ورقة بيانات LED 67-11-UG0200H-AM - حزمة PLCC-2 - لون أخضر - جهد تشغيل نموذجي 3.1 فولت - تيار 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 67-11-UG0200H-AM مصباح LED عالي الأداء من نوع "Top View" مُصمم للتركيب السطحي، موجّه في المقام الأول للتطبيقات المتطلبة في مجال السيارات. يستخدم حزمة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي)، مما يوفر حلاً قوياً وموثوقاً للإضاءة الداخلية وإضاءة خلفية لوحات العدادات. تشمل مزاياه الأساسية شدة إضاءة عالية، وزاوية رؤية واسعة، والامتثال للمعايير الصارمة للسيارات والبيئة مثل AEC-Q101، وRoHS، وREACH، ومتطلبات الخلو من الهالوجين.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهروضوئية

يُظهر الجهاز شدة إضاءة نموذجية تبلغ 1400 مللي كانديلا (mcd) عند تشغيله بتياره الأمامي القياسي البالغ 20 مللي أمبير. الطول الموجي السائد نموذجياً هو 523 نانومتر، منتجاً لوناً أخضر. الميزة الرئيسية هي زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة (بمُتحمّل ±5°)، مما يضمن توزيعاً موحداً للضوء. يبلغ الجهد الأمامي (Vf) نموذجياً 3.1 فولت عند 20 مللي أمبير، مع نطاق محدد من 2.75 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.75 فولت (الحد الأقصى) لـ 99% من وحدات الإنتاج.

2.2 القيم القصوى المطلقة والمعايير الكهربائية

تشمل الحدود الحرجة للتشغيل الموثوق أقصى تيار أمامي مستمر 30 مللي أمبير وأقصى تبديد للطاقة 112 مللي واط. يمكن للجهاز تحمل تيار اندفاعي يصل إلى 300 مللي أمبير لنبضات ≤10 ميكروثانية. لم يتم تصميمه للعمل بجهد عكسي. نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين محدد من -40°م إلى +110°م، مع أقصى درجة حرارة تقاطع 125°م. حساسية الجهاز للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) مصنفة بـ 8 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان).

2.3 الخصائص الحرارية

إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية لأداء الـ LED وعمره الافتراضي. تحدد ورقة البيانات قيمتين للمقاومة الحرارية: مقاومة حرارية حقيقية (Rth JS real) بقيمة 130 كلفن/واط ومقاومة حرارية كهربائية (Rth JS el) بقيمة 100 كلفن/واط، وكلاهما مقاسة من التقاطع إلى نقطة اللحام. هذه المعلمة أساسية لحساب درجة حرارة التقاطع تحت ظروف تشغيل محددة ولتصميم تبديد حراري مناسب.

3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 توزيع الطيف ونمط الإشعاع

يُظهر رسم توزيع الطيف النسبي ذروة انبعاث في منطقة الطول الموجي الأخضر (~523 نانومتر). يؤكد رسم نمط الإشعاع خاصية التوزيع الشبيهة بـ "لامبرت" لهذا الـ LED من نوع "Top View"، حيث تنخفض شدة الإضاءة النسبية إلى نصف قيمتها القصوى عند ±60 درجة من الخط المركزي، مما يُحدد زاوية الرؤية البالغة 120°.

3.2 التيار الأمامي مقابل الجهد (منحنى IV)

يُظهر منحنى IV العلاقة الأسية النموذجية لمصابيح LED. عند نقطة التشغيل الموصى بها 20 مللي أمبير، يتجمع الجهد الأمامي حول 3.1 فولت. يجب على المصممين مراعاة نطاق Vf عند تصميم دوائر تحديد التيار لضمان سطوع متسق عبر وحدات متعددة.

3.3 الاعتماد على درجة الحرارة

تشرح عدة رسوم بيانية تباين الأداء مع درجة الحرارة. للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض بحوالي 2 مللي فولت/°م. كما تنخفض شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، وهو اعتبار بالغ الأهمية للحفاظ على السطوع في بيئات عالية الحرارة مثل مقصورة السيارة. يُظهر الطول الموجي السائد تحولاً طفيفاً إيجابياً (زيادة) مع درجة الحرارة.

