مصباح LED أحمر 2.7x2.0x0.6 مم - جهد أمامي 2.0-2.6 فولت - طاقة 2.184 واط - طول موجة 617 نانومتر - درجة السيارات

1. نظرة عامة على المنتج

1.1 وصف عام

أجهزة المصدر الأحمر مصنوعة باستخدام ثنائي باعث للضوء من ألجابينب (فوسفيد الألومنيوم والغاليوم والإنديوم) على ركيزة. أبعاد حزمة المنتج هي 2.7 مم × 2.0 مم × 0.6 مم (الطول × العرض × الارتفاع). يتم تغليف LED في حزمة EMC (مركب قولبة إيبوكسي) التي توفر موثوقية ممتازة وأداء حراري.

1.2 الميزات

• حزمة EMC لخصائص ميكانيكية وحرارية قوية.
• زاوية مشاهدة واسعة جداً تبلغ 120 درجة.
• مناسب لجميع عمليات التجميع واللحام SMT.
• متوفر على شريط وبكرة للتركيب الآلي (pick-and-place).
• مستوى حساسية الرطوبة: المستوى 2 (MSL 2).
• متوافق مع لوائح RoHS و REACH.
• اعتماد بناءً على اختبار إجهاد AEC-Q102 لأشباه الموصلات المتقطعة من درجة السيارات.

1.3 التطبيقات

تطبيقات الإضاءة الداخلية والخارجية للسيارات بما في ذلك الإضاءة المحيطة الداخلية، ومصابيح الإشارة الخارجية، ومصابيح الذيل، ومؤشرات الانعطاف، ووظائف الإضاءة الأخرى التي تتطلب موثوقية عالية.

2. تحليل عميق للمعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهروبصرية (Ts=25°C)

عند تيار أمامي 700 مللي أمبير، يُظهر LED الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية التالية:

• الجهد الأمامي (VF): 2.0 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى). يتم التحكم في نطاق الجهد هذا من خلال التصنيف (binning).
• التيار العكسي (IR): الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي 5 فولت.
• التدفق الضوئي (Φ): 105 لومن (الحد الأدنى) إلى 140 لومن (الحد الأقصى) عند 700 مللي أمبير. يتم تحقيق كفاءة إضاءة عالية من خلال تصميم الرقاقة الفعال.
• الطول الموجي السائد (Wd): 612.5 نانومتر (الحد الأدنى)، 617 نانومتر (نموذجي)، 620 نانومتر (الحد الأقصى). وهذا يضع الانبعاث في المنطقة الحمراء من الطيف المرئي.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2): 120 درجة (نموذجية). تضمن زاوية الشعاع العريضة توزيعًا موحدًا للضوء.
• المقاومة الحرارية (RTHJ-S): الحد الأقصى 15 درجة مئوية/واط. تساعد المقاومة الحرارية المنخفضة في تبديد الحرارة إلى وصلة اللحام.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز بما يتجاوز هذه الحدود لتجنب التلف الدائم:

• تبديد الطاقة (PD): 2184 مللي واط
• التيار الأمامي (IF): 840 مللي أمبير
• التيار الأمامي الذروة (IFP): 1000 مللي أمبير (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 10 مللي ثانية)
• الجهد العكسي (VR): 5 فولت
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD، HBM): 2000 فولت (إنتاجية 90%؛ مطلوب معالجة مناسبة)
• درجة حرارة التشغيل (TOPR): -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية
• درجة حرارة التخزين (TSTG): -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية
• درجة حرارة الوصلة (TJ): 150 درجة مئوية (الحد الأقصى)

2.3 نطاق تصنيف الجهد الأمامي والتدفق الضوئي

لضمان الاتساق، يتم فرز كل LED إلى صناديق بناءً على الجهد الأمامي والتدفق الضوئي والطول الموجي عند IF=700 مللي أمبير:

صناديق الجهد الأمامي:

