ورقة بيانات LED أصفر PLCC-2 - عبوة 2.0x1.25x0.8mm - جهد 2.0 فولت - قدرة 40 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED أصفر عالي السطوع للتركيب السطحي في عبوة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). مصمم بشكل أساسي لصناعة السيارات، يقدم هذا المكون أداءً موثوقًا في البيئات المتطلبة. موقعه الرئيسي هو داخل أنظمة الإضاءة الداخلية للسيارات، بما في ذلك مجموعات العدادات والإضاءة العامة للمقصورة، حيث يكون إخراج اللون المتساوي والموثوقية طويلة الأمد أمرًا بالغ الأهمية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا LED حجمه الصغير، وكثافته الضوئية العالية بالنسبة لحجم العبوة، وزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة تضمن رؤية جيدة. تم بناؤه ليلبي معايير الدرجة الأوتوماتيكية الصارمة، بما في ذلك تأهيل AEC-Q102 للأجهزة البصرية الإلكترونية المنفصلة ومتطلبات متانة التآكل المحددة. علاوة على ذلك، فهو متوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية مثل RoHS وREACH ومعايير الخالية من الهالوجين، مما يجعله مناسبًا للتصميمات الحديثة الواعية بيئيًا.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

الخاصية الضوئية الأساسية هي الشدة الضوئية، بقيمة نموذجية تبلغ 900 ملي كانديلا (mcd) عند تشغيله بتيار أمامي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير. النطاق المحدد هو من حد أدنى 560 mcd إلى حد أقصى 1400 mcd، مما يشير إلى اختلاف محتمل بين دفعات الإنتاج، والذي يتم التحكم فيه من خلال نظام التصنيف الموضح لاحقًا. الطول الموجي السائد، الذي يحدد اللون الأصفر الملحوظ، هو نموذجيًا 592 نانومتر (nm)، مع نطاق من 585 nm إلى 594 nm. توفر زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة (مع تسامح ±5°) نمط إشعاع واسع مناسب لتطبيقات الإضاءة الخلفية والمؤشرات.

كهربائيًا، يظهر الجهاز جهدًا أماميًا نموذجيًا (V_F) بقيمة 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير، يتراوح من 1.75V إلى 2.75V. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 50 مللي أمبير. المقاومة الحرارية، وهي معيار حاسم لإدارة تبديد الحرارة، محددة من الوصلة إلى نقطة اللحام. يتم إعطاء قيمتين: مقاومة حرارية \"حقيقية\" (R_{th JS real}) بقيمة 160 كلفن/واط ومقاومة حرارية \"كهربائية\" (R_{th JS el}) بقيمة 125 كلفن/واط. تُشتق الطريقة الكهربائية عادةً من تغيير في الجهد الأمامي وغالبًا ما تُستخدم للتقدير في الموقع، بينما تمثل القيمة الحقيقية المسار الحراري الفعلي بشكل أفضل.

2.2 التقييمات القصوى المطلقة والحدود الحرارية

الالتزام بالتقييمات القصوى المطلقة أمر ضروري لطول عمر الجهاز. الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 137 ميغاواط. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة (T_J) 125 درجة مئوية. تم تصنيف الجهاز للتشغيل والتخزين ضمن نطاق درجة حرارة من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية، مما يؤكد ملاءمته للبيئات الأوتوماتيكية. يمكنه تحمل تيار اندفاعي (I_FM) بقيمة 100 مللي أمبير لنبضات قصيرة جدًا (≤10 ميكروثانية) عند دورة عمل منخفضة. حساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) هي 2 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان)، وهو مستوى قياسي يتطلب احتياطات أساسية في التعامل. يسمح ملف تعريف درجة حرارة اللحام بلحام إعادة التدفق بدرجة حرارة ذروة تبلغ 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 30 ثانية.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في عمليات الإنتاج، يتم فرز LEDs إلى فئات أداء. هذا يسمح للمصممين باختيار مكونات تلبي عتبات محددة للمعايير الرئيسية.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

يتم تصنيف الشدة الضوئية باستخدام نظام ترميز أبجدي رقمي يمتد من L1 (11.2-14 mcd) حتى GA (18000-22400 mcd). بالنسبة لرقم الجزء المحدد هذا (65-21-UY0200H-AM)، يتم تسليط الضوء على فئات الإخراج المحتملة في ورقة البيانات وتركز حول مجموعتي V1 (710-900 mcd) و V2 (900-1120 mcd)، متوافقة مع مواصفات 900 mcd النموذجية. ينطبق تسامح قياس ±8%.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

