ورقة بيانات LED أصفر متوسط القدرة 67-21S - عبوة PLCC-2 - 2.1-2.8 فولت - 70 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED متوسط القدرة من نوع جهاز مُركب على السطح (SMD) بعبوة PLCC-2، يُصدر ضوءًا أصفر. مُصمم لتطبيقات الإضاءة العامة، ويوازن بين الأداء والكفاءة والحجم المدمج. يتميز الجهاز بزاوية مشاهدة واسعة، وهو مُصنع من مواد خالية من الرصاص، ويتوافق مع معايير RoHS البيئية، مما يجعله مناسبًا لعمليات التجميع الإلكتروني الحديثة.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED كفاءته الضوئية العالية وملف استهلاك الطاقة المتوسط، مما يسمح بالتشغيل بكفاءة في سيناريوهات إضاءة متنوعة. يسهل الشكل المدمج لـ PLCC-2 التكامل في تصميمات لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)، بينما تضمن زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة توزيعًا موحدًا للضوء. يتوافق مع توجيهات المواد الخالية من الرصاص وRoHS، مما يتماشى مع اللوائح البيئية العالمية.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

تم تصميم هذا الـ LED كمكون متعدد الاستخدامات مناسب لعدة قطاعات إضاءة. تشمل مجالات تطبيقه الرئيسية الإضاءة الزخرفية والترفيهية، حيث يكون اللون والسطوع المتسقان أمرًا بالغ الأهمية. كما أنه قابل للتطبيق في أنظمة الإضاءة الزراعية. علاوة على ذلك، فإن تصنيفه للاستخدام العام يجعله خيارًا موثوقًا لمصابيح المؤشر والإضاءة الخلفية ومهام الإضاءة الشائعة الأخرى في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

2. المعلمات التقنية: تحليل موضوعي متعمق

يقدم هذا القسم تفصيلًا موضوعيًا مفصلًا للحدود التشغيلية وخصائص أداء الجهاز تحت ظروف اختبار محددة.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تجاوزتها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديد هذه الحدود عند درجة حرارة نقطة اللحام (T_Soldering) تبلغ 25 درجة مئوية. يجب ألا يتجاوز تيار الأمام المستمر (I_F) 70 مللي أمبير. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروي (I_FP) يبلغ 140 مللي أمبير تحت دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 10 مللي ثانية. الحد الأقصى لتبديد الطاقة (P_d) هو 200 ملي واط. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة محيطة (T_opr) من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويُخزن (T_stg) بين -40 درجة مئوية و+100 درجة مئوية. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (R_th J-S) هي 50 درجة مئوية/واط، ودرجة حرارة الوصلة القصوى المسموح بها (T_j) هي 115 درجة مئوية. يجب أن يلتزم اللحام بملفات حرارية صارمة: لحام إعادة التدفق عند 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ، أو اللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ. تشير ملاحظة حرجة إلى أن المنتج حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، مما يتطلب احتياطات معالجة مناسبة.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس الخصائص الكهروضوئية عند T_Soldering = 25 درجة مئوية و تيار اختبار (I_F) يبلغ 60 مللي أمبير، مما يمثل نقطة تشغيل نموذجية. يتراوح التدفق الضوئي (I_v) النموذجي من 8.5 لومن (الحد الأدنى) إلى 13.0 لومن (الحد الأقصى). يتراوح جهد الأمام (V_F) النموذجي بين 2.1 فولت و 2.8 فولت. زاوية المشاهدة (2θ_1/2)، المُعرَّفة على أنها الزاوية الكاملة عند نصف الكثافة، هي 120 درجة. يُضمن أن يكون التيار العكسي (I_R) بحد أقصى 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. تمت ملاحظة التسامحات المهمة: التسامح في التدفق الضوئي هو ±11%، والتسامح في جهد الأمام هو ±0.1 فولت حول قيمته المُصنَّفة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في عمليات الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على معايير الأداء الرئيسية. يسمح ذلك للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات التطبيق المحددة للسطوع والخصائص الكهربائية.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف الناتج الضوئي إلى عدة رموز فئات (B7, B8, B9, L1, L2, L3)، يحدد كل منها نطاقًا محددًا من قيم التدفق الضوئي الدنيا والعليا المقاسة عند I_F=60mA. على سبيل المثال، تغطي الفئة B7 من 8.5 إلى 9.0 لومن، بينما تغطي الفئة L3 من 12.0 إلى 13.0 لومن. التسامح العام للتدفق الضوئي هو ±11%.

3.2 تصنيف جهد الأمام

يتم تصنيف جهد الأمام إلى رموز من 28 إلى 34، يمثل كل منها خطوة 0.1 فولت. تغطي الفئة 28 من 2.1 فولت إلى 2.2 فولت، وتغطي الفئة 34 من 2.7 فولت إلى 2.8 فولت. التسامح لجهد الأمام هو ±0.1 فولت من النطاق المُصنَّف.

