مواصفات LED أصفر متوسط القدرة SMD 67-21S - عبوة PLCC-2 - 150mA - 2.8V - 590-600nm - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات صمام ثنائي باعث للضوء (LED) متوسط القدرة للتركيب السطحي (SMD) بتنسيق عبوة PLCC-2. يتميز الجهاز بانبعاث الضوء الأصفر، والذي يتم تحقيقه من خلال شريحة من مادة AlGaInP مغلفة براتنج شفاف. تم تصميمه لتطبيقات الإضاءة العامة التي تتطلب توازنًا بين الأداء والكفاءة والعامل الشكلي المدمج.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED الكفاءة الضوئية العالية، واستهلاك الطاقة المعتدل المناسب للتطبيقات متوسطة القدرة، وزاوية مشاهدة واسعة تبلغ 120 درجة، مما يضمن توزيعًا موحدًا للضوء. يلتزم المنتج بمعايير السلامة والبيئة الحديثة، حيث أنه خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS)، ولوائح الاتحاد الأوروبي REACH، ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). يجعل تصميمه المدمج منه مكونًا مثاليًا لحلول الإضاءة ذات المساحات المحدودة.

1.1 التطبيقات المستهدفة

مجالات التطبيق الرئيسية لهذا الـ LED متنوعة، مستفيدةً من خصائص لونه وأدائه. تشمل الأسواق الرئيسية إضاءة الديكور والترفيه، حيث يكون الناتج الأصفر المتسق مرغوبًا للتأثيرات الجمالية. كما أنه مناسب لتطبيقات الإضاءة الزراعية، ربما لمراحل نمو محددة أو إضاءة تكميلية. أخيرًا، يجعل ملف أدائه المتوازن منه قابلًا للتطبيق في إضاءة الاستخدام العام في مختلف المنتجات الاستهلاكية والتجارية.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد حدود تشغيل الجهاز تحت الظروف التي تكون فيها درجة حرارة نقطة اللحام (T_اللحام) 25 درجة مئوية. قد يتسبب تجاوز هذه التقييمات في حدوث تلف دائم.

• التيار الأمامي (I_F):150 مللي أمبير (مستمر).
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):300 مللي أمبير، مسموح به في ظروف النبض مع دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 10 مللي ثانية.
• تبديد الطاقة (P_d):420 ملي واط.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):2000 فولت. المكون حساس للكهرباء الساكنة، ويجب اتخاذ احتياطات التعامل المناسبة مع ESD. هذا التقييم للإشارة فقط.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• المقاومة الحرارية، من الوصلة إلى نقطة اللحام (R_{th J-S}):50 درجة مئوية/واط. هذه المعلمة حاسمة لتصميم إدارة الحرارة.
• أقصى درجة حرارة للوصلة (T_j):115 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:يمكن للجهاز تحمل لحام إعادة التدفق عند 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ أو اللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس الأداء النموذجي عند T_اللحام= 25 درجة مئوية و I_F= 150 مللي أمبير.

• التدفق الضوئي (Φ):يتراوح من حد أدنى 11 لومن إلى حد أقصى 27 لومن، مع تسامح نموذجي ±11%.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 1.8 فولت إلى 2.8 فولت عند التيار المحدد، مع تسامح نموذجي ±0.1 فولت.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):120 درجة، نموذجي.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

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

3.1 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف مصابيح LED حسب ناتجها الضوئي المقاس عند I_F=150 مللي أمبير. تحدد رموز المجموعات (مثل L2، L3، M3، N3) نطاقًا أدنى وأقصى للتدفق الضوئي. على سبيل المثال، تغطي المجموعة L2 نطاق 11-12 لومن، بينما تغطي المجموعة N3 نطاق 24-27 لومن. التسامح داخل كل مجموعة هو ±11%.

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف الأجهزة وفقًا لهبوط الجهد الأمامي عند I_F=150 مللي أمبير. تمثل الرموز من 25 إلى 34 نطاقات الجهد بخطوات 0.1 فولت، بدءًا من 1.8-1.9 فولت (المجموعة 25) وحتى 2.7-2.8 فولت (المجموعة 34). التسامح هو ±0.1 فولت.

