مواصفات LED أبيض بحجم 3.5x2.8x1.84 مم، جهد أمامي 3.1 فولت، تيار 30 مللي أمبير، قدرة 91 مللي واط - حزمة PLCC2

1. نظرة عامة على المنتج

تم تصنيع هذا LED الأبيض باستخدام شريحة زرقاء مدمجة مع فوسفور لإنتاج الضوء الأبيض. يتم وضعه في حزمة PLCC2 مدمجة بأبعاد 3.50 مم × 2.80 مم × 1.84 مم (طول × عرض × ارتفاع). الجهاز مصمم لتطبيقات الإضاءة العامة، خاصة الإضاءة الداخلية للسيارات والمفاتيح، ويتوافق مع معايير اختبار الإجهاد AEC-Q101 لأشباه الموصلات المنفصلة من الدرجة الأولى. تشمل الميزات الرئيسية زاوية رؤية فائقة الاتساع، ملاءمة لجميع عمليات التجميع واللحام بتقنية SMT، والتوفر في عبوات شريط وبكرة. مستوى الحساسية للرطوبة هو المستوى 2 وفقًا لمعايير JEDEC، والمكون يلبي متطلبات RoHS و REACH.

2. تحليل المعايير الفنية

2.1 الخصائص البصرية والكهربائية (Ts=25°C)

عند تيار اختبار 3 مللي أمبير، يتراوح الجهد الأمامي (VF) من 2.5 فولت إلى 3.1 فولت، مع قيم نموذجية حوالي 2.7 فولت إلى 3.1 فولت. التيار العكسي (IR) عند VR=5 فولت هو 10 ميكرو أمبير كحد أقصى، مما يضمن تسربًا منخفضًا. تتراوح شدة الإضاءة (IV) عند 3 مللي أمبير بين 23 مليكانديلا و 53 مليكانديلا، حسب الفئة. زاوية الرؤية (2θ1/2) عادة 120 درجة، مما يوفر تشتتًا واسعًا للضوء. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) مقدرة بـ 300 درجة مئوية/واط كحد أقصى.

2.2 القيم القصوى المطلقة

يمكن للجهاز تحمل تبديد قدرة (PD) يصل إلى 91 مللي واط. أقصى تيار أمامي مستمر هو 30 مللي أمبير، بينما يمكن أن يصل التيار الأمامي الذروة (دورة عمل 1/10، نبضة 10 مللي ثانية) إلى 100 مللي أمبير. الجهد العكسي محدود بـ 5 فولت. مقاومة التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) هي 2000 فولت. تتراوح درجات حرارة التشغيل والتخزين بين -40 درجة مئوية و +100 درجة مئوية، مع درجة حرارة قصوى للوصلة 120 درجة مئوية. يجب على المصممين التأكد من أن تبديد القدرة لا يتجاوز التصنيف المطلق الأقصى، ويجب تحديد التيار باستخدام مقاومات مناسبة لمنع الانفلات الحراري.

3. نظام التصنيف

3.1 فئات الجهد الأمامي وشدة الإضاءة (IF=3mA)

يتم تصنيف LED إلى فئات للجهد الأمامي وشدة الإضاءة. تشمل فئات الجهد E2 (2.5-2.6V)، F1 (2.6-2.7V)، F2 (2.7-2.8V)، G1 (2.8-2.9V)، G2 (2.9-3.0V)، H1 (3.0-3.1V). فئات شدة الإضاءة هي C20 (23-28 mcd)، D10 (28-35 mcd)، D20 (35-43 mcd)، E10 (43-53 mcd). يتيح هذا التصنيف للعملاء اختيار مصابيح LED ذات أداء كهربائي وبصري ثابت لتطبيقاتهم المحددة.

3.2 تصنيف اللونية

يتم أيضًا تصنيف LED بناءً على إحداثيات الألوان وفقًا لـ CIE 1931 (x,y). تم تحديد أربع فئات رئيسية: M02، M03، P02، P03. تحتوي كل فئة على منطقة مستطيلة في مخطط اللونية، مما يضمن اتساق اللون. على سبيل المثال، M02 تغطي x=0.2766-0.2866، y=0.2397-0.2477؛ M03 تغطي x=0.2857-0.2957، y=0.2557-0.2637؛ P02 تغطي x=0.2674-0.2820، y=0.2317-0.2397؛ P03 تغطي x=0.2766-0.2911، y=0.2477-0.2557. تتوافق هذه الفئات مع الضوء الأبيض ذي درجات حرارة اللون المرتبطة في نطاق الأبيض الدافئ إلى الأبيض المحايد.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (منحنى IV)

يظهر منحنى الجهد الأمامي النموذجي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-7) زيادة أسية: عند 2.5 فولت يكون التيار قريبًا من الصفر، ويرتفع إلى حوالي 5 مللي أمبير عند 2.7 فولت، و 15 مللي أمبير عند 2.9 فولت، و 30 مللي أمبير عند 3.1 فولت. هذا المنحنى ضروري لتصميم دوائر القيادة، حيث تؤدي التغيرات الصغيرة في الجهد إلى تغييرات كبيرة في التيار. يوصى باستخدام مقاومة متسلسلة لتنظيم التيار.

