مصباح LED أحمر 2.7×2.0×0.6 مم - جهد أمامي 2.0-2.6 فولت - قدرة 1.1 واط - طول موجي سائد 612.5-625 نانومتر - ورقة بيانات فنية

1. نظرة عامة على المنتج

المصباح RF-A4E27-R15H-S1 هو مصباح LED أحمر عالي الأداء يعتمد على تقنية أشباه الموصلات ألومنيوم جاليوم إنديوم فوسفيد (AlGaInP). وهو مغلف في حزمة EMC (مركب قولبة إيبوكسي) مدمجة بأبعاد 2.7 مم × 2.0 مم × 0.6 مم. يوفر الجهاز نطاق طول موجي سائد من 612.5 نانومتر إلى 625 نانومتر، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات الإشارات الحمراء والإضاءة الداخلية/الخارجية للسيارات. بزاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120° ومستوى حساسية رطوبة 2، تم تصميم المصباح لتجميع التركيب السطحي الموثوق وعمليات اللحام بإعادة التدفق. وهو متوافق تمامًا مع متطلبات RoHS وتتبع خطة اختبار التأهيل معيار AEC-Q102 لأشباه الموصلات المنفصلة من الدرجة automotive.

1.1 الميزات الرئيسية

• حزمة EMC لأداء ميكانيكي وحراري قوي
• زاوية رؤية واسعة 120° لتوزيع ضوء متجانس
• مناسبة لجميع عمليات التجميع SMT ودورات اللحام المتعددة بإعادة التدفق
• متوفرة في عبوات شريط وبكرة (4000 قطعة لكل بكرة)
• مستوى حساسية الرطوبة: 2 (MSL2)
• متوافقة مع RoHS ومعتمدة من AEC-Q102

1.2 التطبيقات المستهدفة

إضاءة السيارات - تطبيقات داخلية (محاطة، مؤشر) وخارجية (خلفية، توقف، إشارة انعطاف). زاوية الرؤية الواسعة والموثوقية العالية تجعلها مثالية للاستخدام في بيئات المركبات القاسية.

2. تحليل عميق للمعايير الفنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية (عند Ts=25°C، IF=350mA)

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

ملاحظة:تفاوت قياس الجهد الأمامي هو ±0.1 فولت، تفاوت إحداثيات اللون ±0.005، وتفاوت التدفق الضوئي ±10%. يتم إجراء جميع القياسات تحت البيئة المعيارية للشركة المصنعة. يجب أن يأخذ الحد الأقصى لتيار التشغيل في الاعتبار التبديد الحراري الفعلي للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 150°م. عند وضع النبض عند 25°م، تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي 47%.

2.3 الخصائص الحرارية

يتم تقديم قيم المقاومة الحرارية في شكلين: حقيقية (Rth JS حقيقية) وكهربائية (Rth JS كهربائية). تبلغ المقاومة الحرارية الحقيقية عادة 12°C/W وتمثل المسار الحراري الفعلي من الوصلة إلى نقطة اللحام. تبلغ المقاومة الحرارية الكهربائية عادة 6°C/W، وتُقاس بتيار اختبار قدره 350 مللي أمبير عند درجة حرارة محيطة ثابتة تبلغ 25°م. الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية للحفاظ على الأداء ومنع التدهور المبكر.

3. نظام التصنيف الحزمي

عند IF=350 مللي أمبير، يتم فرز المصابيح إلى حزم حسب الجهد الأمامي والتدفق الضوئي والطول الموجي السائد لضمان الاتساق في التطبيق.

3.1 حزم الجهد الأمامي

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

3.2 حزم التدفق الضوئي

• PA: 55.3 – 61.2 لومن
• PB: 61.2 – 67.8 لومن
• QA: 67.8 – 75.3 لومن
• QB: 75.3 – 83.7 لومن
• RA: 83.7 – 93.2 لومن

3.3 حزم الطول الموجي السائد

• C2: 612.5 – 615 نانومتر
• D1: 615 – 617.5 نانومتر
• D2: 617.5 – 620 نانومتر
• E1: 620 – 622.5 نانومتر
• E2: 622.5 – 625 نانومتر

تتيح الحزم للعملاء اختيار نافذة الجهد أو التدفق أو الطول الموجي الدقيقة المطلوبة لتصميمهم المحدد. يتم وضع رمز الحزمة على ملصق العبوة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات العديد من المنحنيات النموذجية التي تساعد المهندسين على فهم سلوك المصباح في ظل ظروف مختلفة.

