رموز لوحة العدادات أو المؤشرات، مستفيدة من زاوية الرؤية الواسعة.

8.2 اعتبارات التصميم

قيادة التيار:

استخدم دائمًا قائد تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار على التوالي مع مصدر جهد لضبط I_F إلى القيمة المطلوبة (مثل 20 مللي أمبير).
التصميم الحراري:تأكد من أن PCB بها تخفيف حراري كافٍ، خاصةً إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من أقصى تيار. استخدم منحنى تقليل التصنيف.
التصميم البصري:قد تتطلب زاوية الرؤية البالغة 120 درجة موزعات ضوئية أو أدلة ضوء لتحقيق أنماط حزم محددة أو لإخفاء نقاط LED الفردية في بعض التطبيقات.
حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):بينما يحتوي LED على حماية ESD مدمجة، فإن دمج حماية إضافية على خطوط إدخال PCB هو ممارسة جيدة لتعزيز المتانة.

9. المقارنة والتمييز التقني

1. مقارنةً بمصابيح LED الزرقاء العامة من نوع PLCC-2، يتميز 65-11-UB0200L-AM من خلال تأهيله لدرجة السيارات (AEC-Q101). يتضمن ذلك اختبارات أكثر صرامة لدورات الحرارة، ومقاومة الرطوبة، والعمر التشغيلي الطويل تحت ظروف الإجهاد. تصنيف ESD المحدد البالغ 8 كيلو فولت هو أيضًا أعلى من العديد من الأجزاء ذات الدرجة التجارية. يوفر هيكل التصنيف التفصيلي وورقة البيانات الشاملة مع الرسوم البيانية الواسعة للمصممين القدرة على التنبؤ اللازمة للتطبيقات عالية الموثوقية، على عكس الأجزاء الأرخص ذات المواصفات الدنيا.10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)_Fس: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة بـ 3.3 فولت؟
2. ج: ليس بشكل موثوق. الجهد الأمامي النموذجي (V_F) هو 3.1 فولت، ولكنه قد يصل إلى 3.75 فولت. قد لا يتمكن مصدر 3.3 فولت من التغلب على أقصى V_F، خاصةً في درجات الحرارة المنخفضة حيث يزداد V_F. استخدم دائمًا دائرة تحديد تيار مضبوطة على 20 مللي أمبير.س: ما الفرق بين المقاومة الحرارية الحقيقية والكهربائية؟
3. ج: المقاومة الحرارية الحقيقية (R_th JS real) تُقاس باستخدام مستشعر درجة حرارة فيزيائي. المقاومة الحرارية الكهربائية (R_th JS el) تُحسب باستخدام الجهد الأمامي لـ LED نفسه كمعلمة حساسة لدرجة الحرارة. غالبًا ما تكون الأخيرة أقل. للتصميم الحراري المحافظ، استخدم القيمة الأعلى (الحقيقية) البالغة 120 كلفن/واط.س: كيف أفسر رمز تصنيف شدة الإضاءة؟
4. ج: الرمز الأبجدي الرقمي (مثل T1) يتوافق مع نطاق ملي كانديلا محدد. يجب عليك تحديد المجموعة المطلوبة عند الطلب لضمان تجانس السطوع. توفر ورقة البيانات جدول التحويل الكامل.س: هل هذا LED مناسب للاستخدام في الهواء الطلق؟

ج: يشير نطاق درجة حرارة التشغيل (-40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية) إلى أنه يمكنه التعامل مع تقلبات بيئية واسعة. ومع ذلك، للتعرض المباشر في الهواء الطلق، فكر في حماية إضافية ضد تدهور العدسة بسبب الأشعة فوق البنفسجية وتسلل الرطوبة، والتي لا يغطيها الغلاف القياسي.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:

تصميم إضاءة خلفية لزر لوحة عدادات السيارة.
المتطلبات:_Fإضاءة زرقاء موحدة عبر 4 أزرار، تعمل من نظام 12 فولت للسيارة، سطوع مستقر على نطاق درجة حرارة مقصورة من -30 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية._Fالتنفيذ:_Fاختيار LED:

