مصباح LED RGBW 3.45x3.45x2.20 مم - جهد 1.8-3.4 فولت - قدرة حتى 1.7 واط - ورقة البيانات الفنية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED RGBW عالي القدرة هذا مصمم للتطبيقات التي تتطلب مزج الألوان الديناميكي والضوء الأبيض مع درجة حرارة لون متعددة قابلة للتعديل. تستخدم الحزمة ركيزة سيراميكية قوية للإدارة الحرارية الفائقة والموثوقية. بفضل أبعاده المدمجة 3.45 مم × 3.45 مم وارتفاع منخفض 2.20 مم، فهو مناسب للتجميع السطحي الآلي. يدمج الجهاز أربع رقائق LED: الأحمر (AlGaInP)، والأخضر (InGaN)، والأزرق (InGaN)، والأبيض (رقاقة زرقاء + فوسفور)، مما يتيح نطاق ألوان واسع وتحكمًا مستقلاً في كل قناة.

1.1 وصف عام

أجهزة اللون الأحمر مصنعة من AlGaInP على ركيزة، وأجهزة اللون الأخضر والأزرق مصنعة من InGaN على ركيزة، بينما يُنتج LED الأبيض باستخدام رقاقة زرقاء مع فوسفور. أبعاد حزمة LED هي 3.45 مم × 3.45 مم × 2.20 مم.

1.2 الميزات

• حزمة سيراميك لتبديد حراري ممتاز وثبات ميكانيكي.
• زاوية رؤية واسعة جداً تبلغ 120 درجة.
• مناسب لجميع عمليات التجميع السطحي واللحام.
• متوفر على شريط وبكرة للتركيب الآلي (pick-and-place).
• مستوى الحساسية للرطوبة: المستوى 1 (وفقاً لمعيار JEDEC).
• متوافق مع RoHS، خالٍ من المواد الخطرة.

1.3 التطبيقات

• مصابيح الزينة الملونة وأحزمة الإضاءة.
• إضاءة المناظر الطبيعية وإضاءة العلامات التجارية.
• الفنادق، الأسواق، المكاتب، الإضاءة الداخلية المنزلية.
• استخدام عام في الإضاءة المعمارية والترفيهية.

2. تحليل المعلمات الفنية

الخصائص الكهربائية والبصرية محددة عند درجة حرارة الاختبار Ts=25 درجة مئوية. تم إجراء جميع القياسات في ظروف موحدة. يتم توفير الجهد الأمامي، التدفق الضوئي، الطول الموجي السائد، ودرجة حرارة اللون المترابطة مع تفاوتات مسموحة.

2.1 الخصائص الكهربائية / البصرية (IF=350 مللي أمبير، Ts=25°C)

2.2 أقصى تصنيفات مطلقة

2.3 معلومات التجميع (Binning)

يتم تجميع الجهد الأمامي والتدفق الضوئي والطول الموجي السائد لضمان الاتساق. للأحمر: نطاقات VF B0 (1.8-2.0 فولت)، C0 (2.0-2.2 فولت)، D0 (2.2-2.4 فولت)؛ صناديق التدفق الضوئي FB7 (50-60 لومن)، FB8 (60-70 لومن)، FB9 (70-80 لومن). للأخضر والأزرق والأبيض: صناديق VF G0 (2.8-3.0 فولت)، H0 (3.0-3.2 فولت)، I0 (3.2-3.4 فولت)؛ صناديق التدفق للأخضر: FC2 (100-110 لومن)، FC3 (110-120 لومن)، FC4 (120-130 لومن)، FC5 (130-140 لومن)؛ للأزرق: FB4 (20-30 لومن)، FB5 (30-40 لومن)؛ للأبيض: FC2 إلى FC5. صناديق الطول الموجي للأحمر: E00 (620-625 نانومتر)، F00 (625-630 نانومتر)؛ للأخضر: E00 (520-525 نانومتر)، F00 (525-530 نانومتر)؛ للأزرق: C00 (460-465 نانومتر)، D00 (465-470 نانومتر)، E00 (470-475 نانومتر). تشمل خيارات درجة حرارة اللون المترابطة 2700 كلفن، 3000 كلفن، 3500 كلفن، 4000 كلفن، 5000 كلفن، 6000 كلفن، و6500 كلفن.

3. المنحنيات النموذجية للخصائص البصرية والكهربائية

المنحنيات التالية توضح أداء LED تحت ظروف تشغيل مختلفة. جميع البيانات مأخوذة عند Ts=25°C ما لم يذكر خلاف ذلك.