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-6)

يزيد الجهد الأمامي خطيًا مع التيار. عند حوالي 350 مللي أمبير، يكون الجهد حوالي 2.3 فولت. هذا المنحنى ضروري لتصميم دوائر تنظيم التيار.

4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-7)

يزيد خرج الضوء مع التيار ولكن ليس خطيًا تمامًا. عند 350 مللي أمبير، يتم تطبيع التدفق الضوئي النسبي إلى 100%. عند التيارات المنخفضة، تكون الكفاءة أعلى.

4.3 درجة حرارة الوصلة مقابل التدفق الضوئي النسبي (الشكل 1-8)

عندما ترتفع درجة حرارة الوصلة، ينخفض خرج الضوء. عند 125°م، يكون التدفق حوالي 80% من القيمة عند 25°م. التصميم الحراري الجيد ضروري لتقليل فقدان التدفق عند درجات الحرارة العالية.

4.4 درجة حرارة نقطة اللحام مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-9)

ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة حرارة نقطة اللحام. على سبيل المثال، عند درجة حرارة لحام 120°م، يكون الحد الأقصى للتيار حوالي 200 مللي أمبير.

4.5 انزياح الجهد مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 1-10)

الجهد الأمامي له معامل درجة حرارة سلبي. لكل ارتفاع بمقدار 100°م، ينخفض الجهد بحوالي 0.2 فولت. يجب مراعاة ذلك في مشغلات التيار الثابت لتجنب انحراف التيار.

4.6 مخطط الإشعاع (الشكل 1-11)

نمط الإشعاع واسع جدًا (120° عرض كامل عند نصف الحد الأقصى) وقريب من لامبرتي، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة.

4.7 انزياح الطول الموجي السائد مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 1-12)

ينزاح الطول الموجي السائد قليلاً إلى أطوال موجية أطول (انزياح أحمر) مع زيادة درجة الحرارة، بمعدل يقارب 0.05 نانومتر/°م.

4.8 توزيع الطيف (الشكل 1-13)

الانبعاث الطيفي متمركز حول 620 نانومتر بعرض كامل عند نصف الحد الأقصى يبلغ حوالي 20 نانومتر. الطول الموجي الذروة قريب من الطول الموجي السائد، مما يضمن لونًا أحمر مشبعًا.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد الحزمة

المصباح له شكل مضغوط: 2.70 مم × 2.00 مم × 0.60 مم. يظهر المنظر العلوي منطقة باعثة للضوء مستطيلة مع علامة كاثود (C) في الأسفل. تشير المناظر الجانبية والسفلية التفصيلية إلى القطبية: وسادات الأنود (A) والكاثود (C). يتضمن نمط اللحام الموصى به وسادات حرارية لتبديد الحرارة.

5.2 القطبية وتخطيط وسادة اللحام

من المنظر السفلي (الشكل 1-3)، تكون وسادة الكاثود أكبر (1.30 مم × 0.60 مم) ووسادة الأنود أصغر (1.20 مم × 0.45 مم). يظهر نمط اللحام (الشكل 1-5) مناطق النحاس الموصى بها: 1.40 مم × 1.30 مم للكاثود و 1.20 مم × 1.30 مم للأنود، مع فجوة 0.50 مم. جميع الأبعاد لها تفاوت ±0.2 مم ما لم يحدد خلاف ذلك.

5.3 التعبئة والتوسيم

يتم توريد المصابيح في عبوات شريط وبكرة تحتوي على 4000 قطعة لكل بكرة. أبعاد شريط الحامل هي: خطوة الجيب P0=4.0 مم، P1=4.0 مم، P2=2.0 مم، العرض W=8.0 مم. القطر الخارجي للبكرة 180 مم بقطر محور 60 مم. يتم إغلاق كل بكرة في كيس مقاوم للرطوبة مع هلام السيليكا المجفف وبطاقة مؤشر الرطوبة. يشمل الملصق رقم القطعة ورقم الدفعة ورموز الحزم والكمية والتاريخ.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

ملف تعريف اللحام الموصى به (خالي من الرصاص، يعتمد على معيار JEDEC):

