ورقة بيانات LED سلسلة T3B 3014 شريحة واحدة 0.2W للإضاءة الخلفية - الأبعاد 3.0x1.4x0.8 مم - الجهد 3.1 فولت - الطاقة 0.2 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة T3B عائلة من مصابيح LED عالية الأداء، ذات شريحة واحدة، وتركيب سطحية، مصممة بشكل أساسي لتطبيقات الإضاءة الخلفية. باستخدام بصمة حزمة مضغوطة 3014 (3.0 مم × 1.4 مم)، تقدم هذه المصابيح توازنًا بين الكفاءة الضوئية، والموثوقية، ومرونة التصميم المناسبة لعروض الإلكترونيات الحديثة وأنظمة المؤشرات.

جوهر الجهاز هو شريحة أشباه موصلات واحدة قادرة على تقديم ما يصل إلى 0.2 واط من الطاقة الضوئية. تتميز السلسلة بزاوية مشاهدة واسعة، وأداء لوني مستقر عبر مجموعة من درجات حرارة اللون، وبناء قوي مناسب لعمليات التجميع الآلي مثل لحام إعادة التدفق.

2. المعلمات والمواصفات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد المعلمات التالية الحدود التشغيلية التي بعدها قد يحدث تلف دائم لـ LED. يتم تحديد جميع القيم عند درجة حرارة محيطة (Ts) تبلغ 25 درجة مئوية.

• التيار الأمامي (IF):80 مللي أمبير (مستمر)
• تيار النبضة الأمامي (IFP):120 مللي أمبير (عرض النبضة ≤10 مللي ثانية، دورة العمل ≤1/10)
• تبديد الطاقة (PD):288 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية
• درجة حرارة التقاطع (Tj):125 درجة مئوية
• درجة حرارة اللحام (Tsld):230 درجة مئوية أو 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ (منحنى إعادة التدفق)

2.2 الخصائص الكهروضوئية

معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية (Ts=25°C، IF=60mA).

• الجهد الأمامي (VF):نموذجي 3.1 فولت، أقصى 3.5 فولت
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• التيار العكسي (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير (VR=5V)
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):110 درجة (نموذجي)

3. نظام التصنيف والفرز للمنتج

3.1 قاعدة ترقيم الموديل

يتبع رمز المنتج تنسيقًا منظمًا:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. يلخص هذا الرمز السمات الرئيسية:

• رمز الحزمة/الشكل:على سبيل المثال، "3B" تشير إلى حزمة 3014.
• تكوين الشريحة:"S" لشريحة واحدة صغيرة الطاقة (كما في هذه السلسلة).
• رمز التصميم البصري:"00" تشير إلى عدم وجود عدسة ثانوية.
• رمز اللون:يحدد لون الانبعاث أو النقطة البيضاء.
  • أبيض دافئ: L (<3700K)
  • أبيض محايد: C (3700-5000K)
  • أبيض بارد: W (>5000K)
  • ألوان أخرى: R (أحمر)، Y (أصفر)، G (أخضر)، B (أزرق)، إلخ.
• رمز التدفق الضوئي:يحدد الحد الأدنى لتصنيف خرج التدفق الضوئي (مثل D2، D3).
• رمز درجة حرارة اللون:لمصابيح LED البيضاء، يحدد تصنيف درجة حرارة اللون المترابطة (CCT).
• رمز الجهد الأمامي:يحدد تصنيف VF (مثل B، C، D).

3.2 فرز التدفق الضوئي

لمصابيح LED البيضاء للإضاءة الخلفية بمؤشر تجسيد اللون (CRI) 60 و CCT تتراوح من 10,000K إلى 40,000K، يتم فرز التدفق الضوئي عند تيار اختبار 60mA. يحدد الفرزالحد الأدنىقيمة، مع احتمال أن يكون التدفق الفعلي أعلى.

