ورقة بيانات LED أبيض بارد PLCC-2 - 3.1 مم × 2.8 مم × 1.9 مم - جهد 3.1 فولت - قدرة 0.062 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة مواصفات LED عالي الأداء للتركيب السطحي، يستخدم غلاف PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). تم تصميم الجهاز للموثوقية والأداء في البيئات الصعبة، ويتميز بدرجة حرارة لونية بيضاء باردة. أهداف تصميمه الرئيسية هي تطبيقات الإضاءة الداخلية للسيارات، حيث يكون خرج الضوء المتسق، وزوايا الرؤية الواسعة، والبناء القوي أمرًا بالغ الأهمية. مؤهل LED وفقًا لمعيار AEC-Q102 لأشباه الموصلات البصرية المنفصلة في التطبيقات السياراتية، مما يضمن تلبية متطلبات الجودة والموثوقية الصارمة لدورات الحرارة، ومقاومة الرطوبة، والتشغيل طويل الأمد.

تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون شكله المدمج، وكفاءته الضوئية الممتازة بالنسبة لحجم غلافه، وزاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120 درجة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات الإضاءة الخلفية والمؤشرات حيث يكون انتشار الضوء مهمًا. كما أنه متوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية بما في ذلك RoHS و REACH ومعايير الخالية من الهالوجين، مما يجعله خيارًا مناسبًا للتصميمات الإلكترونية الحديثة ذات القيود الصارمة على المواد.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

يتم تعريف المعلمات التشغيلية الرئيسية تحت شرط اختبار قياسي لتيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير. تبلغ شدة الإضاءة النموذجية 1800 ميللي كانديلا (mcd)، مع قيمة دنيا محددة تبلغ 900 mcd وحد أقصى يصل إلى 3550 mcd اعتمادًا على مجموعة الإنتاج (bin). عادةً ما يقيس الجهد الأمامي (V_F) 3.1 فولت، مع نطاق من 2.5 فولت إلى 3.75 فولت. هذه المعلمة حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار. يتميز الطول الموجي السائد بإحداثيات اللونية CIE 1931، مع قيم x و y نموذجية حول 0.3، مما يحدد نقطة اللون الأبيض البارد. يتم تطبيق تفاوت ±0.005 على هذه الإحداثيات._Fيتميز الجهاز بزاوية رؤية واسعة (2φ) تبلغ 120 درجة، تُعرف على أنها الزاوية المحورية التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى. هذه الخاصية حيوية للتطبيقات التي تتطلب إضاءة متساوية على منطقة واسعة._F2.2 القيم القصوى المطلقة وإدارة الحرارة

لضمان الموثوقية طويلة الأمد، يجب عدم تشغيل الجهاز بما يتجاوز قيمه القصوى المطلقة. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير، مع تبديد طاقة قصوى يبلغ 112 مللي واط. للنبضات القصيرة (≤10 ميكروثانية، دورة عمل 0.005)، يُسمح بتيار اندفاعي (I_FSM) قدره 250 مللي أمبير. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التقاطع (T_J) 125 درجة مئوية مطلقًا. يتم تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية، مما يؤكد ملاءمته للبيئات السياراتية.

تعد إدارة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لأداء LED وعمره الافتراضي. تحدد ورقة البيانات قيمتين للمقاومة الحرارية: المقاومة الحرارية الحقيقية (R_th JS real) من التقاطع إلى نقطة اللحام هي بحد أقصى 130 كلفن/واط، بينما القيمة المشتقة بالطريقة الكهربائية (R_th JS el) هي 100 كلفن/واط. من الضروري وجود تخطيط مناسب للوحة الدوائر المطبوعة مع تخفيف حراري كافي ومنطقة نحاسية للحفاظ على درجة حرارة منخفضة لنقطة اللحام، كما هو موضح في منحنى تخفيض التيار الأمامي.

