مواصفات تقنية لمصباح LED أحمر PLCC4 3.5x2.8x1.85mm - جهد أمامي 2.0-2.6V - تيار 70mA - طول موجي سائد 615nm

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة مواصفات تقنية شاملة لمصباح LED أحمر عالي الأداء (الطراز RF-OMRA30TS-BM-G) مصمم لتطبيقات الإضاءة الداخلية والخارجية في السيارات. يتميز المصباح بحزمة PLCC4 مضغوطة بأبعاد 3.50 مم × 2.80 مم × 1.85 مم ومبني على تقنية ركيزة AlGaInP (ألومنيوم-جاليوم-إنديوم-فوسفايد) المتقدمة. يوفر سطوعًا فائقًا وزاوية رؤية واسعة وأداءً حراريًا ممتازًا، مما يجعله مناسبًا للبيئات الصعبة في السيارات. يتوافق الجهاز مع توجيهات RoHS وREACH ويستوفي متطلبات التأهيل AEC-Q101 لأشباه الموصلات المنفصلة من الدرجة الأولى للسيارات.

2. تحليل عميق للمعايير التقنية

تم تحديد الخصائص الكهربائية والبصرية عند ظروف اختبار تيار أمامي 50 مللي أمبير ودرجة حرارة لحام 25 درجة مئوية. يتم إجراء جميع القياسات في ظروف مختبرية معيارية مع تفاوتات محددة كما هو مذكور.

2.1 الجهد الأمامي (VF)

يتراوح الجهد الأمامي من 2.0 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى) بقيمة نموذجية 2.2 فولت عند 50 مللي أمبير. هذا الجهد الأمامي المنخفض نسبيًا يمكّن من تحويل طاقة فعال ويقلل من تبديد الحرارة. تفاوت القياس هو ±0.1 فولت. عند تصميم الدوائر، يجب تضمين مقاومات متسلسلة لتثبيت التيار مقابل تغيرات الجهد.

2.2 شدة الإضاءة (IV)

تتراوح شدة الإضاءة من 2300 ميللي شمعة (الحد الأدنى) إلى 4300 ميللي شمعة (الحد الأقصى) بقيمة نموذجية 2900 ميللي شمعة عند 50 مللي أمبير. يتم تحقيق هذا المستوى العالي من السطوع من خلال نظام المواد AlGaInP وانبعاث أحمر خالٍ من الفوسفور المحسّن. تفاوت القياس هو ±10%. يتم تجميع الشدة في ثلاث مجموعات: N2 (2300–2800 ميللي شمعة)، O1 (2800–3500 ميللي شمعة)، وO2 (3500–4300 ميللي شمعة).

2.3 الطول الموجي السائد (Wd)

يتراوح الطول الموجي السائد من 612.5 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 620 نانومتر (الحد الأقصى) بقيمة نموذجية 615 نانومتر عند 50 مللي أمبير. هذا يتوافق مع لون أحمر عميق. يتم تجميع الطول الموجي في ثلاث مجموعات: C2 (612.5–615 نانومتر)، D1 (615–617.5 نانومتر)، وD2 (617.5–620 نانومتر). تفاوت القياس هو ±0.005 في إحداثيات الألوان.

2.4 الخصائص الحرارية

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي نموذجياً 180 درجة مئوية/واط (الحد الأقصى). درجة حرارة الوصلة القصوى هي 120 درجة مئوية. إدارة حرارية سليمة ضرورية للحفاظ على الموثوقية؛ يجب تخفيض التيار الأمامي بناءً على درجة حرارة اللحام لتجنب تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى. نطاق درجة حرارة التشغيل المحيطة هو –40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة التخزين هو نفسه. توفر الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي حتى 2000 فولت (طراز HBM).

3. وصف نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الأداء، يتم تصنيف المصباح LED إلى صناديق (bins) بناءً على الجهد الأمامي وشدة الإضاءة والطول الموجي السائد عند تيار أمامي 50 مللي أمبير.