• الرمز D2:18 لومن (الحد الأدنى) إلى 20 لومن (الحد الأقصى)
• الرمز D3:20 لومن (الحد الأدنى) إلى 22 لومن (الحد الأقصى)
• الرمز D4:22 لومن (الحد الأدنى) إلى 24 لومن (الحد الأقصى)
• الرمز D5:24 لومن (الحد الأدنى) إلى 26 لومن (الحد الأقصى)

التسامح لقياس التدفق الضوئي هو ±7%.

3.3 فرز جهد التشغيل الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي (VF) إلى فئات دقيقة للمساعدة في تصميم الدائرة لتنظيم التيار والتوحيد في مصفوفات LED المتعددة.

• الرمز B:2.8 فولت إلى 2.9 فولت
• الرمز C:2.9 فولت إلى 3.0 فولت
• الرمز D:3.0 فولت إلى 3.1 فولت
• الرمز E:3.1 فولت إلى 3.2 فولت
• الرمز F:3.2 فولت إلى 3.3 فولت
• الرمز G:3.3 فولت إلى 3.4 فولت
• الرمز H:3.4 فولت إلى 3.5 فولت

التسامح لقياس الجهد هو ±0.08 فولت.

3.4 فرز اللونية

يتم تصنيف مصابيح LED البيضاء إلى مناطق لونية محددة على مخطط فضاء اللون CIE 1931 لضمان اتساق اللون. بالنسبة لسلسلة الإضاءة الخلفية 3014، يتم تعريف المناطق المسماة من BG1 إلى BG5 بحدود إحداثيات (x, y) دقيقة. يتم شحن المنتجات مع الالتزام بقيود منطقة اللونية المطلوبة.

تسامح إحداثيات اللونية هو ±0.005. تسامح CRI هو ±2.

4. منحنيات وخصائص الأداء

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

خاصية I-V نموذجية للديود شبه الموصل. يظهر المنحنى زيادة حادة في التيار بمجرد تجاوز الجهد الأمامي للعتبة (حوالي 2.7V-2.9V). التشغيل عند التيار الموصى به 60mA يضمن أداءً مستقرًا ضمن فئة الجهد المحددة.

4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي

يزداد الخرج الضوئي مع زيادة التيار الأمامي ولكنه يظهر علاقة شبه خطية عند التيارات الأعلى بسبب زيادة درجة حرارة التقاطع وانخفاض الكفاءة. يسلط المنحنى الضوء على نطاق تيار القيادة الأمثل لتعظيم الفعالية (لومن لكل واط).

4.3 القدرة الطيفية النسبية مقابل درجة حرارة التقاطع

ينتقل الخرج الطيفي لنظام الفوسفور في LED مع درجة حرارة التقاطع (Tj). هذا المنحنى بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب نقاط لون مستقرة. مع زيادة Tj من 25°C إلى 125°C، تنخفض الطاقة الطيفية النسبية عادةً، مما قد يؤثر على كل من التدفق الضوئي واللونية.

4.4 توزيع القدرة الطيفية النسبية

يصور هذا الرسم البياني طيف الانبعاث الطبيعي لـ LED الأبيض، ويظهر مزيجًا من ذروة انبعاث الشريحة الزرقاء وانبعاث الفوسفور المحول الأصفر/الأخضر/الأحمر الأوسع. يحدد شكل هذا المنحنى مؤشر تجسيد اللون (CRI) وجودة اللون المدركة.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية ومساحة التركيب

يتوافق LED مع أبعاد الحزمة القياسية 3014:

• الطول (L): 3.0 مم ±0.10 مم
• العرض (W): 1.4 مم ±0.10 مم
• الارتفاع (H): 0.8 مم ±0.10 مم

يتم توفير رسومات أبعاد تفصيلية مع التسامحات (.X: ±0.10mm، .XX: ±0.05mm) لتخطيط اللوحة الإلكترونية.