الطول الموجي السائد، الذي يحدد درجة اللون الأصفر، يتم تصنيفه أيضًا. يتم تعريف الفئات بواسطة رموز مكونة من ثلاثة أرقام تمثل الحد الأدنى للطول الموجي بالنانومتر. بالنسبة لهذا LED الأصفر، فإن الفئات ذات الصلة هي في نطاق 585-600 nm، وتغطي على وجه التحديد رموزًا مثل 8588 (585-588 nm)، 8891 (588-591 nm)، 9194 (591-594 nm)، و 9497 (594-597 nm). تقع القيمة النموذجية البالغة 592 nm ضمن فئة 9194. تم تحديد تسامح ضيق ±1 nm.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي إلى ثلاث مجموعات: 1012 (1.00-1.25V)، 1215 (1.25-1.50V)، و 1517 (1.50-1.75V). الجهد الأمامي النموذجي V_Fبقيمة 2.0V لهذا الجهاز أعلى بشكل ملحوظ من الحد الأقصى لهذه الفئات، مما يشير إلى أنه بالنسبة لهذا المنتج المحدد، قد يمثل جدول تصنيف الجهد شبكة قياسية للشركة، ويتم تعريف خاصية V_Fالفعلية من خلال القيم الدنيا/النموذجية/القصوى في جدول الخصائص.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية تصور سلوك LED تحت ظروف مختلفة.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يظهر منحنى I-V العلاقة الأسية النموذجية للدايود. مع زيادة التيار الأمامي من 0 إلى 60 مللي أمبير، يرتفع الجهد الأمامي من حوالي 1.75V إلى 2.2V. هذا المنحنى حاسم لتصميم دائرة تحديد التيار لضمان التشغيل المستقر.

4.2 الخصائص البصرية مقابل التيار ودرجة الحرارة

يظهر الرسم البيانيللشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأماميأن ناتج الضوء يزداد بشكل فائق الخطية مع التيار قبل أن يميل إلى التشبع عند التيارات الأعلى، مما يؤكد أهمية التشغيل ضمن النطاق الموصى به للكفاءة. يوضح الرسم البيانيللشدة الضوئية النسبية مقابل درجة حرارة الوصلةالخنق الحراري: مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة من -40 درجة مئوية إلى 140 درجة مئوية، ينخفض ناتج الضوء بشكل كبير، لينخفض إلى حوالي 60% من قيمته عند 25 درجة مئوية عند 125 درجة مئوية. وهذا يؤكد الحاجة إلى إدارة حرارية فعالة في التطبيق.

يظهر الرسم البيانيللطول الموجي السائد مقابل التيار الأماميانخفاضًا طفيفًا في الطول الموجي (\"انزياح أزرق\") مع زيادة التيار، بينما يظهر الرسم البيانيللانزياح النسبي في الطول الموجي مقابل درجة حرارة الوصلة\"انزياح أحمر\" واضحًا (زيادة في الطول الموجي) مع ارتفاع درجة الحرارة. هذه الانزياحات مهمة للتطبيقات الحساسة للألوان.

4.3 تخفيض التصنيف ومعالجة النبضات

منحنىتخفيض تصنيف التيار الأماميحيوي للموثوقية. يظهر الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر كدالة لدرجة حرارة وسادة اللحام. على سبيل المثال، عند درجة حرارة وسادة 110 درجة مئوية، يكون الحد الأقصى للتيار 35 مللي أمبير فقط، منخفضًا من 50 مللي أمبير عند درجات الحرارة المنخفضة. يحدد مخططالقدرة المسموح بها على معالجة النبضاتتيار النبضة القصوى المسموح به لعروض النبض المختلفة ودورات العمل، وهو مفيد لتطبيقات التعدد أو الوميض.

