ورقة بيانات LED أصفر PLCC-2 - عبوة 3.2x2.8x1.9 مم - جهد 2.0 فولت - قدرة 0.04 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تشرح هذه الوثيقة مواصفات LED أصفر عالي السطوع للتركيب السطحي، معبأ في غلاف PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). تم تصميم الجهاز ليكون موثوقًا وعالي الأداء في البيئات المتطلبة، ويتميز بعامل شكل مضغوط مناسب لعمليات التجميع الآلي. تركيزه الأساسي هو تطبيقات الإضاءة الداخلية في السيارات، بما في ذلك لوحات العدادات، حيث يكون إخراج اللون المتسق والاستقرار طويل الأمد أمرًا بالغ الأهمية.

1.1 الميزات الأساسية والسوق المستهدف

تحدد خصائص LED هذه مكانتها لتطبيقات صناعية واستهلاكية محددة. يضمن نوع الغلاف التوافق مع خطوط إنتاج SMT (تقنية التركيب السطحي) القياسية. يتم تحقيق اللون الأصفر، المحدد بطول موجي سائد، من خلال مواد أشباه موصلات محددة. توفر شدة إضاءة نموذجية تبلغ 1120 مللي كانديلا (mcd) عند تيار تشغيل قياسي 20 مللي أمبير سطوعًا كافيًا لأغراض المؤشرات والإضاءة الخلفية. تضمن زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة رؤية جيدة من منظورات مختلفة. يعد الامتثال لمعيار التأهيل الأوتوموتيفي AEC-Q101 ميزة فارقة رئيسية، مما يشير إلى اختبارات صارمة للدورات الحرارية ومقاومة الرطوبة والاستقرار التشغيلي طويل الأمد، مما يجعله مناسبًا للبيئة القاسية داخل المركبات. يضمن الالتزام بلوائح RoHS (تقييد المواد الخطرة) وREACH الامتثال البيئي للأسواق العالمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

إن الفهم الشامل للمعايير الكهربائية والبصرية والحرارية أمر ضروري لتصميم الدوائر المناسب والتشغيل الموثوق.

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يبلغ جهد التشغيل الأمامي (VF) قيمة نموذجية تبلغ 2.0 فولت بحد أقصى 2.75 فولت عند تيار الاختبار القياسي 20 مللي أمبير. هذه المعلمة حاسمة لتحديد قيمة المقاوم المحدد للتيار في دائرة متسلسلة. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي هو 50 مللي أمبير للتشغيل المستمر، مع تصنيف تيار اندفاعي يبلغ 100 مللي أمبير للنبضات القصيرة جدًا (≤10 ميكروثانية). لم يتم تصميم الجهاز للعمل بجهد عكسي. يتم تحديد شدة الإضاءة (IV) بحد أدنى 710 mcd، ونموذجي 1120 mcd، وحد أقصى 1400 mcd عند 20 مللي أمبير، مما يوضح مدى الأداء المتوقع. يحدد الطول الموجي السائد (λd) اللون الأصفر، ويتراوح من 585 نانومتر إلى 594 نانومتر، ومركزه حوالي 590 نانومتر نموذجيًا.

2.2 التصنيفات الحرارية والحدود القصوى المطلقة

إدارة الحرارة حيوية لطول عمر LED. يتم تحديد المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام بـ 160 كلفن/واط (حقيقي) و125 كلفن/واط (كهربائي)، مما يشير إلى مدى فعالية توصيل الحرارة بعيدًا عن شريحة أشباه الموصلات. الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة الوصلة (Tj) هو 125 درجة مئوية. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية، وهو مناسب لبيئات تحت لوحة القيادة في السيارات. يمكن للجهاز تحمل ذروة درجة حرارة لحام إعادة التدفق البالغة 260 درجة مئوية لمدة 30 ثانية، بما يتماشى مع ملفات اللحام الخالي من الرصاص الشائعة. كما أن لديه تصنيف حساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) يبلغ 2 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان)، مما يتطلب احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر الرسوم البيانية المقدمة رؤى حول سلوك LED في ظل ظروف متغيرة، وهو أمر بالغ الأهمية للتصميم القوي.