2.3 مواصفات الموثوقية والامتثال_FMيظهر LED بناءً قويًا مع قدرة تحمل تفريغ كهروستاتيكي (ESD) تبلغ 8 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان، HBM). تم تصنيفه لمستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3، مما يشير إلى أنه يمكن تعريضه لظروف أرضية المصنع لمدة تصل إلى 168 ساعة قبل لحام إعادة التدفق. علاوة على ذلك، فهو يلبي فئة المتانة ضد التآكل B1، مما يعزز مقاومته للأجواء المسببة للتآكل. تم تأكيد الامتثال الكامل لمعايير RoHS و EU REACH والخالية من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون)._J3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 منحنى التيار-الجهد والكفاءة الضوئية_{يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (I-V) العلاقة الأسية المميزة. عند نقطة التشغيل النموذجية 20 مللي أمبير، يكون الجهد حوالي 3.1 فولت. يستخدم المصممون هذا المنحنى لاختيار مكونات السائق المناسبة. يشير الرسم البياني للشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي إلى أن خرج الضوء يزداد بشكل شبه خطي مع التيار بعد نقطة التشغيل النموذجية، ولا يُنصح بالتشغيل فوق 30 مللي أمبير. يعد منحنى تخفيض التيار الأمامي ضروريًا للتصميم الحراري، حيث يوضح كيف يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر مع زيادة درجة حرارة وسادة اللحام فوق 25 درجة مئوية.}3.2 الاعتماد على درجة الحرارة والخصائص الطيفية_{يظهر الرسم البياني للشدة الضوئية النسبية مقابل درجة حرارة التقاطع الانخفاض المتوقع في خرج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة، وهي خاصية شائعة لـ LEDs. يحتوي منحنى الجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع على ميل سلبي، والذي يمكن استخدامه في بعض الدوائر لاستشعار درجة الحرارة. تظهر رسوم بيانية لانزياح إحداثيات اللونية مقابل كل من التيار ودرجة الحرارة تباينًا ضئيلًا، مما يشير إلى استقرار لوني جيد تحت ظروف التشغيل المختلفة. يصور الرسم البياني لخصائص الطول الموجي توزيع القدرة الطيفية النسبية، النموذجي لـ LED أبيض محول بالفوسفور مع مضخة زرقاء وانبعاث فوسفور أصفر واسع.}3.3 قدرة التشغيل بالنبضات

يوفر الرسم البياني لقدرة معالجة النبض المسموح بها إرشادات لقيادة LED بتيارات نبضية أعلى من الحد الأقصى للتيار المستمر. يرسم سعة التيار الأمامي (I_F) مقابل عرض النبضة (t_P) لدورات عمل مختلفة (D). هذا يسمح للمصممين بتحقيق سطوع لحظي أعلى لتطبيقات الوميض أو الإشارات دون تجاوز حدود الطاقة المتوسطة.

4. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتوفر المنتج في مجموعات مصنفة بناءً على شدة الإضاءة وإحداثيات اللونية لضمان الاتساق في تصميم التطبيق.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى العديد من المجموعات المحددة برموز أبجدية رقمية (مثل L1، L2، M1... حتى GA). تحدد كل مجموعة نطاقًا محددًا من الحد الأدنى والحد الأقصى لشدة الإضاءة المقاسة بالميللي كانديلا (mcd). بالنسبة لرقم الجزء المحدد هذا، يتم تمييز مجموعات الإخراج المحتملة وتشمل نطاقات من 1120 mcd إلى 3550 mcd (المجموعات من AA إلى CA)، مع القيمة النموذجية البالغة 1800 mcd التي تقع ضمن المجموعة BA (1800-2240 mcd). يتم تطبيق تفاوت قياس ±8%.

4.2 تصنيف إحداثيات اللونية

يتم تصنيف اللون الأبيض البارد وفقًا لنظام الإحداثيات CIE 1931 (x, y). توفر ورقة البيانات جدولاً يسرد رموز مجموعات مختلفة (مثل PK0، HK0، NK0) ومناطقها الرباعية المقابلة المحددة بأربع مجموعات من إحداثيات (x, y). هذا يسمح للمصممين باختيار LEDs ذات نقاط لونية مضبوطة بإحكام للتطبيقات حيث يكون مطابقة الألوان أمرًا بالغ الأهمية، كما في مجموعات لوحة القيادة أو المفاتيح المضاءة خلفيًا.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف والتركيب

5.1 الأبعاد الميكانيكية والقطبية_FAيتم إيواء LED في غلاف قياسي PLCC-2 للتركيب السطحي. يحدد الرسم الميكانيكي (المشار إليه في ملف PDF) الأبعاد الدقيقة، بما في ذلك الطول الإجمالي والعرض والارتفاع وتباعد الأطراف والتفاوتات. عادةً ما يتميز الغلاف بعدسة مصبوبة. يتم الإشارة إلى القطبية بواسطة علامة الكاثود، غالبًا ما تكون شقًا أو نقطة على الغلاف، والتي يجب محاذاتها بشكل صحيح مع بصمة اللوحة._p5.2 بصمة اللوحة الموصى بها وعملية اللحام

يتم توفير تخطيط وسادة لحام موصى به لضمان وصلات لحام موثوقة وأداء حراري مثالي. يتضمن ذلك أبعاد الوسادات المعدنية والوسادة الحرارية (إن وجدت). يتم تحديد ملف تعريف لحام إعادة التدفق، بدرجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 30 ثانية. يعد الالتزام بهذا الملف الشخصي ضروريًا لمنع تلف الغلاف أو تدهور المواد الداخلية.

