ورقة بيانات LED أبيض بارد PLCC-2 - زاوية رؤية 120 درجة - جهد تشغيل نموذجي 3.1 فولت - تيار 20 مللي أمبير - درجة سيارات

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصّل هذا المستند مواصفات مكون LED عالي السطوع للتركيب السطحي، يستخدم غلاف PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). تم تصميم الجهاز أساسًا للبيئات الداخلية للسيارات المتطلبة، حيث يقدم أداءً موثوقًا تحت نطاق واسع من درجات الحرارة. تشمل مزاياه الأساسية مزيجًا متوازنًا من الناتج الضوئي، وزاوية الرؤية الواسعة، وبناءً قويًا يلبي معايير الموثوقية من درجة السيارات.

ينبعث من الـ LED ضوء أبيض بارد، يتميز بإحداثيات لونية نموذجية CIE 1931 بقيمة (0.3, 0.3). يستهدف التطبيقات التي تتطلب إضاءة ساطعة ومتسقة في المساحات الضيقة، مثل إضاءة خلفية لوحة القيادة، وإضاءة المفاتيح، ومجموعات المؤشرات. يؤكد الامتثال لمعايير AEC-Q102 وRoHS وREACH ملاءمته للتجميعات الإلكترونية الحديثة ذات المتطلبات الصارمة للجودة والبيئة.

2. الغوص العميق في المعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

يتم تعريف معايير التشغيل الرئيسية عند تيار اختبار قياسي قدره 20 مللي أمبير. تبلغ شدة الإضاءة النموذجية 1800 ميكروكانديلا (mcd)، مع قيمة مضمونة دنيا تبلغ 1400 mcd وحد أقصى يصل إلى 3550 mcd اعتمادًا على مجموعة الإنتاج (bin). يقيس الجهد الأمامي (Vf) نموذجيًا 3.1 فولت، ويتراوح من حد أدنى 2.5 فولت إلى حد أقصى 3.75 فولت. هذه المعلمة حاسمة لحساب قيم مقاومات تحديد التيار في تصميم الدائرة._Fيتميز الجهاز بزاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120 درجة، تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية القصوى. يضمن هذا توزيعًا موحدًا للضوء، وهو أمر أساسي لإضاءة اللوحات والمفاتيح.

2.2 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير. يمكن للجهاز تحمل تيارات ذروة قصيرة تصل إلى 250 مللي أمبير لنبضات ≤ 10 ميكروثانية مع دورة عمل منخفضة جدًا (0.005). يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التقاطع 125 درجة مئوية. يتم تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية، مما يؤكد متانته من درجة السيارات. يتم تصنيف حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) بـ 8 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان).

2.3 الخصائص الحرارية

إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية لطول عمر LED واستقرار أدائه. يتم تحديد المقاومة الحرارية من التقاطع إلى نقطة اللحام بطريقتين: مقاومة حرارية حقيقية (Rth JS real) بقيمة 130 كلفن/واط ومقاومة حرارية كهربائية (Rth JS el) بقيمة 100 كلفن/واط. تشير هذه المعلمة إلى مدى فعالية انتقال الحرارة من تقاطع أشباه الموصلات. من الضروري استخدام تخطيط PCB مناسب مع تخفيف حراري كافٍ للحفاظ على درجة حرارة وسادة اللحام ضمن الحدود الآمنة، كما هو موضح في منحنى تخفيض التصنيف.

3. تحليل منحنيات الأداء_{3.1 التيار الأمامي مقابل الجهد (منحنى I-V)}يُظهر الرسم البياني المقدم العلاقة بين التيار الأمامي والجهد الأمامي عند 25 درجة مئوية. المنحنى غير خطي، وهو نموذجي للدايود. عند التيار الاسمي 20 مللي أمبير، يتركز الجهد حول 3.1 فولت. يجب على المصممين استخدام هذا المنحنى لضمان أن دائرة القيادة توفر تيارًا ثابتًا، وليس جهدًا، لتحقيق ناتج ضوئي متسق._{3.2 الناتج الضوئي مقابل التيار ودرجة الحرارة}تزداد شدة الإضاءة النسبية مع زيادة التيار الأمامي ولكنها تُظهر علاقة شبه خطية، مما يؤكد الحاجة إلى التحكم في التيار. والأهم من ذلك، أن الرسم البياني الذي يظهر شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة التقاطع يُظهر معامل درجة حرارة سلبي. مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، ينخفض الناتج الضوئي. عند أقصى درجة حرارة تقاطع 125 درجة مئوية، قد يكون الناتج حوالي 40-50٪ فقط من قيمته عند 25 درجة مئوية. يجب أخذ تأثير التخميد الحراري هذا في الاعتبار في التصميم الحراري.