5. معلومات ميكانيكية وعبوة

يستخدم LED عبوة PLCC-2 قياسية للتركيب السطحي. يُظهر الرسم الميكانيكي عادةً حجم جسم العبوة حوالي 2.0 مم في الطول، 1.25 مم في العرض، و 0.8 مم في الارتفاع (هذه أبعاد PLCC-2 الشائعة؛ يجب أخذ القيم الدقيقة من قسم \"الأبعاد الميكانيكية\"). للجهاز طرفين. يُشار إلى القطبية بواسطة علامة على العبوة، عادةً شق أو زاوية مشطوفة على جانب الكاثود. يتم توفير تخطيط وسادة لحام موصى به لضمان وصلة لحام موثوقة واتصال حراري مناسب بلوحة الدوائر المطبوعة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المكون مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق الشائعة في تجميع التركيب السطحي. يُوصى بملف تعريف لحام إعادة تدفق محدد، بدرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260 درجة مئوية لمدة 30 ثانية. يجب اتباع هذا الملف الشخصي لمنع تلف العبوة البلاستيكية أو القطعة الداخلية وروابط الأسلاك. تشمل الاحتياطات العامة تجنب الإجهاد الميكانيكي على العبوة، واستخدام ضوابط ESD مناسبة أثناء التعامل، وضمان نظافة لوحة الدوائر المطبوعة ومعجون اللحام لمنع التآكل أو التدهور الناجم عن الكبريت، حيث يتم ذكر معايير اختبار منفصلة لذلك.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد LEDs في تغليف شريط وبكرة متوافق مع آلات الاختيار والوضع الآلية. يوضح قسم معلومات التعبئة أبعاد البكرة، وعرض الشريط، وتباعد الجيوب، واتجاه المكونات داخل الشريط. يتبع رقم الجزء 65-21-UY0200H-AM نظام ترميز محدد يشير على الأرجح إلى نوع العبوة، واللون، وفئة السطوع، وفئة الطول الموجي، وسمات أخرى. ستحدد معلومات الطلب الحد الأدنى لكمية الطلب، ونوع التعبئة (مثل حجم البكرة)، وربما خيارات لمجموعات فئات محددة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

التطبيق الأساسي هو الإضاءة الداخلية للسيارات. وهذا يشمل الإضاءة الخلفية لمجموعات العدادات، ومؤشرات التحذير، وأزرار نظام الترفيه والمعلومات، والإضاءة المحيطة العامة للمقصورة. تأهيله لـ AEC-Q102 ونطاق درجة الحرارة الواسع يجعله مناسبًا مباشرة لهذه البيئات القاسية.

8.2 اعتبارات التصميم

محرك التيار:يوصى بشدة باستخدام محرك تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد ثابت مع مقاوم متسلسل لتحقيق استقرار وعمر أطول أفضل، خاصةً مع الأخذ في الاعتبار تباين V_Fواعتماده على درجة الحرارة. يجب اختيار تيار التشغيل بناءً على السطوع المطلوب وتخفيض التصنيف الحراري. 20 مللي أمبير هو شرط الاختبار النموذجي.

الإدارة الحرارية:المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام كبيرة. للحفاظ على الأداء والموثوقية، يجب أن يوفر تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وسادة حرارية كافية متصلة بمساحات أو مستويات نحاسية لتبديد الحرارة. الحفاظ على درجة حرارة وسادة اللحام منخفضة هو مفتاح لتعظيم ناتج الضوء وعمر التشغيل.

التصميم البصري:زاوية الرؤية البالغة 120 درجة مناسبة للإضاءة ذات المنطقة الواسعة. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، قد تكون البصريات الثانوية (العدسات) مطلوبة. يجب مراعاة الانزياح الطفيف في الطول الموجي مع التيار ودرجة الحرارة إذا كان اتساق اللون أمرًا بالغ الأهمية عبر ظروف التشغيل المختلفة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بـ LEDs التجارية العامة، فإن المميزات الرئيسية لهذا الجهاز هي مؤهلاته للدرجة الأوتوماتيكية (AEC-Q102، متانة التآكل) ونطاق درجة الحرارة الموسع. داخل سوق LED السيارات، فإن مزيجه من عبوة PLCC-2 (التي توفر توازنًا جيدًا بين الحجم والأداء الحراري)، والسطوع النموذجي العالي (900mcd)، والطول الموجي الأصفر المحدد يستهدف أدوار المؤشر الداخلي والإضاءة الخلفية. يسمح هيكل التصنيف الشامل بمطابقة لون وسطوع على مستوى النظام بشكل أكثر إحكامًا مقارنة بالأجزاء غير المصنفة.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 50 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: يمكنك ذلك، ولكن فقط إذا تم الحفاظ على درجة حرارة وسادة اللحام منخفضة بدرجة كافية، كما هو محدد في منحنى تخفيض التصنيف. في درجات الحرارة المرتفعة، يتم تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر بشكل كبير. التشغيل عند 20 مللي أمبير هو النموذجي لتحقيق توازن بين السطوع والكفاءة.

