وثيقة بيانات LED فوق البنفسجية PLCC-2 2.8x3.5x0.65 مم - جهد أمامي نموذجي 3.2 فولت - طاقة 0.7 واط - طول موجي ذروة 365-375 نانومتر

1. نظرة عامة على المنتج

تم تصميم مصباح LED فوق البنفسجي هذا في حزمة قياسية PLCC-2 (حامل رقاقة بلاستيكي مزود بأطراف) للتثبيت السطحي، بأبعاد مضغوطة تبلغ 2.8 مم × 3.5 مم × 0.65 مم. ينبعث منه طيف UVA بطول موجي ذروة يتراوح بين 365 نانومتر و 375 نانومتر، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات مثل التطهير بالأشعة فوق البنفسجية، ومعالجة الأحبار والمواد اللاصقة، والعناية بالأظافر. يتميز الجهاز بزاوية عرض واسعة تبلغ 120 درجة، مما يوفر إضاءة موحدة عبر المنطقة المستهدفة. وهو متوافق مع عمليات التجميع التقليدية SMT ويتم توفيره على شريط وبكرة (4000 قطعة لكل بكرة). يتوافق المنتج مع متطلبات RoHS وله مستوى حساسية للرطوبة 3.

يوفر الجهاز كفاءة إشعاعية عالية وعمر تشغيل طويل عند استخدامه ضمن الحدود المحددة. وهو متوفر في حاويات متعددة للجهد الأمامي، والتدفق الإشعاعي، وطول الموجة الذروة، مما يمكّن المصممين من اختيار فئة الأداء المثلى لتطبيقهم. توفر حزمة PLCC-2 تبديدًا حراريًا جيدًا ومتانة ميكانيكية للتجميع الآلي.

1.1 الميزات الرئيسية

• حزمة PLCC-2 للتثبيت السطحي
• زاوية الرؤية: 120°
• مناسبة لجميع عمليات التجميع SMT ولحام إعادة التدفق
• مستوى حساسية الرطوبة: المستوى 3
• متوافقة مع RoHS
• متوفرة في عبوة شريط وبكرة (4000 قطعة/بكرة)
• حماية من التفريغ الكهروستاتيكي: 1000 فولت (HBM)

1.2 التطبيقات المستهدفة

• التطهير بالأشعة فوق البنفسجية (الأسطح، الماء، الهواء)
• المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية للمواد اللاصقة والطلاءات
• معالجة الحبر بالأشعة فوق البنفسجية (صناعة الطباعة)
• العناية بالأظافر (معالجة الجل)
• الإضاءة العامة بالأشعة فوق البنفسجية والعلاج الضوئي

2. تحليل المعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية (عند Ts = 25°C، IF = 150 مللي أمبير)

يتم تشغيل LED بتيار أمامي نموذجي يبلغ 150 مللي أمبير. يتم تصنيف الجهد الأمامي (VF) إلى أربعة نطاقات: B11 (3.0–3.2 فولت)، B12 (3.2–3.4 فولت)، B13 (3.4–3.6 فولت)، و B14 (3.6–3.8 فولت). يبلغ الجهد الأمامي النموذجي حوالي 3.2 فولت للحاوية B12، وهو اختيار شائع للتشغيل بتيار 150 مللي أمبير. التيار العكسي (IR) محدود بـ 10 ميكروأمبير عند VR = 5 فولت، مما يشير إلى وصلة تصحيح جيدة.

يتم تصنيف إجمالي التدفق الإشعاعي (Φe) إلى حاويات: 1B26 (90–112 ملي واط)، 1B27 (112–140 ملي واط)، 1B28 (140–180 ملي واط)، 1B29 (180–224 ملي واط). يتم تصنيف طول الموجة الذروة (λp) إلى UA54 (365–370 نانومتر) و UA55 (370–375 نانومتر). زاوية الرؤية محددة بـ 120 درجة (نصف زاوية ±60°). المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RthJ-S) هي 45 درجة مئوية/واط نموذجية.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل LED بما يتجاوز التصنيفات القصوى المطلقة لمنع التلف: أقصى تبديد للطاقة هو 0.7 واط، أقصى تيار أمامي ذروة هو 180 مللي أمبير (ظروف عرض النبضة غير محددة ولكنها نموذجية للنبضات القصيرة)، الجهد العكسي هو 5 فولت، وتحمل ESD (HBM) هو 1000 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل من –40 إلى +85 درجة مئوية، ودرجة حرارة التخزين من –40 إلى +100 درجة مئوية، وأقصى درجة حرارة للوصلة هي 95 درجة مئوية. من الضروري إبقاء درجة حرارة الوصلة أقل من 95 درجة مئوية لضمان الموثوقية؛ يجب النظر بعناية في التصميم الحراري.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز المنتج إلى حاويات للجهد الأمامي، والتدفق الإشعاعي، وطول الموجة الذروة للسماح للعملاء باختيار مستوى الأداء المناسب. تتم طباعة رموز الحاوية على ملصق البكرة (على سبيل المثال، B11 لـ VF 3.0–3.2 فولت، 1B26 للتدفق 90–112 ملي واط، UA54 للطول الموجي 365–370 نانومتر). يتضمن تنسيق التسمية حقولاً لرقم القطعة، ورقم المواصفات، ورقم الدفعة، ورمز الحاوية، وقيم محددة لـ VF و Φe و WLP. يضمن ذلك إمكانية التتبع ويبسط إدارة المخزون.