• صناديق الجهد الأمامي:C1 (2.0–2.1 فولت)، C2 (2.1–2.2 فولت)، D1 (2.2–2.3 فولت)، D2 (2.3–2.4 فولت)، E1 (2.4–2.5 فولت)، E2 (2.5–2.6 فولت)
• صناديق شدة الإضاءة:N2 (2300–2800 ميللي شمعة)، O1 (2800–3500 ميللي شمعة)، O2 (3500–4300 ميللي شمعة)
• صناديق الطول الموجي:C2 (612.5–615 نانومتر)، D1 (615–617.5 نانومتر)، D2 (617.5–620 نانومتر)

يمكن للعملاء تحديد مجموعات الصناديق أثناء الطلب لتلبية متطلبات التطبيق الدقيقة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص البصرية النموذجية نظرة ثاقبة على سلوك المصباح LED في ظل ظروف تشغيل مختلفة.

• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-7):يزداد الجهد الأمامي بشكل معتدل مع التيار، من حوالي 1.9 فولت عند 10 مللي أمبير إلى 2.4 فولت عند 70 مللي أمبير. هذه العلاقة غير الخطية نموذجية لثنائيات أشباه الموصلات.
• التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-8):تزداد شدة الإضاءة النسبية تقريبًا خطيًا مع التيار الأمامي حتى 70 مللي أمبير، مما يشير إلى كفاءة تحويل جيدة من التيار إلى الضوء.
• درجة حرارة اللحام مقابل الشدة النسبية (الشكل 1-9):مع ارتفاع درجة حرارة اللحام من 20 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية، ينخفض التدفق الضوئي النسبي بنحو 30%، مما يبرز الحاجة إلى الإدارة الحرارية.
• درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-10):يجب تخفيض أقصى تيار أمامي مسموح به عند درجات حرارة لحام أعلى لتجنب تجاوز درجة حرارة الوصلة البالغة 120 درجة مئوية.
• الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة اللحام (الشكل 1-11):ينخفض الجهد الأمامي قليلاً مع زيادة درجة الحرارة، بمعدل تقريبي –2 مللي فولت/درجة مئوية.
• نمط الإشعاع (الشكل 1-12):زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 120 درجة، مما يوفر توزيعًا واسعًا وموحدًا للضوء مناسبًا لإضاءة المساحات.
• التيار الأمامي مقابل الطول الموجي السائد (الشكل 1-13):يتحول الطول الموجي السائد قليلاً إلى قيم أطول مع زيادة التيار، بمعدل تقريبي +0.03 نانومتر لكل مللي أمبير.
• توزيع الطيف (الشكل 1-14):تتركز الذروة الطيفية حول 615–620 نانومتر مع عرض نصف أقصى ضيق (FWHM)، وهي سمة مميزة لمصابيح LED الحمراء من نوع AlGaInP.

5. معلومات التغليف والميكانيكية

5.1 أبعاد الحزمة

المصباح LED مُغلف في حزمة PLCC4 بأبعاد إجمالية 3.50 مم (طول) × 2.80 مم (عرض) × 1.85 مم (ارتفاع). يُظهر المنظر العلوي علامة قطبية واضحة. يكشف المنظر السفلي عن أربعة أطراف: الطرف 1 (الكاثود) يتميز بزاوية مشطوفة، والأطراف 2 و3 و4 (الأنود ووصلات أخرى). جميع الأبعاد لها تفاوت ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 نمط وسادات اللحام

أبعاد نمط التلامس الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة (وسادات اللحام) موضحة: 2.60 مم × 1.60 مم لجانب الأنود و 4.60 مم × 0.80 مم لجانب الكاثود. يضمن تصميم الوسادة السليم تشكيل وصلة لحام موثوقة وتبديد الحرارة.

5.3 تحديد القطبية

يتم تحديد القطبية بواسطة شق أو شطفة على جسم الحزمة. الطرف 1 هو الكاثود (C) والأطراف 2 و3 و4 هي الأنود (A). القطبية غير الصحيحة يمكن أن تلحق الضرر بالمصباح؛ تحقق دائمًا من الاتجاه قبل اللحام.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق الموصى به يتبع معايير JEDEC. تشمل المعلمات الرئيسية: التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60–120 ثانية، الصعود إلى 217 درجة مئوية (السيولة) خلال 60 ثانية كحد أقصى، درجة حرارة الذروة 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى، والتبريد بمعدل 6 درجات مئوية/ثانية كحد أقصى. يُسمح بدورتين فقط من إعادة التدفق. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورتين، فقد تمتص مصابيح LED الرطوبة وتتطلب الخبز قبل إعادة التدفق الثانية.