5.3 احتياطات التغليف والتعامل

يتم توريد المكونات في تغليف شريط وبكرة مناسب لآلات التجميع الآلي للالتقاط والوضع. تشمل احتياطات الاستخدام إجراءات التعامل مع ESD القياسية (باستخدام أساور المعصم الموصولة بالأرض ومحطات العمل)، وتجنب الإجهاد الميكانيكي على العدسة، ومنع التلوث. قد يتم أيضًا تحديد معايير اختبار مقاومة الكبريت المحددة للتطبيقات في البيئات ذات المحتوى العالي من الكبريت.

6. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

التطبيق الأساسي هو الإضاءة الداخلية للسيارات. وهذا يشمل الإضاءة الخلفية لمجموعات العدادات، وأزمة نظام الترفيه والمعلومات، وألواح التحكم في المناخ، والإضاءة المحيطة العامة للمقصورة. كما أنه مناسب للإضاءة الخلفية للمفاتيح في الأجهزة الإلكترونية المختلفة وأغراض المؤشرات العامة حيث تكون زاوية الرؤية الواسعة والضوء الأبيض البارد مرغوبًا فيهما.

6.2 اعتبارات تصميم الدائرة والحرارية

يجب على المصممين تنفيذ دائرة سائق تيار ثابت لضمان خرج ضوء مستقر وعمر طويل لـ LED، حيث أن سطوع LED هو دالة للتيار، وليس الجهد. يمكن استخدام مقاومة متسلسلة للتطبيقات البسيطة، ولكن يُوصى باستخدام سائق نشط لبيئات الجهد السياراتية (مثل نظام 12 فولت). التصميم الحراري غير قابل للتفاوض. يجب أن توفر اللوحة مسارًا حراريًا كافيًا من وسادات لحام LED إلى منطقة نحاسية أكبر أو مشتت حراري للحفاظ على درجة حرارة التقاطع أقل بكثير من الحد الأقصى البالغ 125 درجة مئوية، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار.

6.3 اعتبارات التصميم البصري

تعني زاوية الرؤية البالغة 120 درجة أن الضوء ينبعث في نمط لامبرتي واسع. للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية أكثر تركيزًا، يجب استخدام بصريات ثانوية مثل العدسات أو أدلة الضوء. يجب محاكاة تفاعل نمط انبعاث LED مع هذه العناصر البصرية أو عمل نموذج أولي لها لتحقيق تأثير الإضاءة المطلوب.

7. المقارنة التقنية وإرشادات الاختيار

عند اختيار LED لتطبيقات الإضاءة الداخلية للسيارات، تشمل المميزات الرئيسية لهذا الجزء مؤهله AEC-Q102، وزاوية الرؤية الواسعة، ومجموعات شدة الإضاءة المحددة. مقارنة بـ LEDs غير المؤهلة للسيارات، يقدم هذا المكون موثوقية مثبتة تحت الصدمة الحرارية والرطوبة والإجهاد التشغيلي طويل الأمد. يوفر غلاف PLCC-2 توازنًا جيدًا بين الحجم وخرج الضوء وسهولة التجميع مقارنة بأغلفة الرقاقة الأصغر حجمًا أو الأجهزة ذات الثقب المار الأكبر.

8. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما هو الغرض من معلومات التصنيف (Binning)؟

ج: يضمن التصنيف اتساق اللون والسطوع داخل دفعة الإنتاج. للتطبيقات التي تستخدم عدة LEDs جنبًا إلى جنب (مثل لوحة الإضاءة الخلفية)، فإن تحديد مجموعة ضيقة لشدة الإضاءة وإحداثيات اللونية يمنع الاختلافات المرئية في السطوع أو اللون بين LEDs الفردية.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر طاقة 5 فولت أو 12 فولت؟

ج: لا. LEDs هي أجهزة تعمل بالتيار. توصيله مباشرة بمصدر جهد أعلى من جهد الأمامي الخاص به سيؤدي إلى تدفق تيار مفرط، مما قد يدمره على الفور. يجب عليك دائمًا استخدام آلية تحديد تيار، مثل مقاومة أو دائرة متكاملة مخصصة لسائق LED.

س: لماذا مواصفات المقاومة الحرارية مهمة؟

ج: تقيس المقاومة الحرارية مدى فعالية هروب الحرارة من تقاطع LED. تشير القيمة الأقل إلى تبديد حراري أفضل. تجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى يقلل بشكل كبير من خرج الضوء ويقصر بشكل كبير العمر التشغيلي لـ LED. يعتبر وجود مشتت حراري مناسب، كما هو موجه بواسطة المقاومة الحرارية ومنحنى التخفيض، أمرًا ضروريًا للأداء الموثوق.