• C0: 2.0 فولت – 2.2 فولت
• D0: 2.2 فولت – 2.4 فولت
• E0: 2.4 فولت – 2.6 فولت

صناديق التدفق الضوئي:

• SA: 105 لومن – 117 لومن
• SB: 117 لومن – 130 لومن
• TA: 130 لومن – 140 لومن

صناديق الطول الموجي السائد:

• 612.5 – 615 نانومتر
• 615 – 617.5 نانومتر
• 617.5 – 620 نانومتر

يجب على العملاء تحديد الصناديق المطلوبة لتطبيقهم. يضمن رمز التصنيف على الملصق (مثال: VF: D0، التدفق: SB، الطول الموجي: 615-617.5) إمكانية التتبع.

3. تحليل منحنيات الأداء

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

يظهر المنحنى المميز زيادة أسية في التيار الأمامي مع الجهد الأمامي. عند 700 مللي أمبير، يقع VF بين 2.0 و 2.6 فولت. شكل المنحنى نموذجي لثنائيات AlGaInP.

3.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

تزداد الشدة الضوئية النسبية خطياً عند التيارات المنخفضة وتتشبع تدريجياً عند التيارات الأعلى بسبب التسخين. عند 700 مللي أمبير، تكون الشدة النسبية قريبة من 100%، مما يوفر كفاءة مثلى.

3.3 درجة حرارة اللحام مقابل الشدة النسبية

مع زيادة درجة حرارة نقطة اللحام (Ts) من 20 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية، تنخفض الشدة النسبية إلى حوالي 80%، مما يشير إلى انخفاض حراري كبير. يلزم تبديد حرارة مناسب للحفاظ على السطوع.

3.4 درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي (تخفيض التصنيف)

يجب تخفيض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع ارتفاع درجة الحرارة للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 150 درجة مئوية. عند Ts=100 درجة مئوية، يُسمح بحوالي 600 مللي أمبير.

3.5 الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة اللحام

ينخفض الجهد الأمامي خطياً مع زيادة درجة الحرارة (معامل درجة حرارة سلبي). وهذا يساعد في موازنة التيارات في السلاسل المتوازية ولكن يجب مراعاته في التصميم.

3.6 مخطط الإشعاع

يصدر LED ضوءًا على زاوية عريضة تبلغ 120 درجة (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى). نمط الإشعاع يشبه لامبرتيان، ومناسب للإضاءة الموحدة للمساحات.

3.7 التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد

تؤدي زيادة التيار الأمامي من 0 إلى 250 مللي أمبير إلى انزياح أحمر طفيف بحوالي 2 نانومتر. هذا التأثير ضئيل ولكن يمكن أخذه في الاعتبار في التطبيقات الحساسة للألوان.

3.8 توزيع الطيف

يبلغ ذروة طيف الانبعاث حوالي 617 نانومتر مع عرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) يبلغ حوالي 20 نانومتر، وهو نموذجي لمصابيح LED الحمراء AlGaInP. لا توجد ذروات ثانوية في نطاق الأشعة فوق البنفسجية أو تحت الحمراء.

4. معلومات ميكانيكية وحزمة

4.1 أبعاد الحزمة

حزمة LED لها أبعاد منظر علوي 2.70 مم × 2.00 مم وارتفاع 0.60 مم. يظهر المنظر السفلي وسادتي الأنود (A) والكاثود (C) بأبعاد 1.30 مم × 0.45 مم متباعدتين بمقدار 1.20 مم. تم وضع علامة القطبية على الحزمة. يتضمن نمط اللحام الموصى به وسادات حرارية لتبديد الحرارة.

4.2 أبعاد شريط الناقل

يحتوي شريط الناقل على أبعاد الجيب: A0=2.10±0.1 مم، B0=3.05±0.1 مم، K0=0.75±0.1 مم. عرض الشريط W=8.0±0.2 مم. فتحات التروس: D0=1.55±0.05 مم، E=1.75±0.1 مم، P0=4.0±0.1 مم، P1=4.0±0.1 مم، P2=2.0±0.1 مم، F=3.5±0.1 مم، D1=1.0±0.1 مم.

