نظرة عامة على ورقة البيانات الفنية لمصباح LED برتقالي 1.0×0.5×0.4 مم بجهد 1.7-2.4 فولت وقدرة 48 ميجاوات

1. نظرة عامة على المنتج

يتم تصنيع مصباح LED البرتقالي هذا باستخدام شريحة برتقالية ويتم تغليفه في حزمة مدمجة للغاية بأبعاد 1.0 مم × 0.5 مم × 0.4 مم. وهو مصمم لتطبيقات المؤشرات والعرض العامة حيث تكون المساحة محدودة. يوفر المصباح زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 140 درجة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب توزيعًا موحدًا للضوء. وهو متوافق مع جميع عمليات التجميع واللحام السطحي (SMT) وله مستوى حساسية للرطوبة 3 (MSL 3). المكون متوافق مع RoHS، ويلبي المعايير البيئية الحالية.

1.1 الميزات

• زاوية رؤية واسعة جدًا (140°).
• مناسب لجميع عمليات التجميع واللحام السطحي (SMT).
• مستوى حساسية الرطوبة: المستوى 3.
• متوافق مع RoHS.

1.2 التطبيقات

• مؤشرات بصرية.
• شاشات المفاتيح والرموز.
• استخدام عام في الإلكترونيات الاستهلاكية، والداخلية للسيارات، والتحكم الصناعي.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الخصائص البصرية والكهربائية

يتم تحديد الخصائص الكهربائية والبصرية عند ظروف اختبار Ts = 25°C وتيار أمامي 5 مللي أمبير (ما لم يُذكر خلاف ذلك). يتم تقسيم الجهد الأمامي (VF) عبر عدة نطاقات من الحد الأدنى 1.7 فولت إلى الحد الأقصى 2.4 فولت. يمتد الطول الموجي السائد (λD) من 615 نانومتر إلى 630 نانومتر، ويغطي الطيف البرتقالي. تتراوح الشدة الضوئية (IV) من 8 ميللي كانديلا إلى 100 ميللي كانديلا حسب الحزمة. عرض نصف الحزمة الطيفية عادة 15 نانومتر، مما يشير إلى ناتج لوني نقي نسبيًا. التيار العكسي (IR) عند VR = 5V محدود بحد أقصى 10 ميكرو أمبير. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي 450 °C/W عند IF = 5 مللي أمبير.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

يجب ألا تتجاوز التصنيفات القصوى المطلقة أثناء التشغيل لمنع التلف. تبديد الطاقة (Pd) هو 48 ميجاوات. التيار الأمامي المستمر (IF) هو 20 مللي أمبير، بينما يمكن أن يصل التيار الأمامي الذروة (IFP) إلى 60 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. جهد تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) هو 2000 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr) هو -40°C إلى +85°C، ونطاق درجة حرارة التخزين (Tstg) مماثل. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة (Tj) 95°C.

3. نظام تصنيف الحزم

3.1 حزم الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي إلى سبع حزم (A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2) بنطاقات تتراوح من 1.7-1.8 فولت حتى 2.3-2.4 فولت. وهذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات جهد أمامي متشابه للحصول على سطوع موحد في التوصيلات المتسلسلة أو المتوازية.

3.2 حزم الطول الموجي السائد

ينقسم الطول الموجي السائد إلى ست حزم: D10 (615-617.5 نانومتر)، D20 (617.5-620 نانومتر)، E10 (620-622.5 نانومتر)، E20 (622.5-625 نانومتر)، F10 (625-627.5 نانومتر)، وF20 (627.5-630 نانومتر). يضمن هذا التقسيم الدقيق تناسق اللون عبر دفعات الإنتاج.

3.3 حزم الشدة الضوئية

يتم فرز الشدة الضوئية إلى ست حزم: A00 (8-12 ميللي كانديلا)، B00 (12-18 ميللي كانديلا)، C00 (18-28 ميللي كانديلا)، D00 (28-43 ميللي كانديلا)، E00 (43-65 ميللي كانديلا)، وF00 (65-100 ميللي كانديلا). يجب مراعاة تفاوت ±10% في قياسات الشدة عند تصميم النظام.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يوضح الشكل 1-6 منحنى الجهد الأمامي النموذجي مقابل التيار الأمامي. عند 5 مللي أمبير، يبلغ الجهد الأمامي حوالي 2.0 فولت (نموذجي). عند 20 مللي أمبير، يرتفع الجهد الأمامي إلى حوالي 2.8 فولت. العلاقة أسية، وهي نموذجية لمصابيح LED من نوع GaP وGaAsP.

4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يشير الشكل 1-7 إلى أن الشدة النسبية تزداد بشكل خطي تقريبًا مع التيار الأمامي حتى حوالي 7.5 مللي أمبير، ثم تبدأ في التشبع.