استخدم أربعة مصابيح LED من طراز 65-11-UB0200L-AM، جميعها من نفس مجموعات شدة الإضاءة (مثل T1) والطول الموجي (مثل 6771).
تصميم الدائرة:_{قم بتوصيل مصابيح LED على التوالي مع مقاومة محددة للتيار. احسب قيمة المقاومة: R = (V_supply - 4 * V_F) / I_F. باستخدام 12 فولت اسمي (السيارة)، و V_F نموذجي 3.1 فولت، و I_F 20 مللي أمبير: R = (12 - 12.4) / 0.02 = قيمة سالبة. يوضح هذا أن سلسلة من 4 مصابيح LED على التوالي ليست ممكنة مع 12 فولت. استخدم 3 مصابيح LED على التوالي أو، الأكثر شيوعًا، كل LED مع مقاومته الخاصة مدعومًا من خط مُنظم 5 فولت أو 3.3 فولت.}الاعتبار الحراري:_{عند درجة حرارة محيطة 85 درجة مئوية، راجع منحنى تقليل التصنيف. تأكد من إدارة درجة حرارة وسادة اللحام عبر تخطيط PCB.}التصميم البصري:

استخدم دليل ضوء أو فيلم موزع للضوء فوق مصابيح LED لدمج الضوء من المصادر الأربعة المنفصلة في منطقة موحدة خلف رمز كل زر.
12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

مصابيح الثنائيات الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة شبه موصلة تُصدر الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p في المنطقة النشطة. تُطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة فجوة النطاق الطاقي للمواد شبه الموصلة المستخدمة. بالنسبة لمصابيح LED الزرقاء، تُستخدم عادةً مواد مثل نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). يحتوي غلاف PLCC-2 على الرقاقة شبه الموصلة الصغيرة، ويوفر اتصالات كهربائية عبر طرفين، ويُدمج عدسة بلاستيكية مصبوبة تشكل الناتج الضوئي وتحمي الرقاقة.
13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه في مصابيح LED لتطبيقات السيارات والصناعة نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين الموثوقية تحت الظروف القاسية، وأحجام أغلفة أصغر تتيح تصاميم أكثر كثافة ومرونة. هناك أيضًا تركيز متزايد على التحكم الدقيق في اللون وتصنيف أكثر ضيقًا لتلبية متطلبات تطبيقات مثل شاشات الألوان الكاملة وواجهات الإنسان والآلة المتقدمة. علاوة على ذلك، فإن دمج الإلكترونيات التحكمية (مثل القواد، وأجهزة استشعار الحرارة) داخل غلاف LED هو اتجاه ناشئ، مما يبسط تصميم النظام للمستخدم النهائي. يمثل 65-11-UB0200L-AM حلاً ناضجًا وموثوقًا في هذا المشهد المتطور، متوازنًا بين الأداء والتكلفة والموثوقية المثبتة لأسواقه المستهدفة.

Scenario:Designing an automotive dashboard button backlight.
Requirements:Uniform blue illumination across 4 buttons, operating from a vehicle's 12V system, stable brightness over a -30°C to 85°C cabin temperature range.
Implementation:
1. LED Selection:Use four 65-11-UB0200L-AM LEDs, all from the same luminous intensity (e.g., T1) and wavelength (e.g., 6771) bins.
2. Circuit Design:Connect the LEDs in series with a current-limiting resistor. Calculate resistor value: R = (V_supply- 4 * V_F) / I_F. Using nominal 12V (vehicle), typical V_Fof 3.1V, and I_Fof 20mA: R = (12 - 12.4) / 0.02 = Negative value. This shows a series string of 4 is not feasible with 12V. Use 3 LEDs in series or, more commonly, each LED with its own resistor driven from a regulated 5V or 3.3V rail.
3. Thermal Consideration:At 85°C ambient, refer to derating curve. Ensure solder pad temperature is managed via PCB layout.
4. Optical Design:Use a light guide or diffuser film above the LEDs to blend the light from the four discrete sources into a uniform area behind each button symbol.

. Operating Principle Introduction

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type material recombine with holes from the p-type material in the active region. This recombination process releases energy in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the energy bandgap of the semiconductor materials used. For blue LEDs, materials like indium gallium nitride (InGaN) are typically employed. The PLCC-2 package houses the tiny semiconductor chip, provides electrical connections via two leads, and incorporates a molded plastic lens that shapes the light output and protects the chip.

. Technology Trends

The trend in LEDs for automotive and industrial applications continues towards higher efficiency (more lumens per watt), improved reliability under harsh conditions, and smaller package sizes enabling denser and more flexible designs. There is also a growing emphasis on precise color control and tighter binning to meet the demands of applications like full-color displays and advanced human-machine interfaces. Furthermore, integration of control electronics (e.g., drivers, thermal sensors) within the LED package is an emerging trend, simplifying system design for the end user. The 65-11-UB0200L-AM represents a mature, reliable solution within this evolving landscape, balancing performance, cost, and proven reliability for its target markets.