5.2 تصميم النمط الموصى به على اللوحة الإلكترونية والقالب

يوصى بتصميم لوح لحام مخصص لضمان لحام موثوق، وإدارة حرارية مناسبة، واستقرار ميكانيكي. يتضمن نمط اللوح عادةً لوحين للأنود/الكاثود. يتم أيضًا تحديد تصميم قالب معجون لحام مقابل، وهو أمر بالغ الأهمية للتحكم في حجم معجون اللحام أثناء تجميع تكنولوجيا التركيب السطحي (SMT) لمنع ظاهرة "الشمعدان" أو نقاط اللحام غير الكافية.

تحديد القطبية:يتم عادةً تمييز الكاثود على جسم الـ LED. يجب أن يشير طباعة الحرير على اللوحة الإلكترونية بوضوح إلى القطبية لمنع التركيب العكسي.

6. إرشادات التجميع والتعامل والتخزين

6.1 الحساسية للرطوبة ومتطلبات التجفيف

يتم تصنيف حزمة LED 3014 على أنها حساسة للرطوبة وفقًا لـ IPC/JEDEC J-STD-020C. يمكن أن يؤدي التعرض للرطوبة المحيطة بعد فتح كيس الحاجز الرطوبي المغلق إلى حدوث تشققات "الفرقعة" أو انفصال الطبقات أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة.

• التخزين:يجب تخزين الأكياس غير المفتوحة تحت 30 درجة مئوية و 85% رطوبة نسبية. بعد الفتح، قم بالتخزين عند <30 درجة مئوية و <60% رطوبة نسبية، ويفضل في خزانة جافة أو وعاء محكم مع مجفف.
• مدة الصلاحية بعد الفتح:بعد فتح الكيس المغلق، يجب استخدام المكونات خلال 12 ساعة إذا تعرضت لظروف المصنع المحيطة (>30% رطوبة نسبية).
• التجفيف:إذا تم تجاوز مدة الصلاحية بعد الفتح أو أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة رطوبة عالية، فإن التجفيف مطلوب: 60 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. لا تتجاوز 60 درجة مئوية. يجب أن يحدث إعادة التدفق خلال ساعة واحدة بعد التجفيف، أو يجب إعادة الأجزاء إلى تخزين جاف (<20% رطوبة نسبية).

6.2 منحنى لحام إعادة التدفق

يمكن لـ LED تحمل منحنيات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية. الحد الأقصى لدرجة الحرارة القصوى هو 260 درجة مئوية، مع وقت موصى به فوق نقطة الانصهار (على سبيل المثال، 217 درجة مئوية) لمدة 10 ثوانٍ. يعتبر معدل التسخين والتبريد المتحكم فيه ضروريًا لتقليل الإجهاد الحراري على الحزمة.

6.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED هي أجهزة أشباه موصلات وحساسة للتفريغ الكهروستاتيكي، وخاصة الأنواع البيضاء والخضراء والزرقاء والبنفسجية. يمكن أن يتسبب ESD في فشل فوري أو تلف كامن يؤدي إلى تقليل العمر الافتراضي وتدهور الأداء (مثل تحول اللون، زيادة تيار التسرب).

• الوقاية:تعامل مع مصابيح LED في منطقة محمية من ESD (EPA) باستخدام أساور معصم مؤرضة، وسجاد موصل، ومؤينات.
• التعبئة:استخدم حاويات وصواني آمنة من ESD أثناء النقل والتعامل.
• معدات التجميع:تأكد من أن آلات التركيب والتفريغ SMT والمعالجات الأخرى مؤرضة بشكل صحيح.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 التطبيقات النموذجية

• الإضاءة الخلفية للشاشات الكريستالية السائلة:وحدات إضاءة خلفية مضاءة من الحافة أو مباشرة للشاشات وأجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والعروض التقديمية للسيارات.
• أضواء المؤشر العامة:مؤشرات الحالة، وإضاءة اللوحات، والإضاءة الزخرفية حيث تكون هناك حاجة لمصدر مضغوط ومشرق.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:الإضاءة الخلفية للوحات المفاتيح، والمفاتيح، واللافتات.