3.3 استقرار اللونية

تُظهر الرسوم البيانية الانزياح في إحداثيات CIE x و y مع كل من التيار الأمامي ودرجة حرارة التقاطع. بينما توجد انزياحات، إلا أنها صغيرة نسبيًا (±~0.01 لدرجة الحرارة، وأقل للتيار)، مما يشير إلى استقرار لوني جيد تحت ظروف تشغيل متغيرة، وهو أمر حيوي للتطبيقات التي يكون فيها اتساق اللون مهمًا.

3.4 توزيع الطيف ونمط الإشعاع

يُظهر منحنى التوزيع الطيفي النسبي ذروة في منطقة الطول الموجي الأزرق، وهي سمة لـ LED الأبيض المحول بالفوسفور، مع ذروة ثانوية واسعة في المنطقة الصفراء/الخضراء من الفوسفور. يؤكد مخطط نمط الإشعاع ملف الانبعاث الشبيه بـ Lambertian، مما يؤدي إلى زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة.

4. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتوفر المنتج في مجموعات أداء مصنفة، أو "bins"، لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

تم تعريف هيكل تصنيف شامل، يتراوح من مجموعات الإنتاج منخفضة الناتج (مثل L1: 11.2-14 mcd) إلى مجموعات الإنتاج عالية الناتج جدًا (مثل GA: 18000-22400 mcd). بالنسبة لرقم الجزء المحدد هذا (67-11-C70200H-AM)، فإن مجموعة الإنتاج القياسية المميزة هي "AB"، والتي تتوافق مع نطاق شدة إضاءة من 1400 إلى 1800 mcd. وهذا يسمح للمصممين باختيار درجة السطوع المناسبة لتطبيقهم.

4.2 تصنيف اللون

تشير ورقة البيانات إلى رسم تخطيطي "هيكل مجموعة اللون الأبيض القياسي" (غير مفصل بالكامل في المقتطف المقدم). عادةً، ترسم مثل هذه المخططات إحداثيات CIE x و y داخل شكل رباعي أو منطقة محددة على مخطط اللونية. يتم تصنيف مصابيح LED في مجموعات بناءً على مكان وقوع إحداثيات ألوانها داخل هذه المنطقة، مما يضمن تفاوتًا لونيًا ضيقًا، عادةً ضمن ±0.005 كما هو مذكور في قسم الخصائص.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 الأبعاد الفيزيائية

يستخدم المكون غلاف PLCC-2 قياسيًا للتركيب السطحي. سيحدد الرسم الميكانيكي (المشار إليه في المحتويات) الطول والعرض والارتفاع والتباعد بين الأطراف والتفاوتات بدقة. هذه المعلومات بالغة الأهمية لتصميم بصمة PCB وضمان الملاءمة المناسبة داخل التجميع.

5.2 تخطيط وسادة اللحام الموصى به

يقدم قسم مخصص نمط الأرضية الموصى به (هندسة وسادة اللحام) لـ PCB. يعد اتباع هذا الدليل ضروريًا لتحقيق وصلات لحام موثوقة، ومحاذاة ذاتية مناسبة أثناء الريفلو، ونقل حراري فعال من الجهاز إلى PCB.

5.3 تحديد القطبية

تحتوي أغلفة PLCC-2 عادةً على زاوية مميزة أو حافة مائلة للإشارة إلى طرف الكاثود (السالب). اتجاه القطبية الصحيح إلزامي أثناء التركيب لضمان عمل الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف لحام الريفلو

تحدد ورقة البيانات درجة حرارة لحام قصوى تبلغ 260 درجة مئوية لمدة 30 ثانية. يشير هذا إلى درجة الحرارة القصوى المقاسة عند وصلات اللحام أثناء عملية الريفلو القياسية. يجب اتباع ملف تعريف ريفلو نموذجي مع مراحل التسخين المسبق والنقع والريفلو والتبريد، مع ضمان ألا تتجاوز درجة الحرارة عند أطراف المكون هذا الحد لمنع تلف الغلاف البلاستيكي أو التثبيت الداخلي للرقاقة.

6.2 احتياطات الاستخدام

تشمل احتياطات التعامل العامة استخدام ممارسات آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع، وتجنب الإجهاد الميكانيكي على العدسة، ومنع تلويث السطح البصري. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بجهد عكسي.