4.3 أبعاد البكرة

أبعاد البكرة: قطر المحور 12±0.1 مم، القطر الخارجي 180±1 مم، العرض 60±1 مم، فتحة المغزل 13.0±0.5 مم.

4.4 مواصفات الملصق

يتم وضع ملصق على كل بكرة وكيس حاجز للرطوبة برقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رموز التصنيف (للتدفق، اللونية، الجهد، الطول الموجي)، الكمية، ورمز التاريخ.

5. دليل اللحام والتجميع

5.1 ملف لحام إعادة التدفق SMT

يضمن ملف لحام إعادة التدفق الموصى به وصلات لحام موثوقة دون إتلاف LED. المعلمات الرئيسية: التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية؛ الصعود إلى 217 درجة مئوية؛ الوقت فوق 217 درجة مئوية: كحد أقصى 60 ثانية؛ درجة حرارة الذروة 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ؛ معدل التبريد كحد أقصى 6 درجات مئوية/ثانية. لا تقم بإجراء أكثر من دورتي إعادة تدفق. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين عمليتي إعادة تدفق، فقد يمتص LED الرطوبة ويتلف.

5.2 الإصلاح

لا يُنصح بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق من التأثير على خصائص LED.

5.3 تحذيرات

• المواد المانعة للتسرب السيليكونية ناعمة؛ تجنب الضغط على السطح العلوي.
• لا تقم بالتركيب على PCB ملتوي أو ثني بعد اللحام.
• تجنب الإجهاد الميكانيكي والاهتزاز أثناء التبريد.
• لا تقم بتبريد الجهاز بسرعة بعد اللحام.

6. معلومات التغليف والطلب

6.1 مواصفات التغليف

التغليف القياسي: 4000 قطعة لكل بكرة. يتم إغلاق كل بكرة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر الرطوبة.

6.2 التغليف المقاوم للرطوبة

توضع البكرة في كيس حاجز للرطوبة مع ملصق. يتم تفريغ الكيس بالشفط لمنع دخول الرطوبة.

6.3 صندوق الكرتون

تُعبأ بكرات متعددة في صندوق كرتوني للشحن. يتم وضع ملصق على الصندوق بمعلومات المنتج.

6.4 عناصر وشروط اختبار الموثوقية

المعيار: تغير VF ≤ 10% من USL، IR ≤ 200% من USL، التدفق ≥ 70% من LSL.

6.5 معايير الحكم على التلف

بعد اختبارات الموثوقية، يُعتبر LED قد فشل إذا تجاوز الجهد الأمامي 1.1 مرة من حد المواصفات الأعلى (USL)، أو تجاوز التيار العكسي 2.0 مرة من USL، أو انخفض التدفق الضوئي إلى أقل من 0.7 مرة من حد المواصفات الأدنى (LSL).

7. توصيات التطبيق

عند التصميم باستخدام LED الأحمر هذا، ضع في اعتبارك ما يلي:

• الإدارة الحرارية:استخدم مساحة نحاسية كافية على PCB وتأكد من الاتصال الحراري الجيد للحفاظ على درجة حرارة وصلة اللحام ضمن الحدود. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 150 درجة مئوية.
• تحديد التيار:مقاوم تحديد التيار أو مشغل تيار ثابت ضروري لمنع هروب التيار بسبب معامل درجة الحرارة السلبي لـ VF.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):استخدم أجهزة حماية ESD (مثل ثنائيات TVS) واتبع إجراءات المناولة الآمنة من ESD.
• القيود البيئية:يجب أن يكون محتوى الكبريت في البيئة والمواد المتزاوجة أقل من 100 جزء في المليون، والبروم والكلور كل منهما أقل من 900 جزء في المليون، والإجمالي أقل من 1500 جزء في المليون. تجنب المركبات العضوية المتطايرة التي يمكن أن تغير لون السيليكون.
• التخزين:قم بتخزين الأكياس غير المفتوحة عند ≤30 درجة مئوية، ≤75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى سنة واحدة. بعد الفتح، استخدم خلال 24 ساعة عند ≤30 درجة مئوية، ≤60% رطوبة نسبية. اخبز عند 60±5 درجة مئوية لأكثر من 24 ساعة إذا تم تجاوز هذه الحدود.