7.2 تصميم دائرة القيادة

القيادة بتيار ثابت:مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. للحصول على سطوع ولون ثابتين، ولمنع الانحراف الحراري، يجب تشغيلها بواسطة مصدر تيار ثابت، وليس مصدر جهد ثابت. يعتبر استخدام مقاومة محددة للتيار مع مصدر جهد طريقة بسيطة ولكنها أقل كفاءة وأقل استقرارًا مع تغيرات درجة الحرارة والجهد.

ضبط التيار:تيار التشغيل الموصى به هو 60mA. التشغيل عند أو بالقرب من الحد الأقصى المطلق (80mA) سيقلل من العمر الافتراضي وقد يغير معلمات اللون ما لم يتم توفير تبديد حراري استثنائي.

الإدارة الحرارية:على الرغم من أن الطاقة منخفضة نسبيًا (0.2W)، إلا أن تبديد الحرارة الفعال من ألواح لحام LED إلى النحاس على اللوحة الإلكترونية أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء وطول العمر. استخدم تخفيفًا حراريًا كافيًا ومساحة نحاسية على اللوحة الإلكترونية. للمصفوفات عالية الكثافة، ضع في الاعتبار الحمل الحراري الإجمالي على اللوحة الإلكترونية.

7.3 اعتبارات التصميم البصري

زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 110 درجة تجعل هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة ومتساوية. للحصول على ضوء أكثر توجيهًا، يجب استخدام بصريات ثانوية (عواكس، أدلة ضوئية). عند تصميم أدلة الضوء، يجب نمذجة نمط انبعاث LED وتوزيع الشدة لتحقيق خرج موحد.

8. المقارنة الفنية والتمييز بين المنتجات

تقدم حزمة 3014 ميزة مميزة في عالم مصابيح LED SMD:

• مقارنة بـ 3528/2835:حزمة 3014 أكثر إحكاما في العرض، مما يسمح بكثافة أعلى في المصفوفات الخطية أو مسافة أصغر في تصميمات الإضاءة الخلفية. غالبًا ما تتميز بتصميم شريحة وحزمة أكثر حداثة للحصول على فعالية أعلى.
• مقارنة بـ 5050:حزمة 3014 هي حل بشريحة واحدة، بينما تحتوي حزم 5050 غالبًا على ثلاث شرائح. توفر 3014 مصدر نقطة أصغر، مما يمكن أن يكون مفيدًا للتحكم البصري في أدلة الضوء، وعادة ما يكون لها مقاومة حرارية أقل لكل حزمة.
• مقارنة بـ 0201/0402:أكبر من مصابيح LED الدقيقة، حزمة 3014 أسهل في التعامل أثناء التجميع، وتوفر إخراج ضوئي أعلى، وأكثر متانة لتطبيقات الإضاءة العامة.

المميزات الرئيسية لهذه السلسلة المحددة T3B هي هيكل الفرز المحدد للون والتدفق، وامتثالها لمعايير حساسية الرطوبة، وإرشادات التطبيق التفصيلية، التي تدعم التصميم من أجل قابلية التصنيع والموثوقية.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما الفرق بين قيمتي "الحد الأدنى" و"النموذجي" للتدفق الضوئي في جدول الفرز؟

قيمة "الحد الأدنى" هي الحد الأدنى المضمون لرمز الفرز هذا. قيمة "النموذجي" هي متوسط تمثيلي، ولكنها غير مضمونة. عندما تطلب فرز D3، فإنك مضمون الحصول على 20 لومن كحد أدنى عند 60mA، ولكن الأجزاء الفعلية قد تصل قياساتها إلى 22 لومن. يضمن هذا النظام تلبية الحد الأدنى لمتطلبات السطوع.