4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

تزداد شدة الإضاءة النسبية مع التيار الأمامي بطريقة دون خطية (الشكل 1-8). عند 3 مللي أمبير، تكون الشدة حوالي 100%؛ عند 1 مللي أمبير تنخفض إلى حوالي 40%؛ عند 5 مللي أمبير تصل إلى حوالي 170%. يؤدي التشغيل عند تيارات أعلى إلى زيادة السطوع ولكن أيضًا يولد حرارة أكبر، لذلك فإن الإدارة الحرارية ضرورية.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

توضح الأشكال 1-9 إلى 1-11 تأثير درجة حرارة اللحام (Ts) على الأداء. تنخفض الشدة النسبية قليلاً مع زيادة درجة الحرارة: عند 100 درجة مئوية، تنخفض الشدة إلى حوالي 90% من قيمتها عند 25 درجة مئوية. يجب خفض الحد الأقصى للتيار الأمامي مع ارتفاع درجة الحرارة. كما ينخفض الجهد الأمامي مع درجة الحرارة (حوالي -2 مللي فولت/درجة مئوية)، مما يؤثر على استهلاك الطاقة. يظهر انزياح اللون مع درجة الحرارة (الشكل 1-13) حركة طفيفة في مخطط اللونية؛ يزيد الإحداثي x بحوالي 0.005 وينخفض y بحوالي 0.005 من 25 درجة مئوية إلى 105 درجة مئوية.

4.4 نمط الإشعاع

يشير مخطط الإشعاع (الشكل 1-12) إلى نمط انبعاث لامبرتي تقريبًا حيث تنخفض الشدة النسبية إلى 50% عند حوالي ±60 درجة، مما يؤكد زاوية الرؤية 120 درجة. هذا التوزيع الواسع مثالي للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موحدة عبر مساحة واسعة.

4.5 الطيف

يظهر الطيف (الشكل 1-14) ذروة زرقاء حول 450 نانومتر من شريحة InGaN وذروة فوسفور صفراء عريضة تتمركز بالقرب من 550 نانومتر، مما ينتج ضوءًا أبيض. يغطي التوزيع الطيفي نطاق 400-700 نانومتر.

5. معلومات ميكانيكية وعبوات

5.1 أبعاد الحزمة

حزمة LED طولها 3.50 مم، وعرضها 2.80 مم، وارتفاعها 1.84 مم (منظر علوي). يظهر المنظر السفلي وسادة أنود مركزية (2.50 مم × 2.18 مم) ووسادة كاثود (0.75 مم × 2.00 مم). علامة القطبية موضحة على الحزمة. نمط اللحام الموصى به (نمط الأرض) له أبعاد: 2.40 مم × 1.25 مم للكاثود، وبشكل إجمالي 4.45 مم × 2.40 مم. التفاوتات هي ±0.2 مم ما لم ينص على خلاف ذلك.

5.2 التعبئة في شريط وبكرة

يتم تعبئة مصابيح LED في شريط ناقل بمسافة 8 مم، 2000 قطعة لكل بكرة. أبعاد البكرة: القطر 178±1 مم، العرض 60±1 مم، قطر المحور 13.0±0.5 مم. يحتوي الشريط على علامة قطبية وشريط غطاء علوي. تشمل التسمية رقم الجزء، رقم المواصفة، رقم الدفعة، رمز الفئة، التدفق الضوئي (أو الشدة)، فئة اللونية، الجهد الأمامي، رمز الطول الموجي، الكمية، ورمز التاريخ.

5.3 تعبئة حاجز الرطوبة

يتم وضع البكرات في أكياس حاجز الرطوبة مع مؤشر الرطوبة ومجفف. بعد الفتح، يجب استخدام مصابيح LED خلال 24 ساعة إذا تم تخزينها عند ≤30 درجة مئوية / ≤60٪ رطوبة نسبية. إذا تجاوز وقت التخزين الموصى به، يلزم الخبز عند 60±5 درجة مئوية لمدة >24 ساعة.