3.1 الاعتماد على التيار والجهد ودرجة الحرارة

يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي العلاقة الأسية IV النموذجية للدايود. يُظهر منحنى شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي أن إخراج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد يصبح دون خطي عند التيارات الأعلى بسبب تأثيرات التسخين. يُظهر الرسم البياني للطول الموجي السائد مقابل التيار الأمامي تحولًا طفيفًا مع التيار، مما يشير إلى استقرار جيد للون. يحتوي الرسم البياني للجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة على معامل سالب، مما يعني أن VF ينخفض مع زيادة درجة الحرارة، ويمكن استخدامه للاستشعار غير المباشر لدرجة الحرارة. يُظهر الرسم البياني لشدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة الوصلة الانخفاض المتوقع في إخراج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو اعتبار رئيسي في التصميم الحراري. يشير تحول الطول الموجي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة إلى كيفية تحول اللون الأصفر قليلاً مع درجة الحرارة.

3.2 تخفيض التصنيف والتشغيل النبضي

منحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي ضروري لتحديد أقصى تيار تشغيل آمن في درجات حرارة بيئية مرتفعة أو درجات حرارة وسادة اللحام. على سبيل المثال، عند درجة حرارة وسادة اللحام (Ts) تبلغ 110 درجة مئوية، ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي إلى 35 مللي أمبير. يحدد مخطط قدرة التعامل مع النبض المسموح به ذروة التيار (IF) المسموح بها لعرض نبضة معين (tp) ودورة عمل (D)، وهو مفيد لتطبيقات التعددية أو تخفيف PWM (تعديل عرض النبضة) دون ارتفاع درجة حرارة الوصلة.

4. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى فئات أبجدية رقمية (مثل L1، L2، M1... حتى GA). تغطي كل فئة نطاقًا محددًا من الحد الأدنى والأقصى لشدة الإضاءة بالمللي كانديلا (mcd). بالنسبة لرقم الجزء هذا، يقع الناتج النموذجي البالغ 1120 mcd في فئة \"AA\" (1120-1400 mcd). يمكن للمصممين تحديد رمز فئة لضمان الحد الأدنى من مستوى السطوع لتطبيقهم.

4.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم أيضًا تصنيف الطول الموجي السائد، الذي يحدد الدرجة الدقيقة للون الأصفر، باستخدام رموز رقمية (مثل 9194، 9497). تغطي الفئة \"9194\" نطاقًا من 591 نانومتر إلى 594 نانومتر. تشير القيمة النموذجية البالغة 590 نانومتر لهذا الجزء إلى أنها على الأرجح تقع في فئة \"8891\" (588-591 نانومتر) أو فئة \"9194\". يضمن تحديد فئة طول موجي ضيقة توحيد اللون عبر مصابيح LED متعددة في شاشة أو مجموعة إضاءة.

5. الأبعاد الميكانيكية، التجميع، والتغليف

5.1 الأبعاد الفيزيائية والقطبية

يتمتع غلاف PLCC-2 ببصمة قياسية. يُظهر الرسم الميكانيكي (المشار إليه بمرجع القسم) الطول والعرض والارتفاع (عادة حوالي 3.2 مم × 2.8 مم × 1.9 مم)، وكذلك تباعد الأطراف. يتضمن الغلاف مؤشر قطبية، عادة ما يكون شقًا أو زاوية مشطوفة، لتحديد الكاثود. يتم توفير تخطيط وسادة اللحام الموصى به لضمان وصلة لحام موثوقة وتبديد حراري مناسب أثناء إعادة التدفق.

5.2 إرشادات اللحام والتعامل

يحدد ملف لحام إعادة التدفق المعايير الحرجة: التسخين المسبق، النقع، ذروة إعادة التدفق (260 درجة مئوية كحد أقصى)، ومعدلات التبريد لمنع الصدمة الحرارية للمكون. تشمل احتياطات الاستخدام الحماية القياسية من ESD، وتجنب الإجهاد الميكانيكي على العدسة، وعدم تجاوز الحدود القصوى المطلقة. يوصى بشروط تخزين مناسبة (ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية ورطوبة منخفضة) للحفاظ على قابلية اللحام والأداء.