3.4 تخفيض التيار والتعامل مع النبضات

يتم توفير منحنى لتخفيض التيار الأمامي، يشير إلى أنه يجب تقليل أقصى تيار مستمر مسموح به مع زيادة درجة حرارة لوحة اللحام (Ts) فوق 25°م. على سبيل المثال، عند درجة حرارة Ts تبلغ 110°م، يكون الحد الأقصى للتيار 30 مللي أمبير. يسمح رسم قدرة التعامل مع النبضات المسموح بها للمصممين بحساب تيارات الذروة الآمنة للتشغيل النبضي بناءً على دورة العمل وعرض النبضة.

4. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتوفر المنتج في مجموعات مصنفة (Bins) للمعايير الرئيسية لضمان اتساق التطبيق.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

يسرد جدول تصنيف شامل مجموعات تتراوح من L1 (11.2-14 mcd) حتى GA (18000-22400 mcd). يتوافق رقم القطعة 67-11-UG0200H-AM مع مجموعات ضمن نطاقات AA (1120-1400 mcd) و AB (1400-1800 mcd)، كما هو موضح. وهذا يسمح بالاختيار بناءً على مستويات السطوع المطلوبة.

4.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الطول الموجي السائد بمتحمّل قياس يبلغ ±1 نانومتر. يتم تعريف رموز المجموعات المحددة لهذا المنتج في معلومات الطلب، مما يتيح اختيار لون دقيق للتطبيقات التي تتطلب مطابقة ألوان دقيقة.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف والتركيب

5.1 الأبعاد الميكانيكية

يُحتوى الـ LED في حزمة PLCC-2 قياسية. يوفر الرسم الميكانيكي التفصيلي (المشار إليه في ملف PDF) الأبعاد الدقيقة لجسم الحزمة، وتباعد الأطراف، والارتفاع الكلي، وهي أبعاد بالغة الأهمية لتصميم البصمة على اللوحة المطبوعة (PCB) وفحص المسافات.

5.2 تخطيط لوحة اللحام الموصى به

يتم توفير نمط موصى به للوحة اللحام لضمان لحام موثوق واتصال حراري سليم. الالتزام بهذا التخطيط يساعد في منع ظاهرة "اللوحة القبرية" (tombstoning) ويضمن تبديداً حرارياً أمثل من الوسادة الحرارية للمكون إلى اللوحة المطبوعة.

5.3 ملف تعريف لحام إعادة التدفق (Reflow)

المكون مناسب للحام إعادة التدفق. يجب أن يحافظ ملف التعريف على درجة حرارة وصلة اللحام فوق 217°م لمدة تتراوح بين 60 و 150 ثانية. يجب التحكم في درجة الحرارة القصوى والوقت فوق نقطة الانصهار وفقاً للمبادئ التوجيهية القياسية IPC/JEDEC لمنع التلف الحراري.

5.4 معلومات التغليف

يتم توريد مصابيح LED على شريط مطبوع وبكرة تغليف مناسبة لآلات التجميع الآلي (pick-and-place). تتضمن مواصفات التعبئة تفاصيل عن عرض الشريط، وتباعد الجيوب، وقطر البكرة، والكمية لكل بكرة.

6. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 سيناريوهات التطبيق الرئيسية

التطبيقات المصممة أساساً هيإضاءة المقصورة الداخلية للسيارات(مثل أضواء منطقة القدمين، أضواء لوحة الباب، إضاءة خلفية المفاتيح) ولوحات العداداتإضاءة خلفية الأدوات. التأهيل وفق AEC-Q101 ونطاق درجة حرارة التشغيل الواسع يجعلانه مناسباً لهذه البيئات القاسية.