4. تحليل منحنيات الأداء

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

يظهر منحنى I-V النموذجي أنه عند 150 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي في نطاق 3.2–3.6 فولت. المنحنى هو سمة مميزة لمصباح LED فوق بنفسجي قائم على GaN. مع زيادة التيار، يرتفع VF بشكل غير خطي؛ عند التيارات المنخفضة (على سبيل المثال، 30 مللي أمبير)، يكون VF حوالي 3.3 فولت. المنحنى مفيد لتصميم مقاومات محددة للتيار أو مشغلات تيار ثابت.

4.2 القدرة النسبية مقابل التيار الأمامي

تزداد القدرة الإشعاعية النسبية مع التيار الأمامي حتى أقصى تيار مقدر. عند 150 مللي أمبير، تبلغ القدرة النسبية حوالي 100% (مطبيع). عند التيارات المنخفضة، تكون الكفاءة أعلى قليلاً بسبب انخفاض الترهل الحراري. تساعد هذه العلاقة الخطية في تطبيقات التعتيم.

4.3 تأثيرات درجة الحرارة

تؤثر درجة حرارة اللحام (Ts) على القدرة الإشعاعية النسبية. مع زيادة Ts من 25 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية، تنخفض القدرة النسبية بحوالي 40%. يجب تعويض هذا الترهل الحراري عن طريق الإدارة الحرارية الكافية. الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة اللحام للتشغيل المستمر مقيد بحد درجة حرارة الوصلة (95 درجة مئوية). يُظهر منحنى الخفض (Ts مقابل التيار الأمامي) أنه في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، يجب تقليل تيار التشغيل للبقاء ضمن الحدود الآمنة.

4.4 توزيع الطيف

يظهر التوزيع الطيفي ذروة حول 365–375 نانومتر مع عرض كامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) يبلغ حوالي 10–15 نانومتر. يكون الانبعاث بشكل أساسي في نطاق UVA، وهو فعال لتنشيط البادئ الضوئي في المعالجة وللتطبيقات المبيدة للجراثيم. لاحظ أنه لا يتم إنتاج أطوال موجية UV-C (أقل من 280 نانومتر)؛ هذا الجهاز آمن للعديد من التطبيقات الاستهلاكية عند استخدامه مع درع مناسب.

4.5 نمط الإشعاع

يشير مخطط الإشعاع إلى توزيع يشبه لامبرتيان بزاوية نصف قدرة تبلغ ±60 درجة (إجمالي 120 درجة). تكون الشدة موحدة نسبيًا داخل المنطقة المركزية، مما يجعله مناسبًا للإضاءة الغامرة. الخاصية الباعثة من الجانب مفيدة للتطبيقات التي تتطلب تغطية واسعة.

5. معلومات ميكانيكية وعبوة

5.1 أبعاد الحزمة

أبعاد جسم حزمة PLCC-2 هي 2.80 مم × 3.50 مم مع ارتفاع (سمك) 0.65 مم. يظهر المنظر السفلي وسادتي تلامس: الأنود والكاثود. يشار إلى القطبية بواسطة شق أو علامة على الحزمة. نمط اللحام الموصى به (بصمة القدم) له أبعاد: 2.10 مم × 2.10 مم لكل وسادة، بمسافة 2.08 مم. الطول الإجمالي الموصى به لوسادة اللحام هو 2.80 مم والعرض 3.50 مم (مطابق للحزمة). جميع التفاوتات هي ±0.2 مم ما لم يذكر خلاف ذلك.