3.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

كما هو موضح في الشكل 1-6، يزداد التيار الأمامي مع الجهد الأمامي. عند 350 مللي أمبير، يكون VF النموذجي ضمن الصناديق المحددة. يوضح المنحنى أن الأحمر له VF أقل من الأخضر والأزرق والأبيض عند نفس التيار بسبب اختلاف المواد شبه الموصلة.

3.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح الشكل 1-7 أن شدة الإضاءة النسبية تزداد مع التيار الأمامي. العلاقة خطية تقريبًا حتى 700 مللي أمبير للأخضر والأزرق والأبيض، بينما يتشبع الأحمر مبكرًا بسبب تصنيف تياره الأقصى الأقل.

3.3 الاعتماد على درجة الحرارة

يوضح الشكل 1-8 الشدة النسبية كدالة لدرجة حرارة نقطة اللحام. عند درجات الحرارة المرتفعة، ينخفض خرج الضوء. على سبيل المثال، عند 100 درجة مئوية، تنخفض الشدة النسبية إلى حوالي 80% من قيمتها عند 25 درجة مئوية لمصابيح LED البيضاء. الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية للحفاظ على الأداء.

3.4 أقصى تيار أمامي مقابل درجة الحرارة

يوضح الشكل 1-9 منحنى التخفيض: يتناقص أقصى تيار أمامي مسموح به مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. عند 85 درجة مئوية، يجب تقليل التيار إلى حوالي 350 مللي أمبير لجميع الألوان لتجنب تجاوز أقصى درجة حرارة للوصلة.

3.5 نمط الإشعاع

يوضح مخطط الإشعاع (الشكل 1-10) توزيعًا واسعًا شبيهًا بـ Lambertian مع عرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) يبلغ حوالي 120 درجة. هذا يجعل LED مناسبًا لتطبيقات الإضاءة المنتشرة.

3.6 التوزيع الطيفي

يعرض الشكل 1-11 شدة الانبعاث النسبية مقابل الطول الموجي للأحمر (ذروة ~620-630 نانومتر)، والأخضر (~520-530 نانومتر)، والأزرق (~460-475 نانومتر)، والأبيض (طيف عريض مع ذروات عند انبعاث الأزرق والفوسفور). يتم عرض طيفين أبيضين (3000 كلفن و6000 كلفن) لتوضيح الفرق في درجة حرارة اللون.

4. معلومات ميكانيكية وتغليف

4.1 أبعاد الحزمة

حجم الحزمة 3.45 مم × 3.45 مم × 2.20 مم (الطول × العرض × الارتفاع). التفاوتات ±0.2 مم ما لم يذكر خلاف ذلك. تظهر الرؤية العلوية مخططًا مربعًا، وتشير الرؤية الجانبية إلى ارتفاع العدسة، وتكشف الرؤية السفلية عن تخطيط وسادة اللحام مع علامات القطبية.

4.2 القطبية وأنماط اللحام

يوضح الشكل 1-4 تصميم القطبية: وسادات موجبة (+) وسالبة (-) لكل قناة. يشمل نمط اللحام الموصى به (الشكل 1-5) أبعاد الوسادة 0.85 مم، 0.56 مم، 0.38 مم، إلخ، بمسافة 3.55 مم. يوصى باستخدام قناع لحام مناسب لمنع التلامس.

4.3 الشريط الحامل والبكرة

يتم تغليف LED في شريط حامل بمسافة جيب 4.00 مم وعرض 12.00 مم. تحتوي كل بكرة على 1000 قطعة. أبعاد البكرة: القطر الخارجي 178 مم، قطر المحور 59 مم، والعرض 13.5 مم. يتم إرفاق ملصق برقم الجزء ورقم الدفعة ورمز التجميع والكمية.

5. إرشادات اللحام والمناولة

5.1 منحنى لحام إعادة التدفق SMT

منحنى لحام إعادة التدفق الموصى به: التسخين المسبق من 150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية، معدل الارتفاع ≤3°C/ثانية، الوقت فوق 217°C (TL) حتى 60 ثانية، درجة الحرارة القصوى (Tp) 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. معدل التبريد ≤6°C/ثانية. إجمالي الوقت من 25°C إلى الذروة<8 دقائق. لا تقم بإعادة التدفق أكثر من مرتين. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين عمليات اللحام، فقد تتلف مصابيح LED.