6.2 اعتبارات تصميم الدائرة الكهربائية

1. 1. القيادة بالتيار:يُوصى بشدة باستخدام مُشغّل تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد ثابت مع مقاوم متسلسل لإخراج إضاءة مستقر وطول عمر، خاصةً مع الأخذ في الاعتبار تباين Vf. نقطة التشغيل النموذجية هي 20 مللي أمبير. 2.حماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):على الرغم من تصنيفه بـ 8 كيلو فولت HBM، يُنصح بتنفيذ حماية خارجية من التفريغ الكهروستاتيكي على خطوط اللوحة المطبوعة المتصلة بالـ LED للتطبيقات السياراتية. 3.التصميم الحراري:استخدم قيم المقاومة الحرارية المقدمة ومنحنيات التخفيض لحساب درجة حرارة التقاطع المتوقعة. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية على اللوحة المطبوعة أسفل الوسادة الحرارية للـ LED لتعمل كمشتت حراري والحفاظ على Ts ضمن الحدود الآمنة. 4.التصميم البصري:زاوية الرؤية 120° مثالية للإضاءة واسعة النطاق. للضوء المركز، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات).

7. احتياطات الاستخدام

• تجنب تطبيق جهد عكسي على الجهاز.
• لا تعمل بأقل من الحد الأدنى للتيار الأمامي البالغ 3 مللي أمبير كما هو موضح في منحنى التخفيض.
• الالتزام الصارم بملف تعريف لحام إعادة التدفق الموصى به لمنع تشقق الحزمة أو تدهور المواد الداخلية.
• تعامل مع المكونات وفقاً لاحتياطات مستوى الحساسية للرطوبة (MSL) 2 إذا تم فتح التغليف.
• تجنب الضغط الميكانيكي على العدسة أثناء التعامل أو التجميع.

8. معلومات الطلب وتحليل رقم القطعة

يتبع رقم القطعة 67-11-UG0200H-AM نظام ترميز محدد. بينما يتم تفصيل التحليل الكامل في ملف PDF، فإنه يشفر عادةً معلومات مثل نوع الحزمة (PLCC-2)، واللون (أخضر)، ومجموعة شدة الإضاءة، ومجموعة الطول الموجي السائد. يتم اختيار مجموعات محددة للشدة والطول الموجي في وقت الطلب لتخصيص المكون لاحتياجات التطبيق.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED القياسية غير السياراتية من نوع PLCC-2، يقدم 67-11-UG0200H-AM مميزات رئيسية: 1.التأهيل للسيارات:ضمان شهادة AEC-Q101 الموثوقية تحت اختبارات دورات الحرارة والرطوبة والإجهاد التشغيلي من الدرجة السياراتية. 2.نطاق درجة حرارة موسع:التشغيل من -40°م إلى +110°م يتجاوز نطاق مصابيح LED التجارية النموذجية. 3.معايير موثوقية محسنة:الامتثال لمتطلبات الخلو من الهالوجين (حدود Br/Cl)، وRoHS، وREACH يلبي المتطلبات البيئية والتنظيمية في أسواق السيارات والأسواق الحساسة الأخرى. 4.تصنيف متسق:التصنيف الدقيق للشدة والطول الموجي يوفر أداءً يمكن التنبؤ به في مصفوفات LED متعددة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما هو السبب الرئيسي لانخفاض شدة الإضاءة بمرور الوقت؟

السبب الرئيسي هو درجة حرارة التقاطع. تشغيل الـ LED فوق تياره الموصى به أو مع تبديد حراري غير كافٍ يُسرع من استهلاك اللومن. صمم دائماً للحفاظ على درجة حرارة التقاطع منخفضة قدر الإمكان ضمن قيود التطبيق.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED باستخدام مصدر طاقة 5 فولت ومقاوم؟

نعم، لكنه ليس الأمثل. استخدام مقاوم متسلسل (R = (Vsupply - Vf_led) / I_f) شائع. ومع ذلك، بسبب التباين النموذجي في Vf (من 2.75 فولت إلى 3.75 فولت)، سيتغير التيار وبالتالي السطوع بشكل كبير من وحدة إلى أخرى. للحصول على أداء متسق، يُوصى بدائرة تيار ثابت.

