مواصفات LED أحمر PLCC4 3.5x2.8x1.85mm 1.8-2.4V 0.168W - ورقة بيانات تقنية

1. نظرة عامة على المنتج

إن RF-RSRA30TS-CD-G هو LED أحمر عالي الأداء في عبوة PLCC4، مصمم لتطبيقات إضاءة السيارات الصعبة. بأبعاد 3.50 مم × 2.80 مم × 1.85 مم، يوفر هذا المكون SMD سطوعًا وموثوقية استثنائيين. يستخدم الجهاز تقنية AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم والغاليوم والإنديوم) الفوقية على ركيزة، مما يضمن انبعاث ضوء فعال في نطاق طول موجي سائد من 627.5 نانومتر إلى 637.5 نانومتر. تشمل المزايا الرئيسية زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120 درجة، والامتثال لاختبار الإجهاد AEC-Q101 لأشباه الموصلات المنفصلة من درجة السيارات، ومستوى حساسية للرطوبة 2. يتوافق LED مع ROHS و REACH، مما يجعله مناسبًا للأسواق العالمية.

تشمل التطبيقات المستهدفة أنظمة إضاءة السيارات الداخلية والخارجية مثل مؤشرات لوحة العدادات، والإضاءة المحيطة الداخلية، وأضواء الفرامل، وإشارات الانعطاف. تدعم العبوة القوية جميع عمليات تجميع SMT القياسية ولحام إعادة التدفق، ومتوفرة على شريط وبكرة للتصنيع الآلي.

2. تفسير المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية (Ts = 25 درجة مئوية)

يتم تحديد الجهد الأمامي (VF) عند تيار اختبار 50 مللي أمبير بحد أدنى 1.8 فولط، ونموذجي 2.2 فولط، وأقصى 2.4 فولط. يسمح هذا الجهد الأمامي المنخفض نسبيًا باستخدام فعال للطاقة في أنظمة السيارات 12 فولط عند دمجه مع مقاومات تحد من التيار المناسبة. التيار العكسي (IR) عند VR = 5 فولط أقل من 10 ميكروأمبير، مما يشير إلى سلامة تقاطع ممتازة. تشير التصنيفات القصوى المطلقة إلى تيار أمامي أقصى يبلغ 70 مللي أمبير تيار مستمر وتيار أمامي ذروة يبلغ 100 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، عرض نبضة 10 مللي ثانية)، مما يوفر هامشًا للتشغيل النبضي. يقتصر تبديد الطاقة على 168 مللي واط، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 120 درجة مئوية.

2.2 الخصائص البصرية (IF = 50 مللي أمبير)

تتراوح شدة الإضاءة (IV) من 1200 مللي شمعة (الحد الأدنى) إلى 2800 مللي شمعة (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية تبلغ 1800 مللي شمعة. يتيح هذا السطوع العالي الرؤية في ضوء الشمس المباشر. الطول الموجي السائد (Wd) مُجمّع بإحكام من 627.5 نانومتر إلى 637.5 نانومتر، مما يضمن اتساق اللون عبر الدفعات. زاوية الرؤية (2θ1/2) نموذجية 120 درجة، مما يوفر تغطية إضاءة واسعة مناسبة للافتات والإضاءة المحيطة. المقاومة الحرارية (RTHJ-S) مُصنفة بحد أقصى 150 درجة مئوية/واط، والتي يجب مراعاتها في تصميم الإدارة الحرارية.

2.3 التصنيفات القصوى المطلقة

نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة التخزين أيضًا من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. قدرة تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) هي 2000 فولط (HBM)، مع إنتاجية تزيد عن 90٪ عند هذا المستوى، ولكن لا يزال يوصى بحماية ESD أثناء المناولة. الجهاز مؤهل وفقًا لإرشادات AEC-Q101 لأشباه الموصلات المنفصلة للسيارات.

3. نظام التجميع (Binning)

يتم فرز المنتج إلى صناديق (bins) للجهد الأمامي، وشدة الإضاءة، والطول الموجي السائد لضمان اتساق أداء محكم.

3.1 صناديق الجهد الأمامي (IF = 50 مللي أمبير)

تم تعريف ستة صناديق: B1 (1.8-1.9 فولط)، B2 (1.9-2.0 فولط)، C1 (2.0-2.1 فولط)، C2 (2.1-2.2 فولط)، D1 (2.2-2.3 فولط)، D2 (2.3-2.4 فولط). تسمح هذه الدقة العالية للعملاء باختيار الأجهزة التي تتوافق مع تصميم دائرة التشغيل الخاصة بهم.