• معدل الارتفاع: 3°م/ثانية كحد أقصى
• التسخين المسبق: 150°م إلى 200°م، 60–120 ثانية
• الوقت فوق 217°م (TL): 60 ثانية كحد أقصى
• درجة الحرارة القصوى (TP): 260°م، بحد أقصى 10 ثوانٍ عند TP
• الوقت ضمن 5°م من TP: 30 ثانية كحد أقصى
• معدل التبريد: 6°م/ثانية كحد أقصى
• الوقت الإجمالي من 25°م إلى الذروة: 8 دقائق كحد أقصى

يمكن للمصباح تحمل ما يصل إلى دورتين من إعادة التدفق. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورات، يلزم الخبز لإزالة الرطوبة الممتصة (60±5°م لمدة >24 ساعة). لا تضغط على سطح السيليكون أثناء التسخين.

6.2 احتياطات التعامل

• التحكم في الكبريت والهالوجين:يجب أن تحتوي البيئة والمواد الملامسة على أقل من 100 جزء في المليون من الكبريت، وأقل من 900 جزء في المليون من البروم والكلور لكل منهما، وأقل من 1500 جزء في المليون من مجموع البروم + الكلور. يمنع هذا الهجوم الكيميائي على حزمة المصباح.
• انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة:يمكن للمركبات العضوية المتطايرة من مواد التركيبات اختراق غلاف السيليكون والتسبب في تغير اللون تحت الضوء والحرارة. استخدم فقط المواد اللاصقة ومواد التغليف المتوافقة التي لا تنبعث منها غازات.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي:المصباح حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD HBM 2 كيلو فولت). استخدم محطات عمل مؤرضة وتغليف مضاد للكهرباء الساكنة.
• التنظيف:استخدم كحول الأيزوبروبيل للتنظيف إذا لزم الأمر. لا يوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف المصباح.
• التخزين:يمكن تخزين الأكياس غير المفتوحة عند ≤30°م / ≤75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى سنة واحدة. بعد الفتح، استخدم خلال 24 ساعة عند ≤30°م / ≤60% رطوبة نسبية. إذا تغير لون المجفف أو تجاوز وقت التخزين، قم بالخبز عند 60±5°م لمدة 24 ساعة على الأقل قبل الاستخدام.

6.3 التصميم الحراري

نظرًا لأن خرج الضوء واستقرار اللون للمصباح يعتمدان على درجة حرارة الوصلة، فإن التبريد المناسب أمر ضروري. الحد الأقصى المطلق لدرجة حرارة الوصلة هو 150°م. استخدم مساحات نحاسية كافية في PCB، وفتحات حرارية، وتبريد قسري إذا لزم الأمر للحفاظ على TJ أقل من الحد الأقصى في بيئة التشغيل المقصودة.

7. الموثوقية والاختبار

خضع المنتج لاختبارات موثوقية صارمة وفقًا لإرشادات AEC-Q102. تشمل الاختبارات الرئيسية:

• لحام إعادة التدفق (260°م، 10 ثوانٍ، مرتين) – فشل 0/1
• التهيئة المسبقة MSL2 (85°م / 60% رطوبة نسبية، 168 ساعة) – 0/1
• الصدمة الحرارية (-40°م إلى 125°م، 1000 دورة) – 0/1
• اختبار العمر (Ta=105°م، IF=350 مللي أمبير، 1000 ساعة) – 0/1
• اختبار العمر في درجة حرارة عالية / رطوبة عالية (85°م / 85% رطوبة نسبية، IF=350 مللي أمبير، 1000 ساعة) – 0/1

معايير الحكم: يجب ألا يتجاوز الجهد الأمامي 1.1× USL، والتيار العكسي يجب ألا يتجاوز 2× USL، ويجب ألا ينخفض التدفق الضوئي عن 0.7× LSL. تؤكد هذه الاختبارات متانة المصباح لتطبيقات السيارات.

8. أمثلة تطبيقية واعتبارات التصميم

إضاءة السيارات الداخلية:تسمح زاوية الرؤية الواسعة بإضاءة موحدة للوحة القيادة أو شرائط الإضاءة المحيطة. لتطبيقات إشارات الانعطاف، يمكن للسطوع العالي (حتى 93 لومن) عند 350 مللي أمبير تلبية متطلبات SAE عند تمكين البصريات بشكل مناسب.