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تعريف اللون الأصفر بطوله الموجي السائد. تم تحديد رمزي فئة: Y52 لنطاق الطول الموجي السائد من 585 نانومتر إلى 590 نانومتر، و Y53 من 590 نانومتر إلى 595 نانومتر. التسامح في قياس الطول الموجي السائد/الذروة هو ±1 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة ثاقبة حول كيفية تصرف LED تحت ظروف تشغيلية مختلفة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة قوي وإدارة حرارية فعالة.

4.1 توزيع الطيف

يُظهر منحنى الطيف المقدم شدة الإضاءة النسبية عبر الأطوال الموجية من حوالي 540 نانومتر إلى 640 نانومتر. يبلغ المنحنى ذروته في المنطقة الصفراء (حوالي 585-595 نانومتر)، مما يؤكد فئات الطول الموجي السائد، مع انبعاث ضئيل في أجزاء أخرى من الطيف المرئي.

4.2 منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية

يتم توضيح عدة علاقات رئيسية: يوضح الشكل 1 انخفاض انزياح جهد الأمام بشكل خطي مع زيادة درجة حرارة الوصلة من 25 درجة مئوية إلى 115 درجة مئوية. يصور الشكل 2 زيادة الطاقة الإشعاعية النسبية بطريقة شبه خطية مع تيار الأمام. يشير الشكل 3 إلى أن التدفق الضوئي النسبي ينخفض مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهي خاصية حرارية شائعة لمصابيح LED. يُظهر الشكل 4 العلاقة بين تيار الأمام وجهد الأمام، وهي ضرورية لتصميم السائق. يوفر الشكل 5 منحنى تخفيض التصنيف، يُظهر الحد الأقصى المسموح به لتيار الأمام يتناقص مع زيادة درجة حرارة نقطة اللحام، وهو أمر بالغ الأهمية للتصميم الحراري. الشكل 6 هو مخطط إشعاع قطري يوضح توزيع الشدة المكانية، مؤكدًا زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة.

5. المعلومات الميكانيكية وبيانات العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتم توفير رسم تفصيلي بأبعاد عبوة PLCC-2. تشمل الأبعاد الرئيسية الطول الإجمالي والعرض والارتفاع، وكذلك تباعد ومساحة اللحام. يحدد الرسم أن التسامح الافتراضي للأبعاد غير المحددة هو ±0.15 مم. هذه المعلومات حيوية لتصميم بصمة PCB وضمان التثبيت المناسب أثناء التجميع.

5.2 تحديد القطبية

على الرغم من عدم تفصيلها صراحةً في النص، فإن عبوات PLCC-2 القياسية تحتوي عادةً على علامة للكاثود (غالبًا شق، أو نقطة، أو زاوية مشطوفة) لتحديد القطبية. يجب على المصممين الرجوع إلى رسم العبوة لتأكيد مخطط العلامات الدقيق لهذا المكون المحدد.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات لحام إعادة التدفق

تذكر ورقة البيانات صراحةً الملف الحراري الأقصى للحام: يمكن للمكون تحمل درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ أثناء لحام إعادة التدفق. بالنسبة للحام اليدوي، الحد هو 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ. قد يؤدي تجاوز هذه الحدود إلى إتلاف الهيكل الداخلي لـ LED أو العبوة البلاستيكية.

6.2 احتياطات التخزين والمعالجة

الجهاز حساس للرطوبة. لا ينبغي فتح الكيس المقاوم للرطوبة حتى تكون المكونات جاهزة للاستخدام. قبل الفتح، يجب أن تكون ظروف التخزين ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 90% رطوبة نسبية. بعد الفتح، يكون للمكونات "عمر أرضية" قدره 168 ساعة (7 أيام) تحت ظروف ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 60% رطوبة نسبية. يجب إعادة إغلاق أي مصابيح LED غير مستخدمة في عبوة مقاومة للرطوبة مع مجفف. إذا تم تجاوز وقت التخزين المحدد أو تغير لون مؤشر المجفف، فإنه يلزم معالجة بالخبز قبل الاستخدام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع ظاهرة "الفشار" أثناء إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم توريد مصابيح LED على شرائط ناقلة بارزة، والتي يتم لفها بعد ذلك على بكرات. الكميات القياسية المحملة لكل بكرة هي 250، 500، 1000، 2000، 3000، أو 4000 قطعة. يتم إغلاق البكرة، مع الشريط بداخلها، داخل كيس ألومنيوم مقاوم للرطوبة مع مجفف.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق التعبئة على عدة رموز: CPN (رقم منتج العميل)، P/N (رقم المنتج)، QTY (كمية التعبئة)، CAT (رتبة الشدة الضوئية، المقابلة لفئة التدفق)، HUE (رتبة الطول الموجي السائد)، REF (رتبة جهد الأمام)، و LOT No (رقم الدفعة للتتبع).