3.2 صناديق شدة الإضاءة (IF = 50 مللي أمبير)

أربعة صناديق: M1 (1200-1500 مللي شمعة)، M2 (1500-1800 مللي شمعة)، N1 (1800-2300 مللي شمعة)، N2 (2300-2800 مللي شمعة). توفر الصناديق الأعلى خرجًا أكثر سطوعًا، مما يتيح مرونة في التصميم.

3.3 صناديق الطول الموجي السائد (IF = 50 مللي أمبير)

أربعة صناديق: F2 (627.5-630 نانومتر)، G1 (630-632.5 نانومتر)، G2 (632.5-635 نانومتر)، H1 (635-637.5 نانومتر). يضمن التحكم الدقيق في الطول الموجي مظهرًا لونيًا موحدًا في مصفوفات LED المتعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات العديد من المنحنيات النموذجية عند Ts = 25 درجة مئوية (ما لم يُذكر خلاف ذلك) لتوجيه التصميم:

• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-7):يظهر المنحنى علاقة غير خطية نموذجية لمصابيح LED. عند 1.8 فولط، يكون التيار قريبًا من الصفر؛ عند 2.2 فولط، يصل التيار إلى حوالي 50 مللي أمبير؛ عند 2.4 فولط، يتجاوز التيار 70 مللي أمبير. يجب على المصممين استخدام مقاومات تحد من التيار أو مشغلات تيار ثابت.
• التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-8):تزداد الشدة النسبية تقريبًا خطيًا مع التيار الأمامي من 0 إلى 70 مللي أمبير، لتصل إلى حوالي 120٪ عند 70 مللي أمبير مقارنة بالمرجع 50 مللي أمبير. يسمح ذلك بالتعتيم عبر PWM.
• درجة حرارة اللحام مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-9):مع ارتفاع درجة حرارة نقطة اللحام (Ts) من 20 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية، ينخفض التدفق الضوئي النسبي إلى حوالي 80٪ عند 120 درجة مئوية. الإدارة الحرارية أمر بالغ الأهمية للحفاظ على خرج الضوء.
• درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-10):يجب تخفيض التيار الأمامي الأقصى المسموح به مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. عند Ts = 100 درجة مئوية، يكون التيار الأقصى الموصى به حوالي 40 مللي أمبير (مقابل 70 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية).
• الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة اللحام (الشكل 1-11):ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة الحرارة بمعدل حوالي -2 مللي فولط/درجة مئوية، مما يساعد على منع الانفلات الحراري في تصميمات الجهد الثابت ولكن يجب مراعاته في دوائر التيار الثابت.
• مخطط الإشعاع (الشكل 1-12):توزيع الشدة الزاوي هو تقريبًا لامبرتي مع زاوية نصف قطرها ±60 درجة، مما يؤكد زاوية الرؤية 120 درجة. تنخفض الشدة النسبية إلى 50٪ عند ±60 درجة.
• التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد (الشكل 1-13):مع زيادة التيار من 0 إلى 70 مللي أمبير، ينزاح الطول الموجي السائد قليلاً نحو الأطوال الموجية الأطول (انزياح أحمر) بحوالي 2 نانومتر. هذا التأثير ضئيل (<<1 نانومتر) للتيارات القريبة من حالة الاختبار.
• توزيع الطيف (الشكل 1-14):يبلغ ذروة توزيع القدرة الطيفية حوالي 630 نانومتر مع عرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) يبلغ حوالي 20 نانومتر، وهي سمة مميزة لمصابيح LED الحمراء AlGaInP.

5. معلومات ميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

يبلغ قياس LED 3.50 مم × 2.80 مم × 1.85 مم (الطول × العرض × الارتفاع). يتم الإشارة إلى علامة القطبية على المنظر العلوي. يُظهر المنظر السفلي أربعة أطراف: دبوس 1 (الأنود)، دبوس 2 (الكاثود)، وطرفان إضافيان (الدبابيس 3 و 4 غير متصلين أو قد يعملان كدعامات ميكانيكية). يتم توفير أبعاد نمط اللحام الموصى به (بصمة القدم): 2.60 مم (عرض) × 1.60 مم (ارتفاع) لكل وسادة، بعرض إجمالي 4.60 مم. جميع الأبعاد لها تفاوت ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 مواصفات الشريط الحامل والبكرة

يتم توفير LED في شريط حامل بمسافة 4.00 مم، وعرض 8.0 مم، وأبعاد الجيب 3.50 مم × 3.50 مم. تحتوي كل بكرة على 2000 قطعة. يبلغ قطر البكرة 330 مم ±1 مم، وقطر المحور 100 مم ±1 مم، وعرض 13.0 مم ±0.5 مم. تشير ملصق على البكرة إلى رقم القطعة، ورقم الدفعة، ورمز الصندوق (bin)، والكمية.