6.2 اللحام اليدوي والإصلاح

بالنسبة للحام اليدوي، استخدم مكواة لحام مضبوطة على أقل من 300 درجة مئوية وأكمل العملية خلال 3 ثوانٍ. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط. لا يُوصى بالإصلاح بعد إعادة التدفق؛ إذا كان ضروريًا، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق من وظيفة المصباح LED.

6.3 احتياطات التعامل

المادة العازلة من السيليكون ناعمة ويمكن أن تتلف بسبب الضغط المفرط. استخدم فوهات التقاط ووضع مناسبة بقوة مضبوطة. تجنب ثني لوحة الدوائر المطبوعة بعد اللحام. لا تطبق إجهادًا ميكانيكيًا أو اهتزازًا أثناء التبريد. يُمنع التبريد السريع (الغمر) بعد إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والتغليف والطلب

7.1 الشريط الحامل والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل بعرض 8 مم ومسافة 4 مم بين العناصر. تحتوي كل بكرة على 2,000 وحدة. الشريط يحتوي على شريط غطاء يُنزع من الأعلى. أبعاد البكرة: القطر 330 ±1 مم، قطر المحور 100 ±1 مم، والعرض 13.0 ±0.5 مم.

7.2 التعبئة العازلة للرطوبة

يتم إغلاق البكرات بالتفريغ في كيس عازل للرطوبة (MBB) مع بطاقة مؤشر الرطوبة ومادة مجففة. مستوى الحساسية للرطوبة (MSL) هو المستوى 2 (عمر أرضي >1 سنة عند ≤30 درجة مئوية/≤75% رطوبة نسبية، لكن يُوصى باستخدامه خلال 24 ساعة بعد الفتح). إذا تضرر الكيس أو تجاوزت ظروف التخزين الحدود، فيجب الخبز عند 60 ±5 درجة مئوية لمدة >24 ساعة قبل الاستخدام.

7.3 معلومات الملصق

تحمل كل بكرة ملصقًا يحتوي على رقم القطعة ورقم المواصفات ورقم الدفعة ورمز الصندوق (بما في ذلك صناديق الجهد الأمامي وشدة الإضاءة والطول الموجي) والكمية ورمز التاريخ. يتبع تنسيق الملصق ممارسات الصناعة القياسية.

8. اقتراحات التطبيق

المصباح LED مخصص أساسًا لإضاءة السيارات - سواء الداخلية (لوحة القيادة، الإضاءة المحيطة) والخارجية (الأضواء الخلفية، إشارات الانعطاف، أضواء الفرامل). زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة مفيدة لتطبيقات الإشارات حيث يتطلب توزيع ضوء موحد. عند تصميم مصفوفات، تأكد من الإدارة الحرارية الكافية باستخدام لوحات دوائر ذات قلب معدني أو مشعات حرارية. يجب أن تتضمن تكوينات السلاسل مقاومات محددة للتيار لمنع الانفلات الحراري. الجهاز مناسب أيضًا للمؤشرات العامة والإضاءة الزخرفية حيث تتطلب سطوعًا عاليًا وموثوقية.

9. مقارنة تقنية

بالمقارنة مع مصابيح LED الحمراء التقليدية ذات الفتحات، تقدم حزمة PLCC4 هذه مزايا كبيرة: بصمة أصغر، توافق مع التجميع الآلي SMT، زاوية رؤية أوسع، ونمط ضوء أكثر اتساقًا. توفر مادة AlGaInP كفاءة إضاءة أعلى وثباتًا حراريًا أفضل من تقنيات GaAsP القديمة. بالإضافة إلى ذلك، يضمن تأهيل AEC-Q101 أداءً قويًا في ظل الظروف القاسية للسيارات (الاهتزاز، الرطوبة، التدوير الحراري).

