مواصفات LED أحمر 3.0x3.0x2.1 مم - 2.2 فولت - 1.1 واط - 620 نانومتر

1. نظرة عامة على المنتج

إن مصباح RF-E30AG-OUH-FS هو مصباح LED أحمر عالي القدرة يستخدم حزمة EMC (مركب قولبة الإيبوكسي) التي توفر موثوقية ممتازة وأداء حراريًا فائقًا. بفضل أبعاده المدمجة 3.00 مم × 3.00 مم وارتفاعه المنخفض 2.10 مم، صُمم هذا الجهاز لمجموعة واسعة من التطبيقات تشمل مراقبة الأمان، وأجهزة الاستشعار، وإضاءة المناظر الطبيعية، والمؤشرات البصرية العامة. يتوافق مصباح LED مع معيار RoHS وهو مصنف عند مستوى حساسية الرطوبة 3 (MSL 3)، مما يجعله مناسبًا لعمليات اللحام بإعادة التدفق الخالية من الرصاص.

2. التفاصيل الميكانيكية وأبعاد الحزمة

2.1 مخطط الحزمة

يتم تثبيت مصباح LED في حزمة مثبتة على السطح بأبعاد 3.00 مم × 3.00 مم × 2.10 مم (الطول × العرض × الارتفاع). يُظهر المنظر العلوي عدسة شفافة مع علامات قطبية: الوسادة ① هي الأنود والوسادة ② هي الكاثود. يُظهر المنظر الجانبي ارتفاعًا إجماليًا يبلغ 2.10 مم. يكشف المنظر السفلي عن تخطيط وسادات اللحام بالأبعاد التالية: وسادة الأنود بحجم 2.26 مم × 0.69 مم ووسادة الكاثود بحجم 1.45 مم × 0.50 مم، مع تباعد 0.46 مم بين الوسادتين. يتم توفير نمط لحام موصى به لضمان تبديد الحرارة المناسب والثبات الميكانيكي. جميع الأبعاد لها تفاوت ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

3. الخصائص الكهربائية والبصرية

3.1 الجهد الأمامي والتيار

عند ظروف اختبار تيار أمامي 500 مللي أمبير ودرجة حرارة لحام 25 درجة مئوية، يكون الجهد الأمامي (VF) نموذجيًا بقيمة 2.2 فولت، مع حد أدنى 1.8 فولت وحد أقصى غير محدد (مفتوح). يمكن للجهاز التعامل مع تيار أمامي أقصى قدره 500 مللي أمبير وقدرة تبديد تصل إلى 1.1 واط. الجهد العكسي مقدر بحد أقصى 5 فولت، والتيار العكسي (IR) عند جهد عكسي 5 فولت هو 10 ميكروأمبير كحد أقصى.

3.2 الأداء البصري

الطول الموجي السائد (λD) هو 620 نانومتر (أحمر) بقيمة نموذجية وعرض نطاق (Δλ) يبلغ 30 نانومتر. التدفق الضوئي (Φ) عند 500 مللي أمبير هو 45 لومن نموذجي. زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 90 درجة، مما يوفر شعاعًا واسعًا مناسبًا لتطبيقات المؤشرات والإضاءة. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي 14 درجة مئوية/واط، مما يضمن نقلًا حراريًا فعالًا.

3.3 القيم القصوى المطلقة

القيم القصوى المطلقة كما يلي: قدرة التبديد 1.1 واط، التيار الأمامي 500 مللي أمبير (مع اعتبارات تقليل التصنيف)، الجهد العكسي 5 فولت، التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) 2000 فولت، نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، نطاق درجة حرارة التخزين من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، ودرجة حرارة الوصلة 115 درجة مئوية. لاحظ أنه في التشغيل النبضي (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)، قد تكون التيارات الأعلى مسموحة ولكن يجب ألا تتجاوز حد درجة حرارة الوصلة.

4. منحنيات الخصائص البصرية النموذجية

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يُظهر منحنى IV النموذجي علاقة غير خطية. عند التيارات المنخفضة (<100 مللي أمبير)، يرتفع الجهد الأمامي بشكل حاد، بينما فوق 200 مللي أمبير ينخفض الميل، مما يشير إلى المقاومة الأومية للرقاقة والحزمة. عند 500 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 2.2 فولت.