5.3 تغليف مقاوم للرطوبة

يتم تعبئة مصابيح LED في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة للحفاظ على مستوى الرطوبة قبل الفتح. ظروف التخزين: قبل الفتح، يُخزن عند درجة حرارة ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤75٪ لمدة تصل إلى عام واحد؛ بعد الفتح، يُستخدم خلال 24 ساعة عند درجة حرارة ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤60٪. إذا لم يُستخدم خلال 24 ساعة، يُخبز عند 60±5 درجة مئوية لمدة >24 ساعة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به يعتمد على معايير JEDEC. المعلمات الرئيسية: التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية خلال 60-120 ثانية؛ معدل الارتفاع ≤3 درجة مئوية/ثانية؛ الوقت فوق 217 درجة مئوية (TL) يجب ألا يتجاوز 60 ثانية؛ درجة حرارة الذروة (TP) 260 درجة مئوية مع أقصى وقت ضمن 5 درجات مئوية من الذروة 10 ثوانٍ؛ معدل التبريد ≤6 درجة مئوية/ثانية. الوقت الإجمالي من 25 درجة مئوية إلى الذروة يجب أن يكون ≤8 دقائق. يجب ألا يتم لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين دورات اللحام، فقد تتلف مصابيح LED بسبب امتصاص الرطوبة.

6.2 اللحام اليدوي والإصلاح

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام عند ≤300 درجة مئوية لمدة أقل من 3 ثوانٍ، ومرة واحدة فقط. لا يُوصى بالإصلاح بعد إعادة التدفق. إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتأكد من عدم تلف خصائص LED.

6.3 احتياطات المناولة

مادة تغليف LED هي السيليكون، وهي ناعمة. لا تضغط بشدة على سطح العدسة أثناء الالتقاط والوضع أو المناولة. تجنب التركيب على لوحات الدوائر المطبوعة المنحنية. لا تطبق إجهادًا ميكانيكيًا أو اهتزازًا أثناء التبريد بعد اللحام. لا يُوصى بالتبريد السريع. يجب ألا يتجاوز محتوى الكبريت في المواد الملامسة 100 جزء في المليون؛ البروم والكلور كل على حدة<≤900 جزء في المليون، الإجمالي<≤1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) من مواد التثبيت أن تغير لون السيليكون؛ استخدم مواد لاصقة متوافقة.

7. معلومات التعبئة والطلب

التعبئة القياسية: 2000 LED لكل بكرة. توضع البكرة في كيس حاجز للرطوبة مع ملصق، ثم تُعبأ في صندوق من الورق المقوى. يتضمن الملصق رقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز الصندوق (الفيض الضوئي، اللونية، الجهد الأمامي، الطول الموجي)، الكمية، والتاريخ. للطلب، يُستخدم رقم القطعة الكامل RF-RSRA30TS-CD-G. قد تتوفر اختيارات صناديق مخصصة عند الطلب.

8. توصيات التطبيق

مصباح LED الأحمر هذا مناسب بشكل مثالي لإضاءة السيارات الداخلية والخارجية. في التطبيقات الداخلية (مثل مؤشرات لوحة العدادات، الإضاءة المحيطة)، تضمن زاوية الرؤية الواسعة إضاءة موحدة. في التطبيقات الخارجية (مثل أضواء الفرامل، إشارات الانعطاف)، توفر شدة الإضاءة العالية (حتى 2800 مللي شمعة) السطوع اللازم. يجب على المصممين تضمين إدارة حرارية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 120 درجة مئوية. استخدم مشغلات تيار ثابت مع مقاومات تحد من التيار مناسبة. للتشغيل النبضي (مثل تعتيم PWM)، يمكن أن يصل التيار الأمامي الذروة إلى 100 مللي أمبير عند دورات عمل منخفضة. تأكد من حماية ESD أثناء التجميع والمناولة.

9. مقارنة تقنية

مقارنة بمصابيح LED الحمراء القياسية المغلفة بالإيبوكسي، يوفر هذا الجهاز PLCC4 زاوية رؤية أوسع (120 درجة مقابل 90 درجة نموذجية) وموثوقية أعلى لبيئات السيارات. يؤهله اعتماد AEC-Q101 ويميزه عن مصابيح LED من الدرجة التجارية، مما يضمن الأداء تحت الدورات الحرارية ودرجات الحرارة العالية والرطوبة. يوفر التغليف بالسيليكون مقاومة أفضل للإجهاد الحراري وتدهور الأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالإيبوكسي. يضمن التجميع المحكم (خطوات 0.1 فولط لـ VF، خطوات 300-500 مللي شمعة لـ IV، خطوات 2.5 نانومتر للطول الموجي) اتساقًا فائقًا في اللون والسطوع عبر دفعات الإنتاج.