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

يحدد هذا اللون الملحوظ للضوء الأصفر. تم تحديد مجموعتين: Y53 (590-595 نانومتر) و Y54 (595-600 نانومتر). التسامح في قياس الطول الموجي السائد/الذروة هو ±1 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 توزيع الطيف

يظهر الرسم البياني شدة الإضاءة النسبية عبر الأطوال الموجية من حوالي 520 نانومتر إلى 680 نانومتر. يبلغ المنحنى ذروته في المنطقة الصفراء (حوالي 590-600 نانومتر)، مما يؤكد مجموعات الطول الموجي السائد، مع انبعاث ضئيل في أجزاء أخرى من الطيف المرئي.

4.2 الخصائص الحرارية والكهربائية

• الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 1):يوضح كيف ينخفض V_Fبشكل خطي مع زيادة درجة حرارة الوصلة (T_j)، وهي خاصية شائعة لمصابيح LED. هذا مهم لتصميم محرك التيار الثابت.
• القدرة الإشعاعية النسبية مقابل التيار الأمامي (الشكل 2):يوضح العلاقة شبه الخطية بين ناتج الضوء وتيار القيادة. عادةً ما تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جدًا.
• التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 3):يوضح انخفاض ناتج الضوء مع زيادة T_j، مما يسلط الضوء على أهمية الإدارة الحرارية للحفاظ على السطوع.
• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (الشكل 4):منحنى I-V القياسي للصمام الثنائي، يظهر العلاقة الأسية.
• أقصى تيار قيادة أمامي مقابل درجة حرارة اللحام (الشكل 5):منحنى تخفيض التصنيف يشير إلى أنه يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر مع زيادة درجة حرارة البيئة/نقطة اللحام لمنع تجاوز T_j(max).
• مخطط الإشعاع (الشكل 6):رسم قطبي يصور التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة بنمط شبه لامبرتي.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتم وضع الـ LED في عبوة سطحية قياسية PLCC-2 (حامل الشريحة الرصاصي البلاستيكي). يحدد الرسم البعدي الطول والعرض والارتفاع وتباعد الأطراف والميزات الميكانيكية الحرجة الأخرى. ما لم يُذكر خلاف ذلك، فإن التسامح البعدي هو ±0.15 مم. تم تصميم العبوة لتكون متوافقة مع عمليات اللحام الآلي بالالتقاط والوضع وإعادة التدفق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات اللحام

تم تصنيف الجهاز لعمليات اللحام القياسية: لحام إعادة التدفق عند درجة حرارة ذروة 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ، أو اللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ. الالتزام بهذه الملفات ضروري لمنع تلف العبوة أو تدهور المواد الداخلية.

6.2 احتياطات التخزين والتعامل

• حساسية ESD:المنتج حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع إجراءات التعامل الآمنة من ESD خلال جميع مراحل التجميع والاختبار.
• حساسية الرطوبة:يتم تعبئة المكونات في مواد مقاومة للرطوبة (أكياس واقية من الرطوبة من الألومنيوم مع مجفف). لا يجب فتح الكيس حتى تكون المنتجات جاهزة للاستخدام في بيئة الإنتاج. إذا تم التعرض، قد تكون هناك حاجة للخبز وفقًا للمعايير الصناعية (على الرغم من عدم تفصيل الظروف المحددة هنا).
• حماية التيار:مقاومة خارجية محددة للتيار أو محرك تيار ثابت إلزامي. تظهر مصابيح LED ارتفاعًا حادًا في التيار مع زيادة صغيرة في الجهد تتجاوز جهدها الأمامي، مما قد يؤدي إلى هروب حراري وفشل إذا لم يتم التحكم فيه بشكل صحيح.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات البكرة والشريط

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل بارز ملفوف على بكرات للتجميع الآلي. تشمل المواصفات الرئيسية أبعاد البكرة وعرض الشريط وتباعد الجيوب واتجاه التقدم. تحتوي البكرة القياسية على 4000 قطعة. يتم توفير رسومات مفصلة لأبعاد البكرة والشريط الحامل وشريط الغطاء، مع تسامح نموذجي ±0.1 مم.