تقليل التيار:الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي هو 420 مللي أمبير، لكن التشغيل المستمر عند هذا المستوى يتطلب إدارة حرارية ممتازة. في العديد من تصميمات السيارات، يتم تشغيل المصباح عند 200–350 مللي أمبير مع تقليل يعتمد على درجة الحرارة المحيطة. المقاوم المتسلسل أو مشغل التيار الثابت ضروري لمنع الانفلات الحراري.

سلاسل متعددة من المصابيح:عند تشغيل مصابيح متعددة على التوالي، يساعد تصنيف الجهد الأمامي (مثل D0) في مطابقة الفولتية لتقليل تبديد الطاقة في منظم التيار. بالنسبة للسلاسل المتوازية، تأكد من أن كل سلسلة لها عنصر تحديد تيار خاص بها لتجنب عدم توازن التيار.

9. مبدأ التكنولوجيا

يستخدم المصباح مادة AlGaInP (ألومنيوم جاليوم إنديوم فوسفيد) كمادة نشطة. هذا المركب شبه الموصل الرباعي متطابق شبكيًا مع ركيزة GaAs، مما يتيح كفاءة كمومية داخلية عالية للأطوال الموجية الحمراء والعنبرية. توفر حزمة EMC مسارًا حراريًا منخفض المقاومة ومقاومة للاصفرار مقارنة بمواد PPA التقليدية. الجهد الأمامي من 2.0–2.6 فولت نموذجي لمصابيح LED الحمراء من AlGaInP. يتم تحديد الطول الموجي السائد من خلال محتوى الإنديوم في الآبار الكمومية؛ كلما كانت فجوة الحزمة أضيق، كان الطول الموجي أطول.

10. اتجاهات الصناعة والتوقعات المستقبلية

تستمر مصابيح LED الحمراء في اكتساب الأهمية في إضاءة السيارات بسبب كفاءتها وعمرها الطويل. يسمح الاتجاه نحو التصغير (حزم أصغر مثل 2.7×2.0 مم) بمرونة تصميم أكبر. أصبح تأهيل AEC-Q102 مطلبًا إلزاميًا لموردي السيارات من الدرجة الأولى. مع ظهور أنظمة مساعدة السائق المتقدمة والقيادة الذاتية، يجب أن تلبي مصابيح الإشارة الحمراء معايير موثوقية وأداء أكثر صرامة. المصباح RF-A4E27-R15H-S1 في وضع جيد لخدمة هذه الاحتياجات الناشئة.

11. الأسئلة المتكررة

س1: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح بتيار ذروة 700 مللي أمبير بشكل مستمر؟
لا. يُسمح بتيار الذروة 700 مللي أمبير فقط عند دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 10 مللي ثانية. يجب ألا يتجاوز التشغيل المستمر 420 مللي أمبير.

س2: ما هو العمر الافتراضي النموذجي في ظروف السيارات؟
المصباح مؤهل لاختبارات عمر 1000 ساعة، لكن العمر الفعلي في الميدان يعتمد على الظروف الحرارية. مع الإدارة الحرارية المناسبة، يمكن للمصباح أن يدوم أكثر من 50,000 ساعة.

س3: هل يمكن تنظيف المصباح بالأسيتون أو المذيبات الأخرى؟
يوصى فقط بكحول الأيزوبروبيل. قد تهاجم المذيبات الأخرى غلاف السيليكون. اختبر التوافق قبل استخدام أي عامل تنظيف.

س4: لماذا يكون السطوع عند الحرارة أقل منه عند 25°م؟
تنخفض كفاءة المصباح مع درجة الحرارة بسبب زيادة إعادة التركيب غير الإشعاعي. حافظ على درجة حرارة الوصلة عند أدنى مستوى ممكن.

12. معلومات الطلب

كمية التعبئة القياسية هي 4000 قطعة لكل بكرة. قطر البكرة 180 مم ومختومة في كيس مقاوم للرطوبة. لمتطلبات التصنيف الحزمي المخصص (نطاق جهد أمامي أو تدفق أو طول موجي محدد)، اتصل بالموزع أو الشركة المصنعة. رقم القطعة هو RF-A4E27-R15H-S1، ورمز الحزمة مطبوع على الملصق. قم دائمًا بالتخزين وفقًا لإرشادات MSL2.