7.3 أبعاد البكرة والشريط

تحدد الرسومات التفصيلية أبعاد البكرة (القطر، العرض، حجم المحور) والشريط الناقل (تباعد الجيوب، العرض، العمق). هذه الأبعاد مهمة لإعداد آلة الاختيار والوضع الآلية. التسامح لهذه الأبعاد هو عادةً ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تحديد التيار وتصميم السائق

ملاحظة تصميم حرجة هي الحاجة إلى مقاومة خارجية لتحديد التيار أو سائق تيار ثابت. لجهد الأمام نطاق ومعامل درجة حرارة سالب (كما هو موضح في الشكل 1). يمكن أن يؤدي زيادة طفيفة في جهد التغذية أو انخفاض في V_F بسبب التسخين إلى زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في تيار الأمام إذا تم تشغيله مباشرة من مصدر جهد. يجب تصميم السائق للعمل ضمن الحدود القصوى المطلقة، مع مراعاة منحنى تخفيض التصنيف (الشكل 5) لدرجات الحرارة المحيطة المرتفعة.

8.2 الإدارة الحرارية

مع مقاومة حرارية (R_th J-S) تبلغ 50 درجة مئوية/واط، فإن التبريد الفعال عبر نقاط اللحام أمر ضروري للحفاظ على الأداء والعمر الطويل. يجب أن يوفر تخطيط PCB مساحة نحاسية كافية متصلة بنقاط لحام LED لتبديد الحرارة. سيؤدي التشغيل عند درجات حرارة وصلة عالية إلى تقليل الناتج الضوئي (الشكل 3) وتسريع التدهور طويل المدى.

9. الموثوقية وضمان الجودة

تدرج ورقة البيانات مجموعة شاملة من اختبارات الموثوقية التي تم إجراؤها بمستوى ثقة 90% و 10% نسبة عيوب التسامح للدفعة (LTPD). تشمل عناصر الاختبار مقاومة لحام إعادة التدفق، والصدمة الحرارية، وتدوير درجة الحرارة، والتخزين والتشغيل في درجة حرارة/رطوبة عالية، والتخزين والتشغيل في درجة حرارة منخفضة، واختبارات عمر التشغيل في درجة حرارة عالية تحت ظروف متنوعة. لكل اختبار ظروف محددة (درجة حرارة، رطوبة، تيار، مدة) وحجم عينة (22 قطعة) مع معايير قبول محددة (عدم السماح بأي فشل، فشل واحد يرفض الدفعة). توفر هذه البيانات تأكيدًا على متانة المكون تحت الضغوط البيئية والتشغيلية النموذجية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 ما الفرق بين فئات التدفق الضوئي وفئات الطول الموجي السائد؟

تصنف فئات التدفق الضوئي (B7, L1، إلخ) إجمالي ناتج الضوء المرئي (السطوع) لـ LED. تصنف فئات الطول الموجي السائد (Y52, Y53) اللون المُدرك أو درجة اللون للضوء الأصفر. يجب على المصمم تحديد كلاهما لضمان الاتساق في كل من السطوع واللون عبر وحدات متعددة في التطبيق.

10.2 كيف أفسر رسم تيار الأمام مقابل درجة حرارة اللحام (الشكل 5)؟

هذا منحنى تخفيض تصنيف. يُظهر أن الحد الأقصى الآمن لتيار الأمام المستمر الذي يمكن لـ LED تحمله يتناقص مع زيادة درجة الحرارة عند نقاط لحامه. على سبيل المثال، إذا تسبب تصميم PCB في وصول وصلات لحام LED إلى 85 درجة مئوية، فإن الحد الأقصى لتيار التشغيل يكون أقل بكثير من الحد الأقصى المطلق البالغ 70 مللي أمبير المحدد عند 25 درجة مئوية. يجب استخدام هذا الرسم البياني للتصميم الحراري لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

10.3 ماذا يعني "عمر أرضية" ولماذا هو مهم؟

عمر الأرضية هو أقصى وقت يمكن فيه تعريض مصابيح LED الحساسة للرطوبة لظروف المصنع المحيطة (بعد فتح الكيس المغلق) قبل أن يجب لحامها أو إعادة خبزها. يمكن أن يؤدي تجاوز هذا الوقت إلى امتصاص الرطوبة في العبوة البلاستيكية. أثناء الحرارة العالية لعملية لحام إعادة التدفق، يمكن لهذه الرطوبة المحبوسة أن تتبخر بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققات (ظاهرة "الفشار")، مما يؤدي إلى فشل فوري أو كامن.