5.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، حافظ على درجة حرارة المكواة أقل من 300 درجة مئوية ووقت التلامس أقل من 3 ثوانٍ. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط.

5.3 احتياطات المناولة

• لا تضغط ميكانيكيًا أو تهتز أثناء التبريد بعد اللحام.
• تجنب الضغط القوي على سطح عدسة السيليكون؛ استخدم فوهات التقاط ووضع مناسبة.
• لا تقم بتركيب المكونات على أجزاء PCB ملتوية.
• لا تقم بتبريد الجهاز بسرعة بعد اللحام.
• LED حساس لـ ESD؛ اتخذ تدابير الحماية المناسبة من التفريغ الكهروستاتيكي.
• شروط التخزين: قبل فتح كيس الألومنيوم، قم بالتخزين عند ≤30°C ورطوبة نسبية ≤75% لمدة تصل إلى 6 أشهر. بعد الفتح، استخدم في غضون 168 ساعة عند ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%. إذا تم تجاوز ذلك، قم بالخبز عند 60±5°C و<5% رطوبة نسبية لمدة 24 ساعة.
• تجنب التعرض للمركبات المحتوية على الكبريت (>100 جزء في المليون)، ومحتوى البروم/الكلور العالي (كل منها<900 جزء في المليون، الإجمالي<1500 جزء في المليون)، والمركبات العضوية المتطايرة التي قد تغير لون السيليكون.
• نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل؛ لا يوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية.

6. الموثوقية والاختبار

6.1 عناصر اختبار الموثوقية

خضع LED للاختبارات التالية: لحام إعادة التدفق (260 درجة مئوية، دورتان)، الصدمة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، 300 دورة)، التخزين عند درجة حرارة عالية (100 درجة مئوية، 1000 ساعة)، التخزين عند درجة حرارة منخفضة (-40 درجة مئوية، 1000 ساعة)، اختبار العمر (25 درجة مئوية، 350 مللي أمبير، 1000 ساعة)، واختبار العمر في درجة حرارة عالية ورطوبة عالية (60 درجة مئوية/90% رطوبة نسبية، 350 مللي أمبير، 500 ساعة). تم اجتياز جميع الاختبارات بدون فشل وفقًا لمعايير القبول.

6.2 معايير الحكم على التلف

بعد اختبار الموثوقية، معايير القبول هي: الحفاظ على التدفق الضوئي بنسبة 70% على الأقل للأحمر، 70% للأخضر، 50% للأزرق، و80% للأبيض؛ عدم وجود دائرة مفتوحة أو قصيرة أو وميض؛ تغير الجهد الأمامي ضمن الحدود المحددة.

7. ملاحظات التطبيق

مصباح LED RGBW مثالي لضبط الألوان الديناميكي في الإضاءة المعمارية والترفيهية والتجزئة. عند تصميم دائرة القيادة، تأكد من أن التيار عبر كل قناة لا يتجاوز أقصى تصنيف مطلق. استخدم مشغلات تيار ثابت لتجنب الانفلات الحراري. الإدارة الحرارية المناسبة (مثل PCB ذو القلب المعدني) ضرورية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من أقصى تصنيف. تسمح زاوية الرؤية الواسعة بتوزيع متساوٍ للضوء في تركيبات الإضاءة الخطية والمساحية. لتطبيقات الضوء الأبيض، يمكن أن يؤدي الجمع بين صناديق CCT متعددة إلى تحقيق تجسيد لوني دقيق.

8. معلومات الطلب

هيكل رقم الجزء هو: RF-BRC35RGB-XXW-L8-K0-A120، حيث يشير XX إلى درجة حرارة اللون المترابطة (مثل 27 لـ 2700K، 30 لـ 3000K، إلخ). اللاحقة A120 تشير إلى التوزيع الزاوي (120 درجة). يتم تحديد رموز التجميع لـ VF والتدفق والطول الموجي على الملصق. التغليف القياسي هو 1000 قطعة لكل بكرة.

9. مقارنة التكنولوجيا والمزايا

بالمقارنة مع حزم حامل الرقاقة البلاستيكية التقليدية (PLCC)، توفر الحزمة السيراميكية توصيل حراري فائق، مقاومة حرارية أقل، وموثوقية أفضل تحت التشغيل بتيار عالٍ. يوفر تكوين RGBW مرونة أكبر من مصابيح LED RGB المنفصلة مع فوسفور خارجي، حيث تقدم القناة البيضاء كفاءة عالية ومزج ألوان مبسط. يغطي نطاق CCT الواسع (2700K-6500K) الأبيض الدافئ والبارد، ومناسب لتصميمات الإضاءة اليومية.