10. الأسئلة الشائعة

س: ما هو تيار التشغيل الموصى به للحصول على أقصى عمر؟

ج: للحصول على موثوقية مثلى، قم بالتشغيل عند 50 مللي أمبير نموذجيًا. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي هو 70 مللي أمبير (تيار مستمر) أو 100 مللي أمبير ذروة (دورة تشغيل 1/10، نبضة 10 مللي ثانية). التيارات الأعلى تقلل من العمر الافتراضي بسبب ارتفاع درجة حرارة الوصلة.

س: هل يمكنني استخدام هذا المصباح LED في سلسلة مع أخرى؟

ج: نعم، ولكن تأكد من أن الجهد الأمامي الإجمالي لا يتجاوز جهد الإمداد. استخدم مقاومًا متسلسلاً للحد من التيار. بسبب تصنيف الجهد الأمامي، قد تتطلب السلاسل المتوازية مقاومات فردية لموازنة التيار.

س: كيف يجب أن أنظف المصباح LED بعد اللحام؟

ج: استخدم كحول الأيزوبروبيل. تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية، والتي يمكن أن تلحق الضرر بوصلات الأسلاك الداخلية. لا تستخدم مذيبات قد تهاجم المادة العازلة من السيليكون.

س: ما هي احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) الضرورية؟

ج: يمكن للمصباح LED تحمل 2000 فولت HBM، ولكن ما زالت حماية ESD أثناء التعامل مطلوبة. استخدم محطات عمل مؤرضة، ومؤينات هواء، وتعبئة مضادة للكهرباء الساكنة.

11. حالات تطبيق عملية

الضوء الخلفي للسيارات:مصفوفة من 10–20 مصباح LED موضوعة على لوحة دوائر مطبوعة مع مشتت حراري توفر ضوءًا أحمر ساطعًا وموحدًا للضوء الخلفي/الفرامل. زاوية الرؤية الواسعة تضمن الامتثال لمتطلبات الرؤية ECE R7. يمنح تأهيل AEC-Q101 مصنعي السيارات الثقة في الموثوقية طويلة الأمد.

الإضاءة المحيطة الداخلية:مصباح LED واحد منتشر عبر دليل ضوئي يخلق توهجًا أحمر ناعمًا لإضاءة لوحة القيادة التزيينية. تسمح الحزمة المدمجة بالتكامل في الألواح الرقيقة.

مؤشر الحالة الصناعي:السطوع العالي يجعله مناسبًا للافتات الخارجية وأضواء الحالة. زاوية الشعاع 120 درجة تلغي الحاجة إلى البصريات الثانوية في العديد من التطبيقات.

12. مبدأ العمل

يعتمد مصباح LED الأحمر هذا على هيكل AlGaInP (ألومنيوم-جاليوم-إنديوم-فوسفايد) متعدد الآبار الكمومية (MQW). عند تطبيق انحياز أمامي، تتحد الإلكترونات من الطبقة من النوع n والثقوب من الطبقة من النوع p في المنطقة النشطة، مما يطلق الطاقة على شكل فوتونات. تم تصميم فجوة النطاق لمادة AlGaInP لإنتاج ضوء في الطيف الأحمر (612–620 نانومتر). يُزرع الجهاز على ركيزة GaAs، والتي تتم إزالتها أو ترقيقها لاحقًا لتحسين استخراج الضوء. تشتمل حزمة PLCC4 على كوب عاكس ومادة عازلة شفافة من السيليكون تشكل نمط الإشعاع.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتجه سوق مصابيح LED للسيارات نحو كفاءة أعلى، وحزم أصغر، وأداء حراري أفضل. تستمر مصابيح LED الحمراء من AlGaInP في التحسن من حيث الكفاءة الضوئية والموثوقية. يزيد الاتجاه نحو الإضاءة المصفوفية والشعاع المتكيف من الطلب على مصابيح LED قابلة للعنونة بشكل فردي. كما يتزايد تكامل مصابيح LED مع المحركات الذكية والتشخيصات (مثل ناقل LIN). يتماشى هذا المنتج، مع تأهيله AEC-Q101، مع دفع الصناعة نحو الجودة الخالية من العيوب في إلكترونيات السيارات. قد تتضمن التطورات المستقبلية عروضًا طيفية أضيق لنقاء الألوان وتصنيفات درجات حرارة أعلى لتطبيقات تحت غطاء المحرك.