8. المقارنة التقنية

بالمقارنة مع مصابيح LED الحمراء التقليدية التي تستخدم حزم PPA أو PCT، يوفر هذا الجهاز المغلف بـ EMC استقرارًا حراريًا فائقًا، وزاوية شعاع أوسع، ومقاومة حرارية أقل. يضمن اعتماد AEC-Q102 موثوقية من درجة السيارات. يوفر التصنيف الضيق في الجهد والتدفق والطول الموجي تجانسًا أفضل للإنتاج الضخم.

9. الأسئلة الشائعة

1. س: ما هو الجهد الأمامي النموذجي عند 700 مللي أمبير؟ج: يتراوح بين 2.0 فولت و 2.6 فولت حسب التصنيف. معظم الصناديق الشائعة حوالي 2.2-2.4 فولت.
2. س: هل يمكنني تشغيل LED بتيار نابض؟ج: نعم، يُسمح بتيار ذروة يصل إلى 1000 مللي أمبير بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 10 مللي ثانية.
3. س: هل هذا LED مناسب لأضواء السيارات الخارجية؟ج: نعم، هو مؤهل وفقًا لـ AEC-Q102 ويمكنه تحمل درجات حرارة من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية.
4. س: كيف يجب التعامل مع حساسية الرطوبة؟ج: اتبع إجراءات MSL2. اخبز إذا لزم الأمر.
5. س: هل يمكنني استخدام التنظيف بالموجات فوق الصوتية؟ج: لا يُنصح بذلك؛ استخدم كحول الأيزوبروبيل إذا كان التنظيف مطلوبًا.

10. حالات التطبيق العملي

الحالة 1: ضوء خلفي للسيارة.يتم وضع عدة مصابيح LED حمراء في مصفوفة لتحقيق السطوع المطلوب لضوء الذيل. تكوين متسلسل-متوازي مع مقاومات موازنة التيار. تبديد الحرارة المناسب من خلال PCB ذو القلب المعدني.

الحالة 2: الإضاءة المحيطة الداخلية.تُستخدم مصابيح LED الحمراء للإضاءة المزاجية. يتم التحكم في التعتيم بتعديل عرض النبضة (PWM) بواسطة متحكم دقيق. تضمن زاوية المشاهدة العريضة إضاءة موحدة.

11. مبدأ العمل

يعتمد LED على بنية غير متجانسة من AlGaInP نمت على ركيزة GaAs. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات من الجانب n والثقوب من الجانب p في المنطقة النشطة، مما ينبعث فوتونات ذات طاقة تتوافق مع فجوة الحزمة. يتم ضبط تكوين طبقة AlGaInP لتحقيق انبعاث أحمر حول 617 نانومتر. تمتص الركيزة الأطوال الموجية الأقصر، وتحمي حزمة EMC الرقاقة وتوفر استخراج الضوء.

12. اتجاهات التطوير

تتجه صناعة إضاءة السيارات نحو كفاءة أعلى، وتصغير الحجم، وتكامل الوظائف الذكية. تتيح مصابيح LED ذات الحزم الأصغر (مثل هذا 2.7x2.0 مم) وحدات إضاءة أرق. تستمر التطورات في تكنولوجيا الرقاقة في تحسين الكفاءة الضوئية. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي الاعتماد المتزايد على مصابيح الذيل LED الكاملة وأضواء المصفوفة الأمامية إلى زيادة الطلب على مكونات موثوقة ومعتمدة وفقًا لـ AEC-Q102. يتوافق هذا المنتج مع هذه الاتجاهات من خلال تقديم تصنيف ضيق، موثوقية عالية، وبصمة مدمجة.