4.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

يزداد الإخراج الضوئي النسبي بشكل خطي تقريبًا مع التيار الأمامي حتى 500 مللي أمبير. لا يوجد تأثير تشبع مرئي ضمن نطاق المواصفات، مما يشير إلى أنه يمكن تشغيل مصباح LED بكفاءة عند تياره المقدر.

4.3 درجة الحرارة مقابل الشدة النسبية

ينخفض الإخراج الضوئي مع زيادة درجة حرارة نقطة اللحام. عند 85 درجة مئوية، تنخفض الشدة النسبية إلى حوالي 75% من قيمتها عند 25 درجة مئوية. يجب مراعاة هذا التخفيض الحراري في تصميم النظام.

4.4 توزيع الطيف

يظهر توزيع القدرة الطيفية ذروة عند حوالي 620 نانومتر بعرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) يبلغ 30 نانومتر. اللون أحمر نقي، مناسب للإشارات والإضاءة الزخرفية.

4.5 مخطط الإشعاع

نمط الإشعاع شبيه بـ Lambertian، حيث تنخفض الشدة إلى 50% عند ±45 درجة من المحور البصري. يوفر هذا شعاع إضاءة واسع وموحد.

4.6 درجة حرارة نقطة اللحام مقابل التيار الأمامي

ينخفض الحد الأقصى للتيار الأمامي المسموح به مع ارتفاع درجة حرارة نقطة اللحام. عند 85 درجة مئوية، يتم تقليل التيار الموصى به إلى حوالي 350 مللي أمبير للحفاظ على الوصلة تحت أقصى تصنيف لها.

5. عناصر اختبار الموثوقية والشروط

تم تأهيل مصباح LED من خلال سلسلة من اختبارات الموثوقية بناءً على معايير JEDEC. تشمل الاختبارات الرئيسية:

• لحام إعادة التدفق: 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ، 3 دورات، 0 فشل من 10 عينات.
• دورة درجة الحرارة: من -40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، 300 دورة، 0 فشل.
• الصدمة الحرارية: من -40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، 100 دورة، 0 فشل.
• التخزين في درجة حرارة عالية: 100 درجة مئوية لمدة 1000 ساعة، 0 فشل.
• التخزين في درجة حرارة منخفضة: -40 درجة مئوية لمدة 1000 ساعة، 0 فشل.
• اختبار العمر: 25 درجة مئوية، تيار أمامي 500 مللي أمبير لمدة 1000 ساعة، 0 فشل.

معايير الفشل: زيادة الجهد الأمامي >1.1 × الحد الأعلى للمواصفات، التيار العكسي >2 × الحد الأعلى للمواصفات، أو التدفق الضوئي<0.7 × الحد الأدنى للمواصفات.

6. معلومات التعبئة والتغليف

يتم تعبئة مصابيح LED في شكل شريط وبكرة بمعدل 3000 قطعة لكل بكرة. يحتوي شريط الناقل على تصميم جيب محدد مع علامة قطبية. أبعاد البكرة: قطر الحافة 330.2±2 مم، قطر المحور 79.5±1 مم، العرض 14.3±0.2 مم، السمك 12.7±0.3 مم. يتم إغلاق كل بكرة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر الرطوبة. أبعاد صندوق الكرتون الخارجي موضحة في المواصفات (غير مدرجة صراحة في PDF ولكنها نموذجية لبكرات 330 مم). تشمل الملصق رقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز التصنيف، التدفق الضوئي، الطول الموجي السائد، الجهد الأمامي، الكمية، ورمز التاريخ.

7. إرشادات اللحام والتجميع

7.1 ملف لحام إعادة التدفق SMT

مصباح LED متوافق مع لحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص. يحتوي الملف الموصى به على المعلمات التالية:

• متوسط معدل الارتفاع: 3 درجة مئوية/ثانية كحد أقصى (من Tsmax إلى Tp)
• التسخين المسبق: من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية
• الوقت فوق 217 درجة مئوية: 60 ثانية كحد أقصى
• درجة الحرارة القصوى: 260 درجة مئوية، الوقت ضمن 5 درجات مئوية من الذروة: 30 ثانية كحد أقصى، وقت الذروة المطلق (tp): 10 ثوانٍ كحد أقصى
• معدل التبريد: 6 درجة مئوية/ثانية كحد أقصى
• الوقت من 25 درجة مئوية إلى الذروة: 8 دقائق كحد أقصى

يجب ألا يتجاوز لحام إعادة التدفق مرتين. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين المسار الأول والثاني، فقد تمتص مصابيح LED الرطوبة وتتلف. يُسمح باللحام اليدوي باستخدام طرف مكواة لحام بدرجة حرارة أقل من 300 درجة مئوية لمدة أقل من 3 ثوانٍ، مرة واحدة فقط. لا يُشجع الإصلاح؛ إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق مسبقًا من العملية.