9.2 لماذا التجفيف ضروري، وهل يمكنني استخدام درجة حرارة أعلى للتجفيف بشكل أسرع؟

يزيل التجفيف الرطوبة الممتصة من الحزمة البلاستيكية لمنع تلف ضغط البخار أثناء إعادة التدفق.لا تتجاوز 60 درجة مئوية.يمكن أن تؤدي درجات الحرارة الأعلى إلى تدهور المواد الداخلية (الإيبوكسي، الفوسفور، وصلات الأسلاك) والتعبئة نفسها (الشريط والبكرة)، مما يؤدي إلى فشل مبكر أو مشاكل في التعامل.

9.3 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED باستخدام مصدر طاقة 3.3 فولت ومقاوم؟

نعم، ولكن مع تحذيرات مهمة. بالنظر إلى أن VF النموذجي هو 3.1 فولت، فإن المقاوم المتسلسل ستحتاج إلى تخفيض 0.2 فولت فقط عند 60mA، مما يتطلب مقاومة صغيرة جدًا (~3.3 أوم). هذا لا يترك مجالًا تقريبًا للاختلاف في جهد الإمداد أو VF لـ LED. ستؤدي زيادة صغيرة في جهد الإمداد أو LED من فئة VF أقل إلى زيادة كبيرة في التيار، مما قد يتلف الـ LED. يوصى بشدة باستخدام محرك تيار ثابت للتشغيل الموثوق.

9.4 كيف أفسر رموز مناطق اللونية (BG1، BG2، إلخ)؟

تحدد هذه الرموز منطقة رباعية صغيرة على مخطط اللونية CIE. جميع مصابيح LED من دفعة معينة، عند قياسها، ستقع إحداثيات لونها (x,y) ضمن حدود تلك المنطقة المحددة. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ستتطابق مع بعضها البعض عن كثب في اللون، وهو أمر بالغ الأهمية لتوحيد الإضاءة الخلفية. توفر ورقة البيانات الإحداثيات الزاوية الدقيقة لكل منطقة.

10. مبادئ التشغيل واتجاهات التكنولوجيا

10.1 مبدأ التشغيل الأساسي

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز أشباه موصلات ذو حالة صلبة. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات - وهي عملية تسمى الانبعاث الكهربي. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. في LED أبيض مثل هذا، يتم طلاء شريحة إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN) زرقاء الانبعاث بفوسفور أصفر (أو متعدد الألوان). يهرب بعض الضوء الأزرق، ويمتص الباقي بواسطة الفوسفور ويعاد انبعاثه كضوء بطول موجي أطول (أصفر، أحمر، أخضر). يُنظر إلى خليط الضوء الأزرق والمحول بالفوسفور على أنه أبيض.

10.2 اتجاهات الصناعة

تستمر صناعة LED في التطور نحو فعالية أعلى (لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون، وموثوقية أكبر. بالنسبة لأنواع الحزم مثل 3014، تشمل الاتجاهات:

• كثافة طاقة أعلى:القدرة على التشغيل بتيارات أعلى من نفس البصمة مع تحسن تكنولوجيا الشرائح.
• تحسين اتساق اللون:مواصفات فرز أكثر تشددًا وتكنولوجيا فوسفور متقدمة للحصول على لون أكثر اتساقًا عبر الدُفعات وعبر العمر الافتراضي.
• أداء حراري محسن:مواد وتصميمات جديدة للحزمة لتقليل المقاومة الحرارية، مما يسمح بتيارات تشغيل أعلى وعمر أطول.
• التصغير:بينما حزمة 3014 راسخة، هناك تطور موازٍ في حزم أصغر (مثل 2016، 1515) للشاشات فائقة النحافة.
• التكامل الذكي:نمو محركات LED مع تشخيصات واتصال مدمجين (مثل I2C) للتعتيم المحلي والتحكم في الإضاءة الخلفية.