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التعبئة عدة رموز: CPN (رقم منتج العميل)، P/N (رقم المنتج)، QTY (كمية التعبئة)، CAT (رتبة شدة الإضاءة، المقابلة لمجموعة التدفق الضوئي)، HUE (رتبة الطول الموجي السائد)، REF (رتبة الجهد الأمامي)، و LOT No (رقم الدفعة للتتبع).

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 اعتبارات التصميم

• الإدارة الحرارية:مع مقاومة حرارية (R_{th J-S}) تبلغ 50 درجة مئوية/واط، فإن تبديد الحرارة الفعال من وسادات اللحام أمر بالغ الأهمية، خاصة عند التشغيل عند أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار البالغ 150 مللي أمبير. يجب الرجوع إلى منحنى تخفيض التصنيف (الشكل 5) لتطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية.
• دوائر القيادة:استخدم دائمًا مصدر تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة متسلسلة لضبط التيار. للجهد الأمامي نطاق (1.8-2.8 فولت) ومعامل درجة حرارة سالب، مما يجعل التصاميم التي تعمل بالجهد غير مستقرة.
• التصميم البصري:زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة مفيدة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة بدون بصريات ثانوية. للحزم المركزة، يجب اختيار البصريات الأولية المناسبة (العدسات).

8.2 التصنيف لاتساق التطبيق

للتطبيقات التي يكون فيها اتساق اللون أو السطوع أمرًا بالغ الأهمية (مثل مصفوفات LED المتعددة في إضاءة الديكور)، فإن تحديد مجموعات ضيقة للتدفق الضوئي (Φ)، والجهد الأمامي (V_F)، والطول الموجي السائد أمر أساسي. يمكن لاستخدام مصابيح LED من نفس دفعة التصنيع أن يعزز الاتساق بشكل أكبر.

9. الموثوقية وضمان الجودة

يتم إجراء مجموعة شاملة من اختبارات الموثوقية لضمان طول عمر المنتج وقوته تحت ضغوط بيئية مختلفة. يتم إجراء الاختبارات بمستوى ثقة 90% ونسبة عيوب متسامح بها للدفعة (LTPD) تبلغ 10%. حجم العينة لكل اختبار هو 22 قطعة، مع معيار القبول/الرفض 0/1.

9.1 بنود اختبار الموثوقية

يشمل نظام الاختبار: مقاومة لحام إعادة التدفق، الصدمة الحرارية، دورات الحرارة، التخزين في درجة حرارة/رطوبة عالية، التشغيل في درجة حرارة/رطوبة عالية، التخزين في درجة حرارة منخفضة، التخزين في درجة حرارة عالية، واختبارات متعددة لحياة التشغيل في درجات حرارة عالية/منخفضة تحت ظروف تيار ودرجة حرارة مختلفة (مثل 150 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية، 55 درجة مئوية، و 90 مللي أمبير عند 85 درجة مئوية). تحاكي هذه الاختبارات ظروف التشغيل الواقعية والشيخوخة المتسارعة.

10. المقارنة التقنية والتحديد

كـ LED متوسط القدرة في عبوة PLCC-2، يشغل هذا الجهاز مكانة محددة. مقارنةً بمصابيح LED منخفضة القدرة (مثل عبوات 0603، 0805)، فإنه يوفر ناتج ضوئي أعلى بكثير، مما يجعله مناسبًا للإضاءة الأساسية بدلاً من مجرد مؤشرات. مقارنةً بمصابيح LED عالية القدرة (مثل عبوات 1 واط، 3 واط على لوحات دوائر مطبوعة ذات قلب معدني)، فإنه يعمل عند تيارات أقل ولديه متطلبات إدارة حرارية أبسط، حيث يبدد الحرارة غالبًا من خلال مسارات اللوحة وحدها. المميزات الرئيسية له هي الجمع بين الكفاءة الجيدة، والعبوة المدمجة والمعيارية، وزاوية المشاهدة الواسعة، والامتثال للوائح البيئية الصارمة.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

11.1 ما هو تيار التشغيل النموذجي؟

يتم تحديد الخصائص الكهروضوئية عند 150 مللي أمبير، وهو أيضًا الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر. هذه هي نقطة الاختبار القياسية والتشغيل الموصى بها لتحقيق التدفق الضوئي المقنن.