7.2 احتياطات التعامل

• غلاف مصباح LED مصنوع من السيليكون، وهو ناعم. تجنب الضغط على سطح العدسة أثناء الالتقاط والتركيب. استخدم فوهات مناسبة بقوة مناسبة.
• لا تقم بتركيب مصابيح LED على لوحات دوائر مطبوعة منحنية ولا تقم بثني اللوحة بعد اللحام.
• تجنب الإجهاد الميكانيكي أو الاهتزاز أثناء التبريد بعد اللحام.
• يجب أن تحتوي بيئة التشغيل والمواد الملامسة على مركبات كبريت أقل من 100 جزء في المليون، ومحتوى بروم أقل من 900 جزء في المليون، ومحتوى كلور أقل من 900 جزء في المليون، وإجمالي البروم+الكلور أقل من 1500 جزء في المليون.
• يمكن للمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) من مواد التركيبات أن تخترق السيليكون وتسبب تغير اللون. اختبر جميع المواد للتوافق قبل الاستخدام.
• استخدم حماية مناسبة من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)؛ مصباح LED مصنف لـ 2000 فولت HBM ولكن لا تزال الاحتياطات ضرورية.
• ظروف التخزين: قبل فتح كيس الألومنيوم، خزن عند ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤75% لمدة تصل إلى عام واحد. بعد الفتح، استخدم خلال 168 ساعة عند ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤60%. إذا تم تجاوز ذلك، قم بالتجفيف عند 60±5 درجة مئوية لمدة ≥24 ساعة.
• التنظيف: يُوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل. يجب التحقق من أن المذيبات الأخرى لا تتلف الحزمة. لا يُوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية.

8. اعتبارات التطبيق

صُمم مصباح LED هذا للمؤشرات البصرية وإضاءة المناظر الطبيعية والإضاءة العامة. عند تصميم دائرة القيادة، قم دائمًا بتضمين مقاومة محددة للتيار لمنع التيار الزائد بسبب تغيرات الجهد. التصميم الحراري مهم: يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 115 درجة مئوية. تأكد من وجود مبدد حرارة كافٍ، خاصة عند التشغيل بتيارات عالية. تجعل زاوية الرؤية الواسعة (90 درجة) والتدفق الضوئي العالي (45 لومن عند 500 مللي أمبير) هذا المصباح مناسبًا للإضاءة المساحية والإضاءة الخلفية. اللون الأحمر 620 نانومتر مثالي لأضواء التحذير وإشارات المرور والتطبيقات الزخرفية. في التشغيل النبضي، يجب التحكم بعناية في دورة العمل والتيار الذروي لتجنب تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى.

9. مبدأ التشغيل

يعتمد مصباح LED على وصلة p-n شبه موصلة مصنوعة من نظام مواد AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم والغاليوم والإنديوم)، وهو نموذجي للأطوال الموجية الحمراء. عند التحيز الأمامي، تتحد الإلكترونات مع الثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق طاقة على شكل فوتونات بطول موجي يتوافق مع فجوة الحزمة للمادة. توفر حزمة EMC تغليفًا قويًا ومنخفض الإجهاد يحمي الرقاقة ويسمح باستخراج الضوء بكفاءة من خلال عدسة سيليكون شفافة.

10. اتجاهات التطوير

الاتجاه في مصابيح LED عالية القدرة هو نحو كفاءة أعلى وإدارة حرارية أفضل وأبعاد أصغر. يتماشى هذا المنتج، بحزمة EMC وشكله 3.0x3.0 مم، مع حركة الصناعة نحو أجهزة مثبتة على السطح مدمجة وموثوقة. قد تشمل التطورات المستقبلية تدفقات ضوئية أعلى واستقرارًا محسنًا للألوان. كما أن استخدام تغليف السيليكون بدلاً من الإيبوكسي هو اتجاه حالي لتحسين الموثوقية في ظل الدورات الحرارية والتعرض للأشعة فوق البنفسجية.