6.3 ظروف التخزين

نطاق درجة حرارة التخزين هو من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية. علاوة على ذلك، يتم تصنيف مستوى الحساسية للرطوبة (MSL) على أنه المستوى 2. هذا يعني أنه يمكن تخزين المكون في بيئة جافة (عادةً رطوبة نسبية ≤ 60٪) لمدة تصل إلى عام واحد. إذا تم فتح كيس الحاجز للرطوبة أو تجاوزت المدة، فيجب خبز الأجزاء قبل لحام الريفلو لمنع ظاهرة "الفشار" (تشقق الغلاف بسبب ضغط البخار).

7. توصيات التطبيق

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

طريقة القيادة الأكثر شيوعًا هي مصدر تيار ثابت أو مقاوم متسلسل بسيط من خط جهد. يتم حساب قيمة المقاومة على النحو التالي: R = (Vsupply - Vf) / If. باستخدام Vf النموذجي 3.1 فولت وهدف تيار 20 مللي أمبير، مع مصدر جهد 5 فولت، ستكون المقاومة (5V - 3.1V) / 0.02A = 95 أوم. يجب اختيار مقاوم مصنف لاستهلاك طاقة لا يقل عن (5V-3.1V)*0.02A = 0.038 واط، مع اختيار قدرة أعلى (مثل 1/8 واط أو 1/4 واط) هامش أمان.

7.2 اعتبارات التصميم

الإدارة الحرارية:<استخدم منحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي. للتشغيل المستمر في درجات حرارة محيطة عالية، يجب تقليل التيار للحفاظ على درجة حرارة نقطة اللحام أقل من 110 درجة مئوية (حيث أقصى تيار هو 30 مللي أمبير). من الضروري وجود مساحة نحاسية كافية تحت وحول وسادات اللحام لتبديد الحرارة.

التحكم في التيار:

قم دائمًا بتشغيل مصابيح LED بتيار مضبوط، وليس بجهد ثابت، لضمان ناتج ضوئي مستقر ومنع الانحراف الحراري.

التصميم البصري:_{الحزمة العريضة بزاوية 120 درجة مناسبة للإضاءة المنتشرة. للضوء المركز، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات).}حماية التفريغ الكهروستاتيكي:_Fبينما يتمتع الجهاز بحماية 8 كيلو فولت HBM، فإن دمج قمع إضافي للجهد العابر على الخطوط الحساسة في بيئات السيارات هو ممارسة جيدة._F8. المقارنة والتمييز التقني_Fمقارنة بمصابيح LED العامة من نوع PLCC-2، فإن المميزات الرئيسية لهذا الجهاز هي تأهيله لمعيار AEC-Q102 ونطاق درجة حرارة تشغيله الموسع (-40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية). هذه ليست نموذجية لمصابيح LED من الدرجة التجارية وهي ضرورية للحصول على شهادة السيارات. تصنيف التفريغ الكهروستاتيكي المحدد (8 كيلو فولت) أعلى أيضًا من العديد من الأجزاء القياسية. يوفر هيكل التصنيف التفصيلي للمصنعين أداءً يمكن التنبؤ به، وهو أمر بالغ الأهمية للإنتاج الضخم حيث يكون الاتساق هو الأهم.

9. الأسئلة الشائعة (FAQs)

• س: ما الفرق بين تصنيفات "النموذجي" و"الأقصى"؟ج: "النموذجي" هو القيمة المتوسطة المتوقعة تحت الظروف القياسية. "الأقصى" (أو "الأدنى") هي الحدود المضمونة؛ سيعمل جميع الأجهزة ضمن هذه الحدود وفقًا لمواصفات ورقة البيانات.
• س: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟ج: فقط إذا كان من الممكن الحفاظ على درجة حرارة وسادة اللحام (Tsp) عند 110 درجة مئوية أو أقل، وفقًا لمنحنى تخفيض التصنيف. في درجات الحرارة الأعلى، يجب تقليل التيار. للتشغيل طويل الأمد الموثوق، يوصى بالتشغيل عند التيار النموذجي 20 مللي أمبير أو أقل.
• س: إحداثيات اللون هي (0.3, 0.3). هل هذا أبيض نقي؟ج: على مخطط اللونية CIE 1931، غالبًا ما تعتبر النقطة (0.33, 0.33) نقطة البياء "متساوية الطاقة". تشير الإحداثيات (0.3, 0.3) إلى اللون الأبيض البارد مع انزياح طفيف نحو الأزرق/الأخضر، وهو درجة لونية شائعة ومرغوبة لإضاءة خلفية الشاشات.
• س: ماذا يعني MSL 2 لعملية الإنتاج الخاصة بي؟ج: مكونات MSL 2 لها عمر تخزين أرضي لمدة عام واحد عند تخزينها عند ≤ 30 درجة مئوية / 60٪ رطوبة نسبية. بعد فتح الكيس، يجب استخدامها خلال وقت محدد (مثل 168 ساعة) أو خبزها قبل الريفلو لإزالة الرطوبة الممتصة.