10. الأسئلة الشائعة

س: ما هو خرج اللومن النموذجي للقناة البيضاء عند 350 مللي أمبير؟ج: التدفق الضوئي النموذجي يتراوح بين 100 و140 لومن، حسب صندوق CCT.

س: هل يمكن تشغيل قنوات RGB بشكل مستقل عن القناة البيضاء؟ج: نعم، كل قناة لها الأنود والكاثود الخاص بها، مما يسمح بالتحكم المستقل في التيار.

س: ما هو التيار الأمامي الموصى به لتحقيق أفضل كفاءة؟ج: لتحقيق أفضل توازن بين الكفاءة والتدفق، قم بتشغيل جميع القنوات عند 350 مللي أمبير. التيارات الأعلى تزيد من الخرج ولكنها تقلل من الكفاءة وتتطلب تبريدًا أفضل.

س: كيف يجب التعامل مع LED لتجنب تلف ESD؟ج: استخدم محطات عمل مؤرضة، وأساور معصم مضادة للكهرباء الساكنة، وتغليف موصل. قم بالتخزين في أكياس حاجزة للرطوبة مع مادة مجففة.

11. دراسات حالة عملية

الحالة 1: نظام إضاءة متجر بيع بالتجزئة استخدم LED RGBW في تركيبة خطية لتحقيق درجة حرارة لون ديناميكية من 2700K إلى 6000K. احتوت كل تركيبة على 24 مصباح LED، تعمل بتيار 350 مللي أمبير. سمحت الحزمة السيراميكية للتجهيزات بالعمل في درجة حرارة محيطة عالية دون تبريد نشط. حافظ خرج الضوء على 90% بعد 50,000 ساعة تشغيل.

الحالة 2: للإضاءة الخارجية للمناظر الطبيعية، تم تغليف LED في غلاف مقاوم للماء. وفرت زاوية الرؤية الواسعة إضاءة موحدة لواجهات المباني. تم استخدام القنوات الحمراء والخضراء لألوان مميزة أثناء العطلات، بينما وفر الضوء الأبيض الإضاءة العامة.

12. مبدأ التشغيل

يجمع مصباح LED RGBW هذا بين أربعة بواعث ضوئية شبه موصلة. تستخدم الرقاقة الحمراء مادة AlGaInP، التي تصدر ضوءًا في الطيف الأحمر عندما تتحد الإلكترونات مع الفجوات عبر فجوة النطاق. تستخدم الرقائق الخضراء والزرقاء InGaN، والتي يمكن ضبط فجوة نطاقها عن طريق تعديل محتوى الإنديوم لإنتاج الضوء الأخضر أو الأزرق. الرقاقة البيضاء هي في الواقع رقاقة InGaN زرقاء مطلية بفوسفور أصفر يحول جزءًا من الضوء الأزرق إلى أصفر، مما ينتج ضوءًا أبيض. من خلال الجمع بين القنوات الحمراء والخضراء والزرقاء بنسب مختلفة، يمكن تحقيق أي لون ضمن النطاق اللوني. إضافة القناة البيضاء تزيد من التدفق الضوئي الكلي وتحسن تجسيد اللون لتطبيقات الضوء الأبيض.

13. اتجاهات التطوير

الاتجاه في تغليف LED هو نحو كثافات طاقة أعلى، وأبعاد أصغر، وإدارة حرارية أفضل. يتم استخدام الحزم السيراميكية بشكل متزايد للتطبيقات عالية القدرة. تكتسب مصابيح LED كاملة الألوان والقابلة لضبط اللون الأبيض شعبية في الإضاءة الذكية، حيث يتطلب تكامل إنترنت الأشياء تحكمًا دقيقًا في الألوان. تستمر كفاءة مصابيح LED الزرقاء والخضراء المعتمدة على InGaN في التحسن، ويتم تحسين مواد الفوسفور لتحقيق CRI أعلى واستقرار حراري أفضل. قد تتضمن التطورات المستقبلية التغليف على مستوى الرقاقة (CSP) والهياكل متعددة الوصلات لتحقيق كفاءة أعلى. تستمر اللوائح البيئية (RoHS, REACH) في دفع التخلص من المواد الخطرة.