10. الأسئلة المتكررة

س: ما هو التيار الأمامي الموصى به لمصباح LED هذا؟
ج: تيار الاختبار هو 50 مللي أمبير، لكن الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر هو 70 مللي أمبير. لعمر ممتد، يوصى بـ 50 مللي أمبير. للتشغيل النبضي، يُسمح بما يصل إلى 100 مللي أمبير عند دورة عمل 10٪ (نبضة 10 مللي ثانية).

س: هل يمكن استخدام هذا LED في تطبيقات السيارات الخارجية؟
ج: نعم. إنه مؤهل وفقًا لـ AEC-Q101 للاستخدام في السيارات، مع نطاق درجة حرارة تشغيل من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، مناسب للإضاءة الخارجية.

س: هل أحتاج إلى خبز مصابيح LED قبل الاستخدام؟
ج: فقط إذا تم فتح كيس حاجز الرطوبة لأكثر من 24 ساعة، أو إذا أظهر مؤشر الرطوبة رطوبة زائدة. يوصى بالخبز عند 60 ± 5 درجة مئوية لمدة >24 ساعة.

س: كيف يمكنني اختيار الصندوق المناسب لتطبيقي؟
ج: استخدم جداول التجميع. للحصول على لون أحمر ثابت، اختر صندوق طول موجي واحد (مثل G1 630-632.5 نانومتر). للسطوع، حدد M2 أو أعلى. طابق صندوق الجهد مع خرج المشغل الخاص بك.

11. دراسة حالة تصميم: الإضاءة المحيطة الداخلية للسيارة

ضع في اعتبارك تصميمًا لشريط إضاءة محيطة للكونسول الوسطي للسيارة باستخدام 10 مصابيح LED. يتم تشغيل كل LED بتيار 50 مللي أمبير (نموذجي). مع جهد أمامي 2.2 فولط، سيكون الجهد الأمامي الإجمالي للشريط (إذا تم توصيله على التوالي) 22 فولط، مما يتطلب محول رفع من بطارية 12 فولط. بدلاً من ذلك، باستخدام 5 سلاسل متوازية من LED لكل منها، جهد كل سلسلة ~4.4 فولط، مع مقاومات تحد من التيار. التحليل الحراري: إجمالي تبديد الطاقة = 10 * 50 مللي أمبير * 2.2 فولط = 1.1 واط. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة 85 درجة مئوية، ارتفاع درجة حرارة الوصلة = الطاقة * المقاومة الحرارية (150 درجة مئوية/واط) لكل LED = 0.11 واط * 150 درجة مئوية/واط = 16.5 درجة مئوية، درجة حرارة الوصلة = 101.5 درجة مئوية (<<120 درجة مئوية). تأكد من وجود مساحة نحاسية على PCB لانتشار الحرارة. تضمن زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة توزيعًا موحدًا للضوء بدون بصريات ثانوية.

12. مبدأ التشغيل

يستخدم مصباح LED الأحمر هذا بنية AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم والغاليوم والإنديوم) متعددة الآبار الكمومية (MQW) المزروعة على ركيزة (عادةً GaAs أو ركيزة شفافة). تصدر الطبقة النشطة الضوء عن طريق إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب عند التحيز الأمامي. يتم تحديد الطول الموجي بواسطة فجوة النطاق لمادة AlGaInP، والتي يتم ضبطها بواسطة تركيبة الألومنيوم والإنديوم. توفر عبوة PLCC4 تجويفًا عاكسًا لتعزيز استخراج الضوء، وتشكل عدسة السيليكون نمط الإشعاع إلى زاوية الرؤية المحددة 120 درجة.

13. اتجاهات التطوير

تستمر تقنية LED للسيارات في التقدم نحو كفاءة إضاءة أعلى (لومن/واط) وإدارة حرارية أفضل. بالنسبة لمصابيح LED الحمراء، أدت التحسينات في تقنية الفوقية AlGaInP إلى زيادة الكفاءة، وتتيح تصاميم التعبئة الجديدة (مثل الحزم على مستوى الرقاقة) عوامل شكل أصغر. يتطلب الاتجاه نحو الإضاءة المتكيفة ومصابيح LED الأمامية المصفوفية تجميعًا أكثر إحكامًا وموثوقية أعلى. بالإضافة إلى ذلك، يظهر اعتماد AEC-Q102 (الأكثر صرامة من Q101). يضع امتثال هذا LED لـ AEC-Q101 في موضع جيد للتصميمات الحالية للسيارات، وقد تتضمن الإصدارات المستقبلية حماية ESD مدمجة وقدرات تيار أعلى.