س: ماذا يعني MSL 3 للتخزين والتعامل؟

ج: يعني مستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3 أن الغلاف يمكنه امتصاص مستويات ضارة من الرطوبة إذا تعرض للظروف المحيطة لأكثر من 168 ساعة (7 أيام). بعد هذا الوقت، أو إذا تم فتح الكيس المغلق الأصلي، يجب خبز المكونات وفقًا لملف تعريف محدد قبل أن يمكن لحامها بإعادة التدفق بأمان لمنع "انفشار الذرة" أو الانفصال الداخلي للطبقات.

9. مبادئ التشغيل

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. تبعث شريحة أشباه الموصلات الأساسية ضوءًا أزرق عند انحياز أمامي (إضاءة كهربائية). يضرب هذا الضوء الأزرق طبقة من مادة الفوسفور الصفراء (أو الصفراء والحمراء) المترسبة على الشريحة أو بالقرب منها. يمتص الفوسفور جزءًا من الضوء الأزرق ويعيد إصداره كطيف أوسع لأطوال موجية أطول (أصفر، أحمر). يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء المحول بالفوسفور إلى إدراك الضوء الأبيض. تحدد النسبة الدقيقة للانبعاث الأزرق إلى انبعاث الفوسفور درجة حرارة اللون المترابطة (CCT)، في هذه الحالة، الأبيض البارد.

10. اتجاهات الصناعة والسياق

يتجه اتجاه الإضاءة الداخلية للسيارات نحو تكامل أعلى، وإضاءة ديناميكية، وتجارب محيطة مخصصة. بينما تظل LEDs المنفصلة مثل مكون PLCC-2 هذا حيوية للإضاءة الخلفية للمفاتيح والمؤشرات الأساسية، هناك اعتماد متزايد لشرائط LED المرنة، و LEDs RGB القابلة للعنونة، وتقنيات أدلة الضوء المتقدمة لإنشاء أسطح إضاءة سلسة. علاوة على ذلك، يستمر الطلب على كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط) ومؤشر تجسيد اللون (CRI) محسن، مما يدفع التقدم في تكنولوجيا الفوسفور وتصميم الرقائق. تعكس المؤهلات السياراتية الصارمة (AEC-Q102) والامتثال البيئي (الخالي من الهالوجين) المميزة في ورقة البيانات هذه تركيز الصناعة الشامل على الموثوقية، وطول العمر، والمسؤولية البيئية.

Q: Can I drive this LED directly from a 5V or 12V supply?

A: No. LEDs are current-driven devices. Connecting it directly to a voltage source higher than its forward voltage will cause excessive current to flow, potentially destroying it instantly. You must always use a current-limiting mechanism, such as a resistor or a dedicated LED driver IC.

Q: Why is the thermal resistance specification important?

A: Thermal resistance quantifies how effectively heat can escape from the LED junction. A lower value means better heat dissipation. Exceeding the maximum junction temperature significantly reduces luminous output and drastically shortens the LED's operational lifespan. Proper heat sinking, as guided by the thermal resistance and derating curve, is essential for reliable performance.

Q: What does MSL 3 mean for storage and handling?

A: MSL (Moisture Sensitivity Level) 3 means the package can absorb damaging levels of moisture if exposed to ambient conditions for more than 168 hours (7 days). After this time, or if the original sealed bag is opened, the components must be baked according to a specified profile before they can be safely reflow soldered to prevent "popcorning" or internal delamination.

. Operational Principles

This is a phosphor-converted white LED. The core semiconductor chip emits blue light when forward biased (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 light and re-emits it as a broader spectrum of longer wavelengths (yellow, red). The combination of the remaining blue light and the phosphor-converted light results in the perception of white light. The exact ratio of blue to phosphor emission determines the correlated color temperature (CCT), in this case, Cool White.

. Industry Trends and Context

The trend in automotive interior lighting is towards higher integration, dynamic lighting, and personalized ambient experiences. While discrete LEDs like this PLCC-2 component remain vital for switch backlighting and basic indicators, there is a growing adoption of flexible LED strips, addressable RGB LEDs, and advanced light guide technologies for creating seamless light surfaces. Furthermore, the demand for higher efficiency (more lumens per watt) and improved color rendering index (CRI) continues, pushing advancements in phosphor technology and chip design. The stringent automotive qualifications (AEC-Q102) and environmental compliance (halogen-free) highlighted in this datasheet reflect the industry's overarching focus on reliability, longevity, and environmental responsibility.