4.3 تأثيرات درجة الحرارة

يظهر الشكل 1-8 أن الشدة النسبية تتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. عند 100°C، تكون الشدة حوالي 70% من قيمتها عند 25°C. يوضح الشكل 1-9 تخفيض التصنيف الأقصى للتيار الأمامي عند درجات حرارة عالية للدبوس. عند درجة حرارة دبوس 100°C، يتم تقليل التيار الأمامي الأقصى إلى حوالي 15 مللي أمبير.

4.4 الطول الموجي السائد مقابل التيار الأمامي

يظهر الشكل 1-10 انزياحًا طفيفًا نحو الأحمر (زيادة في الطول الموجي) مع زيادة التيار الأمامي، من حوالي 620 نانومتر عند 0.1 مللي أمبير إلى 623 نانومتر عند 15 مللي أمبير. يجب مراعاة هذا التأثير في التطبيقات الحساسة للألوان.

4.5 التوزيع الطيفي

يعرض الشكل 1-11 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي عند Ta=25°C. يبلغ الطول الموجي الذروة بالقرب من 620 نانومتر مع عرض كامل عند نصف القيمة القصوى (FWHM) يبلغ حوالي 15 نانومتر. الطيف نظيف ولا يحتوي على قمم ثانوية.

4.6 نمط الإشعاع

يظهر الشكل 1-12 نمط الإشعاع. يصدر المصباح الضوء بشكل موحد تقريبًا عبر الزوايا حتى ±70°، مع انخفاض الشدة النسبية إلى 0.5 عند حوالي ±80°. النمط الواسع يجعله مثاليًا لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية حيث يُراد شعاع عريض.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد الحزمة

أبعاد الحزمة هي 1.0 مم × 0.5 مم × 0.4 مم (الطول × العرض × الارتفاع). يوضح الشكل 1-1 (منظر علوي) والشكل 1-3 (منظر جانبي) الخطوط الدقيقة. جميع الأبعاد لها تفاوت ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 أنماط اللحام

يوفر الشكل 1-5 أنماط اللحام الموصى بها. تم تصميم وسادة الأنود (الوسادة 1) ووسادة الكاثود (الوسادة 2) للثبات الميكانيكي وتبديد الحرارة. يوضح المنظر السفلي (الشكل 1-2) وعلامة القطبية (الشكل 1-4) أي وسادة هي أي.

5.3 تحديد القطبية

يحتوي المصباح على علامة قطبية على المنظر العلوي (شطب زاوية أو نقطة) للإشارة إلى الكاثود (الوسادة 2). الاتجاه الصحيح ضروري للتشغيل.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق

يوفر الشكل 3-1 ملف درجة حرارة اللحام بإعادة التدفق الموصى به. المعلمات الرئيسية: التسخين المسبق من 150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية؛ معدل ارتفاع درجة الحرارة ≤3°C/ثانية؛ الوقت فوق 217°C (TL) 60-120 ثانية؛ درجة حرارة الذروة (TP) 260°C مع مدة قصوى 10 ثوانٍ؛ معدل التبريد ≤6°C/ثانية. يجب ألا يتجاوز الوقت الإجمالي من 25°C إلى الذروة 8 دقائق. يجب ألا يتم اللحام بإعادة التدفق أكثر من مرتين. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين عمليتي لحام، فقد يتلف المصباح.

6.2 اللحام اليدوي

عند اللحام اليدوي، حافظ على درجة حرارة المكواة أقل من 300°C ووقت اللحام أقل من 3 ثوانٍ. يجب أن يتم اللحام اليدوي مرة واحدة فقط.

6.3 الإصلاح

يجب تجنب الإصلاح بعد اللحام. إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس. تأكد مسبقًا من عدم تلف خصائص المصباح.

6.4 تحذيرات

لا تقم بتركيب المكونات على أجزاء ملتوية من لوحة الدوائر المطبوعة. بعد اللحام، تجنب الإجهاد الميكانيكي أو الاهتزاز أثناء التبريد. لا تقم بتبريد الجهاز بسرعة.

6.5 ظروف التخزين

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

كل بكرة تحتوي على 4000 قطعة. أبعاد شريط الناقل موضحة في الشكل 2-1 (التباعد 2.00 مم، العرض 8.00 مم، العمق 0.61 مم). تشمل أبعاد البكرة (الشكل 2-2) قطر خارجي 178 مم ±1 مم وقطر محور 60 مم ±0.1 مم. تتضمن الملصقة (الشكل 2-3) رقم الجزء، رقم المواصفة، رقم الدفعة، رمز الحزمة، التدفق الضوئي، حزمة اللونية، الجهد الأمامي، الطول الموجي، الكمية، وتاريخ التصنيع.

7.2 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم شحن مصابيح LED في أكياس حاجزة للرطوبة تحتوي على مادة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة (الشكل 2-4). الكيس مميز بتحذيرات التفريغ الكهروستاتيكي.