س: لماذا ينخفض ناتج الضوء عند درجة الحرارة العالية؟

ج: هذه ظاهرة فيزياء أشباه الموصلات أساسية تسمى \"الخنق الحراري.\" تزيد الاهتزازات الشبكية عند درجات الحرارة الأعلى من إعادة التركيب غير الإشعاعي لأزواج الإلكترون-الثقب، مما يقلل من كفاءة توليد الضوء.

س: كيف أفسر قيمتي المقاومة الحرارية المختلفتين؟

ج: من المحتمل قياس المقاومة الحرارية \"الحقيقية\" (160 كلفن/واط) باستخدام مستشعر درجة حرارة مادي. يتم حساب القيمة \"الكهربائية\" (125 كلفن/واط) باستخدام الجهد الأمامي الحساس لدرجة الحرارة كبديل لدرجة حرارة الوصلة. لأغراض التصميم، استخدام القيمة الأعلى (الأكثر تحفظًا) أكثر أمانًا لتقدير ارتفاع درجة الحرارة.

س: هل مقاومة تحديد التيار كافية لتشغيل هذا LED؟

ج: للتطبيقات البسيطة غير الحرجة مع جهد إمداد مستقر، يمكن استخدام مقاوم متسلسل. يتم حساب القيمة كـ R = (V_supply- V_F) / I_F. ومع ذلك، بسبب تباين V_Fواعتماده على درجة الحرارة، لن يكون التيار مستقرًا تمامًا. بالنسبة للتطبيقات الأوتوماتيكية حيث الموثوقية هي المفتاح، يُفضل استخدام دائرة أو IC محرك تيار ثابت مخصص.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: مؤشر تحذير مجموعة العدادات

يقوم مصمم بإنشاء ضوء تحذير لمؤشر فحص المحرك. يجب أن يكون الضوء مرئيًا بوضوح في جميع ظروف الإضاءة المحيطة، ويلبي معايير الموثوقية الأوتوماتيكية، ويكون له لون أصفر متسق. تم اختيار هذا LED الأصفر PLCC-2. يستخدم التصميم محرك تيار ثابت مضبوط على 18 مللي أمبير لتوفير سطوع وافر مع البقاء أقل من نقطة 20 مللي أمبير النموذجية لعمر تشغيل أفضل. يتضمن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وسادة حرارية سخية متصلة بمستوى أرضي داخلي للحفاظ على درجة حرارة الوصلة منخفضة. يحدد المصمم LEDs من فئة الطول الموجي 9194 وفئات الشدة V1/V2 لضمان اتساق اللون والسطوع عبر جميع الوحدات في خط الإنتاج.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا LED هو مصدر ضوء أشباه الموصلات. جوهره هو رقاقة مصنوعة من مواد أشباه الموصلات المركبة (عادةً على أساس فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم - AlGaInP للضوء الأصفر). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من الرقاقة حيث تتحد. يتم إطلاق جزء من طاقة إعادة التركيب هذه في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات أشباه الموصلات الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. تقوم عبوة PLCC-2 بتغليف هذه الرقاقة، وتوفر اتصالات كهربائية عبر إطارات الرصاص، وتتضمن عدسة بلاستيكية مصبوبة تشكل ناتج الضوء لتحقيق زاوية رؤية 120 درجة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

الاتجاه العام في LEDs إضاءة السيارات هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، مما يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري. هناك أيضًا دفع نحو التصغير، مما يتيح تصاميم أكثر نحافة ومرونة للألواح الداخلية. علاوة على ذلك، أصبح دمج الميزات الذكية، مثل ICs المدمجة للتشخيص أو إمكانية التعريف، أكثر شيوعًا. بالنسبة للإضاءة الداخلية على وجه التحديد، هناك اهتمام متزايد بـ LEDs الأبيض القابل للضبط ومتعدد الألوان لأنظمة الإضاءة المحيطة التي يمكنها تغيير اللون لتناسب مزاج السائق أو الوظيفة. بينما يكون هذا المكون المحدد LED أصفر أحادي اللون، فإن عمليات التعبئة والتأهيل الأساسية هي أساسية لهذه الأجهزة الأكثر تقدمًا.