5.3 التغليف ومعلومات الطلب

يتم توريد مصابيح LED في تغليف شريط وبكرة متوافق مع آلات الالتقاط والوضع الآلية. يوضح قسم معلومات التغليف أبعاد البكرة وعرض الشريط وتباعد الجيوب والاتجاه. يشفر هيكل رقم الجزء (مثل 67-21-UY0200H-AM) سمات رئيسية مثل اللون (Y للأصفر)، الغلاف، وفئات الأداء المحتملة. توضح معلومات الطلب كيفية تحديد الكمية ونوع التغليف وأي متطلبات تصنيف خاصة.

6. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 دوائر التطبيق النموذجية

في دائرة تشغيل تيار مستمر نموذجية، يكون المقاوم المحدد للتيار إلزاميًا. يتم حساب قيمة المقاوم (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF. لمصدر طاقة 5 فولت واستهداف IF=20mA مع VF=2.0V، R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 أوم. يجب أن يكون تصنيف قدرة المقاوم على الأقل PR = (Vsupply - VF) * IF = 0.06W؛ مقاوم 1/8W أو 1/4W مناسب. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب التحكم في السطوع أو التعددية، فإن PWM (تعديل عرض النبضة) هو الطريقة المفضلة على تخفيف التيار التناظري، لأنه يحافظ على اتساق اللون.

6.2 إدارة الحرارة في التصميم

على الرغم من استهلاكه المنخفض للطاقة (~40 مللي واط عند 20 مللي أمبير)، فإن التبريد الحراري الفعال مهم للحفاظ على الأداء وطول العمر، خاصة في درجات الحرارة البيئية المرتفعة أو المساحات المغلقة. المسار الحراري هو من الوصلة، عبر الغلاف، إلى وسادات اللحام، وإلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يؤدي استخدام PCB مع ثقوب حرارية تحت الوسادة الحرارية لـ LED المتصلة بمستوى أرضي إلى تحسين تبديد الحرارة بشكل كبير، وخفض درجة حرارة الوصلة، والمساعدة في الحفاظ على إخراج إضاءة أعلى.

6.3 تصميم لموثوقية السيارات

للوحات عدادات السيارات أو الإضاءة الداخلية، ضع في الاعتبار ما يلي: استخدم تيارات تشغيل مخفضة التصنيف (مثل 15-18 مللي أمبير بدلاً من 20 مللي أمبير) لتعزيز طول العمر وتقليل الإجهاد الحراري. تأكد من أن تخطيط PCB يقلل من الحث والسعة الطفيلية في خطوط التشغيل. نفذ دوائر حماية ضد تفريغ الحمل والتذبذبات الكهربائية الأوتوموتيفية الأخرى إذا كان LED يعمل مباشرة من ناقل طاقة السيارة. تحقق من أن رموز الفئات المختارة للشدة والطول الموجي تلبي المتطلبات الجمالية والوظيفية للمنتج النهائي تحت جميع درجات حرارة التشغيل المحددة.

7. المقارنة التقنية والاتجاهات

7.1 مبدأ التشغيل

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز أشباه موصلات من نوع p-n. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد لون الضوء بواسطة طاقة فجوة النطاق لمواد أشباه الموصلات المستخدمة في الطبقة النشطة. تعتمد مصابيح LED الصفراء بشكل شائع على مواد مثل فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). يتضمن غلاف PLCC تجويفًا عاكسًا وعدسة إيبوكسي مصبوبة تشكل إخراج الضوء وتوفر الحماية البيئية.

7.2 السياق الصناعي والتطور

يمثل غلاف PLCC-2 عامل شكل ناضجًا ومعتمدًا على نطاق واسع في صناعة LED، حيث يوفر توازنًا جيدًا بين الحجم والتكلفة والأداء البصري. تشمل الاتجاهات الرئيسية في تكنولوجيا LED ذات الصلة بهذه المكونات التحسين المستمر للكفاءة الضوئية (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، وتعزيز استقرار اللون مع درجة الحرارة وطول العمر، وتطوير أحجام عبوات أصغر مع الحفاظ على القوة البصرية أو تحسينها. يظل السعي لتحقيق موثوقية أعلى والتأهيل لمعايير صارمة مثل AEC-Q101 محورًا رئيسيًا، خاصة لأسواق السيارات والصناعية.