7.3 صندوق كرتون

يتم تعبئة البكرات في صناديق كرتونية للشحن (الشكل 2-5).

8. توصيات التطبيق

تشمل التطبيقات النموذجية المؤشرات البصرية في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية (مثل حالة الهاتف الذكي، وأدوات التحكم في الأجهزة)، والإضاءة الداخلية للسيارات (إضاءة خلفية للأزرار، ومؤشرات)، ولوحات التحكم الصناعية. نظرًا لزاوية الرؤية الواسعة، فإن هذه المصابيح مناسبة أيضًا للإضاءة الخلفية الحافة أو المباشرة للشاشات الصغيرة. يجب على المصممين ضمان تبديد الحرارة الكافي، خاصة عند التشغيل بتيارات عالية أو في درجات حرارة محيطة مرتفعة. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى 95°C. تعتبر مقاومات الحد من التيار إلزامية، حيث يختلف الجهد الأمامي مع درجة الحرارة والتيار.

9. مقارنة التقنية

بالمقارنة مع مصابيح المؤشرات القياسية، يوفر هذا المكون مساحة أصغر بكثير (1.0x0.5 مم مقابل 3.2x1.6 مم النموذجية) وزاوية رؤية أوسع (140° مقابل 120° النموذجية). إن تبديد الطاقة المنخفض (48 ميجاوات كحد أقصى) يجعله مناسبًا للأجهزة التي تعمل بالبطارية. يضمن التقسيم الدقيق في الطول الموجي والشدة تطابقًا أكثر إحكامًا في اللون والسطوع في مصفوفات LED المتعددة، وهي ميزة على مصابيح LED العامة التي لها تفاوتات أوسع.

10. الأسئلة الشائعة

1. ما هي مدة التخزين قبل الفتح؟يمكن تخزين المصباح في كيس حاجز الرطوبة غير المفتوح لمدة تصل إلى سنة واحدة عند ≤30°C و ≤75% رطوبة نسبية.
2. ماذا يحدث إذا تلاشت المادة المجففة؟إذا تلاشت المادة الماصة للرطوبة أو تجاوزت مدة التخزين، يلزم التجفيف عند 60±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.
3. كيفية الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي؟استخدم محطات عمل مؤرضة، وأساور المعصم، وحاويات موصلة. المصباح مصنف لـ 2 كيلو فولت HBM، لكن يُوصى باتخاذ احتياطات للتعامل الحساس.
4. هل يمكن استخدام هذا المصباح في بيئات عالية الكبريت؟يجب أن يكون محتوى الكبريت في البيئة ≤100 جزء في المليون. بالإضافة إلى ذلك، يجب التحكم في محتوى الهالوجين (البروم والكلور) في المواد الموصلة لمنع التآكل.

11. مثال تطبيقي عملي

في جهاز طبي محمول يتطلب مؤشر برتقالي صغير للإشعار بالإنذار، سمح استخدام مصباح LED بحجم 1.0x0.5 مم بتصغير لوحة الدوائر المطبوعة. مع تيار أمامي 5 مللي أمبير، كانت الشدة الضوئية 28 ميللي كانديلا (الحزمة D00) كافية للرؤية في ظروف ضوء النهار. ضمنت زاوية الرؤية الواسعة رؤية الإنذار من زوايا مختلفة. ساعد تيار التشغيل المنخفض في إطالة عمر البطارية.

12. مبدأ التشغيل

يعتمد هذا المصباح على أشباه موصلات ذات فجوة نطاق مباشرة (على الأرجح نظام مادة AlGaInP أو GaAsP). عند تطبيق انحياز أمامي عبر الوصلة p-n، تتحد الإلكترونات من الجانب n مع الثقوب في الجانب p، مما يطلق الطاقة على شكل فوتونات. تحدد فجوة نطاق الطاقة الطول الموجي السائد. ينتج الانبعاث البرتقالي عن تركيبة سبيكة محددة. تتأثر الكفاءة الكمومية وطاقة الخرج بدرجة حرارة الوصلة، وكثافة التيار، وجودة المادة.

13. اتجاهات التطوير

الاتجاه في مصابيح المؤشرات هو نحو حزم أصغر (حتى 0.6x0.3 مم) ذات سطوع أعلى واستهلاك طاقة أقل. تشمل التطورات المستقبلية دمج شرائح متعددة في حزمة واحدة، وتحسين الإدارة الحرارية، وتقسيم أكثر إحكامًا للحصول على لون متسق. استخدام مواد التغليف السيليكونية يعزز الموثوقية، على الرغم من أن التوافق مع المواد الخارجية لا يزال مصدر قلق. تواصل الصناعة التوجه نحو الامتثال الكامل للوائح البيئية (ROHS, REACH) وزيادة مناعة التفريغ الكهروستاتيكي.