10. مبدأ التشغيل

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. تبعث الرقاقة شبه الموصلة الأساسية ضوءًا أزرقًا عندما يتدفق التيار عبر تقاطعها p-n (الإنارة الكهربائية). يصطدم هذا الضوء الأزرق بطبقة من مادة الفوسفور الصفراء (أو الصفراء والحمراء) المترسبة على الرقاقة أو بالقرب منها. يمتص الفوسفور جزءًا من الفوتونات الزرقاء ويعيد إصدار الضوء بأطوال موجية أطول، صفراء/حمراء. يدرك العين البشرية مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر/الأحمر المحول على أنه ضوء أبيض. يتم تحديد الدرجة اللونية الدقيقة (أبيض بارد، أبيض محايد، أبيض دافئ) من خلال مزيج وتكوين الفوسفور.11. اتجاهات الصناعةلا يزال سوق إضاءة السيارات يطالب بكفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، ومؤشر تجسيد لوني (CRI) محسن للحصول على وضوح بصري أفضل، وموثوقية أكبر. يمثل دمج مصابيح LED مع دوائر القيادة وأجهزة الاستشعار في وحدات إضاءة ذكية اتجاهًا متزايدًا. علاوة على ذلك، هناك دفعة نحو بصمات أغلفة أصغر موحدة مع كثافة طاقة أعلى، على الرغم من أن أغلفة PLCC تظل شائعة بسبب فعاليتها من حيث التكلفة وموثوقيتها المثبتة في تطبيقات الطاقة المتوسطة مثل الإضاءة الداخلية.operating temperature range (-40\u00b0C to +110\u00b0C). These are not typical for commercial-grade LEDs and are essential for automotive certification. The specified ESD rating (8kV) is also higher than many standard parts. The detailed binning structure provides manufacturers with predictable performance, which is critical for mass production where consistency is paramount.

. Frequently Asked Questions (FAQs)

Q: What is the difference between "Typical" and "Maximum" ratings?

A: "Typical" is the expected average value under standard conditions. "Maximum" (or "Min") are the guaranteed limits; all devices will perform within these bounds as per the datasheet specification.

Q: Can I drive this LED at 30mA continuously?

A: Only if the solder pad temperature (T_S) can be maintained at or below 110\u00b0C, as per the derating curve. At higher temperatures, the current must be reduced. For reliable long-term operation, driving at or below the typical 20mA is recommended.

Q: The color coordinates are (0.3, 0.3). Is this a pure white?

A: On the CIE 1931 chromaticity diagram, the point (0.33, 0.33) is often considered the "equal energy" white point. Coordinates of (0.3, 0.3) indicate a cool white with a slight shift towards blue/green, which is a common and desirable tone for display backlighting.

Q: What does MSL 2 mean for my production process?

A: MSL 2 components have a floor life of 1 year when stored at \u2264 30\u00b0C/60% RH. After the bag is opened, they should be used within a specified time (e.g., 168 hours) or baked before reflow to remove absorbed moisture.

. Operating Principle

This is a phosphor-converted white LED. The core semiconductor chip emits blue light when current flows across its p-n junction (electroluminescence). This blue light strikes a layer of yellow (or yellow and red) phosphor material deposited on or near the chip. The phosphor absorbs a portion of the blue photons and re-emits light at longer, yellow/red wavelengths. The combination of the remaining blue light and the converted yellow/red light is perceived by the human eye as white light. The exact shade (cool white, neutral white, warm white) is determined by the blend and composition of the phosphors.

. Industry Trends

The automotive lighting market continues to demand higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering index (CRI) for better visual clarity, and greater reliability. Integration of LEDs with driver ICs and sensors into smart lighting modules is a growing trend. Furthermore, there is a push towards standardized, smaller package footprints with higher power density, although PLCC packages remain popular for their cost-effectiveness and proven reliability in mid-power applications like interior lighting.