6. إرشادات اللحام

6.1 ملف اللحام بالتدفق

يحدد ملف التدفق الموصى به (الشكل 3-1، الجدول 3-1) ما يلي: متوسط معدل الارتفاع ≤3 درجة مئوية/ثانية؛ التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية؛ الوقت فوق 217 درجة مئوية (TL) بحد أقصى 60 ثانية؛ درجة الحرارة الذروة (TP) 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ؛ معدل التبريد ≤6 درجة مئوية/ثانية. إجمالي الوقت من 25 درجة مئوية إلى الذروة بحد أقصى 8 دقائق. يُسمح بدورتي تدفق فقط؛ إذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورتين، يلزم الخبز قبل التدفق الثاني.

6.2 اللحام اليدوي والإصلاح

اللحام اليدوي: درجة حرارة المكواة<300 درجة مئوية، الوقت<3 ثوانٍ، مرة واحدة فقط. لا يُوصى بالإصلاح بعد التدفق، ولكن إذا لزم الأمر، استخدم مكواة مزدوجة الرأس. تجنب الإجهاد الميكانيكي على الحشوة السيليكونية أثناء التسخين.

6.3 اعتبارات خاصة

حشوة LED من السيليكون، وهي لينة. تجنب الضغط المفرط على السطح العلوي أثناء الانتقاء والوضع. لا تقم بالتركيب على لوحات دوائر مطبوعة مشوهة أو ثني اللوحة بعد اللحام. لا تطبق قوة أو اهتزاز أثناء التبريد. التبريد السريع بعد التدفق غير مسموح به.

7. معلومات الطلب والتخزين

7.1 كمية التعبئة

كمية التعبئة القياسية هي 2000 قطعة لكل بكرة. للكميات الكبيرة، يتم تعبئة البكرات في صناديق كرتونية. تتبع التسمية التنسيق الموضح في ورقة البيانات.

7.2 ظروف التخزين

أكياس حاجز الرطوبة غير المفتوحة: درجة الحرارة ≤30 درجة مئوية، الرطوبة ≤75٪، العمر الافتراضي سنة واحدة من تاريخ التصنيع. بعد الفتح: يوصى بالاستخدام خلال 24 ساعة عند ≤30 درجة مئوية / ≤60٪ رطوبة نسبية. إذا لم يتم استخدامه خلال 24 ساعة، اخبز عند 60±5 درجة مئوية لمدة >24 ساعة قبل الاستخدام. يجب أن يظل المجفف أزرق؛ إذا تلاشى، يلزم الخبز.

8. توصيات التطبيق

8.1 التطبيقات النموذجية

هذا LED الأبيض مثالي للإضاءة الداخلية للسيارات مثل أضواء السقف، وأضواء الخرائط، والإضاءة المحيطة، وإضاءة لوحة القيادة. كما أنه مناسب للمفاتيح والمؤشرات في السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية. زاوية الرؤية الواسعة والحجم الصغير يجعله متعدد الاستخدامات للتصميمات ذات المساحة المحدودة.

8.2 اعتبارات التصميم

الإدارة الحرارية ضرورية: يجب استخدام وسادة PCB مناسبة وتبديد حراري للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ≤120 درجة مئوية. استخدم مقاومات محددة للتيار؛ لا تتجاوز 30 مللي أمبير تيار أمامي مستمر. لتطبيقات النبض، حدد التيار الذروة إلى 100 مللي أمبير مع دورة عمل 10٪. إجراءات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي مطلوبة حيث يمكن أن يتلف الجهاز إذا تجاوز التفريغ 2000 فولت (HBM). تجنب تعريض LED لبيئات تحتوي على كبريت >100 جزء في المليون أو هالوجينات (Br<900 جزء في المليون، Cl<900 جزء في المليون، المجموع<1500 جزء في المليون) لمنع التآكل أو تغير اللون. يوصى بالتنظيف باستخدام كحول الأيزوبروبيل؛ قد يؤدي التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلى إتلاف LED.

9. مقارنة تقنية

مقارنة مع مصابيح PLCC2 البيضاء المماثلة، يوفر هذا الجهاز شهادة AEC-Q101، مما يضمن الموثوقية لتطبيقات السيارات. زاوية الرؤية الواسعة (120 درجة) توفر توزيعًا أفضل للضوء مقارنة بمصابيح LED ذات الزاوية الأضيق. تسمح خيارات التصنيف للجهد والشدة واللون بمطابقة دقيقة للتفاوتات. درجة حرارة التشغيل القصوى 100 درجة مئوية (المحيط) ودرجة حرارة الوصلة 120 درجة مئوية تنافسية. ومع ذلك، فإن شدة الإضاءة المنخفضة نسبيًا (53 مليكانديلا كحد أقصى عند 3 مللي أمبير) قد تتطلب أجهزة متعددة لاحتياجات السطوع الأعلى. ارتفاع الحزمة 1.84 مم أعلى قليلاً من بعض مصابيح LED فائقة النحافة، لكنه لا يزال مناسبًا لمعظم التصميمات.