10.3 هل هذا الـ LED مناسب للإضاءة الخارجية للسيارات؟

تحدد ورقة البيانات التطبيقات للإضاءة الداخلية ولوحات العدادات. غالباً ما تتطلب الإضاءة الخارجية تصنيفات حماية أعلى ضد اختراق الماء والغبار (IP)، ومواصفات ألوان مختلفة، وقد تخضع لمعايير تنظيمية مختلفة. عادةً لا تكون حزمة PLCC-2 هذه محكمة الإغلاق للتعرض المباشر للعوامل الجوية.

10.4 كيف أفسر قيمتي المقاومة الحرارية المختلفتين؟

Rth JS real (130 كلفن/واط) يتم قياسها باستخدام طريقة حرارية فيزيائية. Rth JS el (100 كلفن/واط) يتم حسابها من السلوك الكهربائي (تغير Vf مع درجة الحرارة). للنمذجة الحرارية التفصيلية، استشر ملاحظات تطبيق الشركة المصنعة، ولكن يجب استخدام القيمة الأعلى (130 كلفن/واط) للتصميم المحافظ.

11. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

11.1 إضاءة خلفية لوحة عدادات السيارة

في مجموعة لوحة العدادات، غالباً ما يتم ترتيب مصابيح LED متعددة في مصفوفة خلف لوح موجه للضوء. استخدام مصابيح LED من نفس مجموعة الشدة والطول الموجي (على سبيل المثال، جميعها من مجموعة AA ومجموعة طول موجي محددة) أمر بالغ الأهمية لتحقيق لون وسطوع موحدين عبر العرض. تساعد زاوية الرؤية الواسعة 120° في اقتران الضوء بكفاءة في حافة موجه الضوء.

11.2 إضاءة جيب مقبض الباب

يمكن لمصباح LED واحد، يُشغل بواسطة دائرة تنظيم تيار بسيطة من نظام 12 فولت للسيارة (باستخدام محول خافض أو منظم خطي)، أن يضيء جيب مقبض الباب. تضمن شدة الإضاءة العالية (1400 mcd نموذجياً) إخراج ضوء كافٍ حتى عند تشتيته بواسطة عدسة أو غطاء. تتحمل حزمة PLCC-2 القوية الاهتزاز في تجميع الباب.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا الـ LED على ظاهرة الانبعاث الكهروضوئي لأشباه الموصلات. عند تطبيق جهد انحياز أمامي عبر وصلة p-n لرقاقة أشباه الموصلات (عادةً InGaN للضوء الأخضر)، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المادي المحدد وبنية البئر الكمومي الطول الموجي السائد (اللون). تحيط حزمة PLCC-2 بالرقاقة في قالب بلاستيكي مع كوب عاكس مدمج لتشكيل إخراج الضوء في نمط رؤية علوي، وتوفر حماية ميكانيكية ومسارات تبديد حراري عبر الأطراف والوسادة الحرارية.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يستمر سوق مصابيح LED للسيارات في التطور مع عدة اتجاهات واضحة: 1.زيادة التكامل:الاتجاه نحو حزم متعددة الرقائق (مثل مصابيح LED RGB) ومصابيح LED ذات مشغلات مدمجة لتصميم مبسط. 2.كفاءة أعلى:التطوير المستمر لتكنولوجيا الرقائق لتقديم لومن أعلى لكل واط (فعالية)، مما يقلل استهلاك الطاقة والحمل الحراري. 3.اتصال متقدم:دمج مصابيح LED مع أجهزة استشعار وبروتوكولات اتصال (مثل LIN أو CAN) لأنظمة إضاءة ذكية وتكيفية. 4.التصغير:تطوير بصمات حزم أصغر مع الحفاظ على الأداء البصري أو تحسينه للتصاميم المحدودة المساحة. 5.مطالب موثوقية معززة:مع ازدياد أهمية مصابيح LED في تطبيقات الإشارات الآمنة، تصبح متطلبات العمر الافتراضي ومعدل الفشل أكثر صرامة، مما يدفع نحو تحسين المواد وعمليات التصنيع.