11.2 لماذا يعتبر محرك التيار الثابت ضروريًا؟

للجهد الأمامي (V_F) انتشار في الإنتاج (1.8-2.8 فولت) وينخفض مع درجة الحرارة. القيادة بجهد ثابت ستسبب تباينات كبيرة في التيار وبالتالي ناتج الضوء، مما قد يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتقييم ويسبب الفشل. يضمن مصدر التيار الثابت سطوعًا مستقرًا ويحمي الـ LED.

11.3 كيف أفسر رموز المجموعات في الطلبية؟

يتضمن رقم الجزء الكامل رموزًا للتدفق الضوئي (مثل L8)، والجهد الأمامي (مثل 28)، والطول الموجي السائد (مثل Y54). هذا يحدد جهازًا بتدفق ضوئي بين 17-18 لومن، و V_Fبين 2.1-2.2 فولت، وطول موجي بين 595-600 نانومتر. يجب على المصممين اختيار المجموعات التي تتطابق مع تصميم دائراتهم (للجهد) ومتطلبات تطبيقهم (للسطوع واللون).

11.4 ما هي ظروف التخزين قبل الاستخدام؟

المكونات حساسة للرطوبة. يجب تخزينها في أكياسها الواقية من الرطوبة الأصلية غير المفتوحة. بمجرد الفتح، يجب استخدامها خلال إطار زمني محدد أو خبزها وفقًا للمعايير الصناعية ذات الصلة (مثل معايير IPC/JEDEC) لإزالة الرطوبة الممتصة قبل لحام إعادة التدفق، لمنع ظاهرة \"الفشار\" أو التقشر.

12. حالة تصميم واستخدام عملية

سيناريو: تصميم إضاءة سلسلة LED صفراء زخرفية.يحتاج المصمم إلى 50 LED لكل سلسلة. لضمان مظهر موحد، يحدد مجموعة تدفق ضوئي ضيقة (مثل L7: 16-17 لومن) ومجموعة طول موجي سائد واحدة (Y54). يصمم دائرة قيادة توفر تيارًا ثابتًا قدره 150 مللي أمبير. مع الأخذ في الاعتبار المقاومة الحرارية البالغة 50 درجة مئوية/واط، يضمن أن لوحة الدوائر المطبوعة لديها مساحة نحاسية كافية تحت وسادات الـ LED لتعمل كمشتت للحرارة، خاصة إذا كانت الأضواء ستستخدم في تركيبات مغلقة. يحسب إجمالي هبوط الجهد للسلسلة المتسلسلة بناءً على مجموعة V_Fالقصوى (مثل المجموعة 34: 2.8 فولت) لتحديد حجم مصدر الطاقة بشكل مناسب. زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة مثالية لخلق تأثير متوهج منتشر بدون نقاط ساخنة.

13. مبدأ التشغيل

يتم توليد الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المدمج للصمام الثنائي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من شريحة أشباه الموصلات (المكونة من AlGaInP). تتحد حاملات الشحنة هذه، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر (590-600 نانومتر). يوفر الغلاف الراتنجي الشفاف الحماية للشريحة، ويوفر الاستقرار الميكانيكي، ويشكل نمط ناتج الضوء.

14. اتجاهات الصناعة والسياق

أصبحت مصابيح LED متوسطة القدرة في عبوات مثل PLCC-2 العمود الفقري لتطبيقات الإضاءة العامة بسبب توازنها الممتاز بين التكلفة والكفاءة (لومن لكل واط) والموثوقية. الاتجاه في هذا القطاع هو نحو كفاءة أعلى باستمرار، مما يسمح باستهلاك طاقة أقل أو ناتج ضوئي أعلى من نفس العامل الشكلي. هناك أيضًا دفع مستمر لتحسين اتساق اللون (تصنيف أضيق) وتقييمات أعلى لدرجة حرارة التشغيل القصوى. علاوة على ذلك، فإن الامتثال للوائح البيئية المتطورة (RoHS، REACH، الخالية من الهالوجين) أصبح الآن متطلبًا قياسيًا، وليس ميزة تمييزية. التكنولوجيا ناضجة، مع التركيز على تحسين التصنيع والدمج في أنظمة إضاءة أكثر ذكاءً ومتصلة.