10. الأسئلة المتداولة

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر 3.3 فولت؟
ج: ليس مباشرة؛ يجب استخدام مقاومة متسلسلة. عند 3.3 فولت، يمكن أن يكون الجهد الأمامي منخفضًا يصل إلى 2.5 فولت، مما يؤدي إلى تيار زائد. احسب قيمة المقاومة: R = (Vsupply - VF) / I. لـ 30 مللي أمبير، بافتراض VF=2.7 فولت، R = (3.3-2.7)/0.03 = 20 أوم. استخدم أقرب قيمة قياسية وتحقق من تبديد القدرة.

س: ما هي درجة حرارة اللون النموذجية؟
ج: بناءً على فئات اللونية، تتراوح درجة حرارة اللون من حوالي 3000 كلفن إلى 5000 كلفن حسب الفئة. على سبيل المثال، فئات M02 و M03 تتوافق مع الأبيض الدافئ، بينما P02 و P03 أكثر برودة قليلاً. يمكن حساب CCT الدقيق من إحداثيات xy باستخدام صيغ تقريبية.

س: كيف أتعامل مع مصابيح LED متعددة في سلسلة أو توازي؟
ج: عند التوصيل على التوالي، يضاف الجهد الأمامي؛ تأكد من أن الجهد الإجمالي المتاح كافٍ. للفروع المتوازية، يجب أن يكون لكل LED مقاومة سلسلة خاصة به لموازنة التيار. يجب مراعاة التوزيع الحراري.

س: هل هذا LED مناسب للاستخدام في الهواء الطلق؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 إلى +100 درجة مئوية، وهو يغطي معظم البيئات الداخلية والسيارات. ومع ذلك، الحزمة غير مثبتة ضد الأشعة فوق البنفسجية وقد تتعرض للتدهور إذا تعرضت لأشعة الشمس المباشرة. للتطبيقات الخارجية، قد تكون هناك حاجة إلى حماية إضافية (مثل الطلاء المطابق).

11. أمثلة عملية للاستخدام

مثال 1: ضوء سقف السيارة
ضوء السقف يتطلب إضاءة موحدة. استخدام 6 من هذه المصابيح البيضاء مرتبة في مصفوفة دائرية، كل منها يعمل عند 20 مللي أمبير، يوفر سطوعًا كافيًا للإضاءة الداخلية. تضمن زاوية الرؤية الواسعة عدم وجود بقع مظلمة. يمكن إضافة عدسة لمزيد من نشر الضوء. يتم لحام المصابيح على لوحة دوائر مطبوعة من الألومنيوم لتبديد الحرارة.

مثال 2: إضاءة خلفية للأزرار
للمفتاح، يتم وضع LED واحد خلف الزر. يعمل عند 3 مللي أمبير، ويوفر حوالي 30 مليكانديلا، كافي لمؤشر صغير. يتم تثبيت LED على سطح PCB، ويقوم دليل ضوئي بتوجيه الضوء إلى الزر. التيار المنخفض يقلل من توليد الحرارة.

12. مبدأ التشغيل

يعمل LED الأبيض على مبدأ تحويل الفوسفور. تصدر شريحة LED زرقاء InGaN/GaN ضوءًا أزرق عند حوالي 450 نانومتر. هذا الضوء الأزرق يثير فوسفورًا باعثًا للأصفر (عادة YAG:Ce)، الذي يحول جزءًا من الضوء الأزرق إلى انبعاث أصفر عريض. يبدو مزيج الضوء الأزرق المتبقي والأصفر أبيضًا للعين البشرية. يتم تحديد درجة حرارة اللون الدقيقة من خلال تركيبة الفوسفور وتركيزه. يتم تشغيل LED بواسطة تيار أمامي، يحقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتتحد لإنتاج فوتونات.

13. اتجاهات التطوير

الاتجاه في مصابيح LED البيضاء للسيارات والإضاءة العامة هو نحو كفاءة أعلى (لومن/واط) وتجسيد لوني أفضل. قد تستخدم الإصدارات المستقبلية من هذه الحزمة PLCC2 فوسفورًا أكثر كفاءة مع نطاقات انبعاث أضيق لتحقيق كفاءة أعلى وجودة لون محسنة. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع التكامل مع أنظمة القيادة الذكية والقابلة لتعديل اللون. تشير شهادة AEC-Q101 إلى دفع نحو موثوقية أعلى للبيئات القاسية. يستمر التصغير، مع ظهور حزم أرق وأقدام أصغر. ومع ذلك، تظل الإدارة الحرارية تحديًا رئيسيًا مع زيادة كثافات الطاقة.