5.2 القطبية والتعامل

الجهاز مستقطب؛ يتم تمييز جانب الكاثود عادة. يجب توخي الحذر لعدم تطبيق جهد عكسي، والذي يمكن أن يسبب هجرة وتلفًا. عند التعامل، استخدم ملقطًا على الأسطح الجانبية، وتجنب لمس عدسة السيليكون (السطح العلوي) لأنها ناعمة ويمكن أن تجتذب الغبار أو تتلف.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق

مصمم LED للحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص. الملف الموصى به له منطقة تسخين مسبق (150–200 درجة مئوية) لمدة 60–120 ثانية، ومعدل ارتفاع بحد أقصى 3 درجات مئوية/ثانية، ووقت فوق 217 درجة مئوية يصل إلى 60 ثانية، ودرجة حرارة ذروة 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ، ومعدل تبريد بحد أقصى 6 درجات مئوية/ثانية. يجب أن يكون إجمالي الوقت من 25 درجة مئوية إلى الذروة في غضون 8 دقائق. يجب ألا يتم إعادة التدفق أكثر من مرتين، وإذا تجاوز الفاصل الزمني بين عمليتي لحام 24 ساعة، فقد تمتص مصابيح LED الرطوبة وتتلف؛ يوصى بالخبز قبل إعادة التدفق الثانية.

6.2 اللحام اليدوي والإصلاح

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام مضبوطة على أقل من 300 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ. يُسمح بعملية لحام يدوي واحدة فقط. لا يوصى بالإصلاح بعد إعادة التدفق؛ إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق مسبقًا من عدم تدهور خصائص LED.

6.3 تحذيرات

• لا تضغط ميكانيكيًا على LED أثناء أو بعد اللحام مباشرة (خاصة عند ارتفاع درجة حرارة الحزمة).
• تجنب تركيب مصابيح LED على لوحات PCB منحنية، ولا تثني اللوحة بعد اللحام.
• لا تبرد الجهاز بسرعة بعد إعادة التدفق؛ اتركه ليبرد بشكل طبيعي إلى درجة حرارة الغرفة.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 شريط الناقل والبكرة

يتم توفير مصابيح LED في شريط ناقل منقوش بعرض 8.00 مم، ومسافة 4.00 مم، وشريط تغطية. قطر البكرة 178 مم ±1 مم، وقطر المحور 60 مم ±1 مم، وعرض الشريط 12 مم. تحمل كل بكرة 4000 قطعة. يتضمن ملصق البكرة رقم القطعة، ورقم المواصفات، ورقم الدفعة، ورموز الحاوية (VF, Φe, WLP) والكمية ورمز التاريخ.

7.2 حساسية الرطوبة والتخزين

الجهاز لديه مستوى حساسية للرطوبة 3. قبل فتح كيس حاجز الرطوبة المحكم، تكون ظروف التخزين ≤30 درجة مئوية و ≤75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى عام واحد. بعد الفتح، يجب استخدام مصابيح LED خلال 24 ساعة إذا تم تخزينها عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة رطوبة زائدة أو تجاوز وقت التخزين، يلزم الخبز عند 60 ±5 درجة مئوية لمدة ≥24 ساعة قبل الاستخدام.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 الإدارة الحرارية

نظرًا لأن كفاءة LED وعمرها يعتمدان بشدة على درجة حرارة الوصلة، فإن تبديد الحرارة الكافي أمر بالغ الأهمية. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام هي 45 درجة مئوية/واط. مع تبديد طاقة يبلغ 0.7 واط (على سبيل المثال، VF=3.5 فولت × IF=200 مللي أمبير، ولكن أقصى تيار 180 مللي أمبير، نموذجيا 150 مللي أمبير يعطي ~0.525 واط)، فإن ارتفاع درجة حرارة الوصلة فوق نقطة اللحام يبلغ حوالي 0.525 × 45 = 23.6 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة 85 درجة مئوية، فإن درجة حرارة الوصلة ستكون ~109 درجة مئوية، متجاوزة حد 95 درجة مئوية. لذلك، بالنسبة للبيئات عالية الحرارة، يجب تقليل التيار أو استخدام مشتت حراري أكبر.

8.2 تصميم الدائرة

استخدم دائمًا مقاومًا محددًا للتيار أو مشغل تيار ثابت لمنع التيار الزائد بسبب تغيرات الجهد الأمامي. لا تطبق جهدًا عكسيًا. حساسية ESD هي 1000 فولت (HBM)؛ استخدم معدات واقية من ESD أثناء التعامل والتجميع. يجب ألا تحتوي مادة التثبيت على مركبات كبريت أعلى من 100 جزء في المليون، ومحتوى الهالوجين (البروم والكلور بشكل فردي<900 جزء في المليون، المجموع<1500 جزء في المليون) لمنع تآكل LED.

8.3 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، استخدم كحول الأيزوبروبيل (IPA). تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف وصلات الأسلاك. يجب اختبار المذيبات الأخرى للتوافق مع غلاف السيليكون ومادة الحزمة. سطح السيليكون ناعم ويمكن أن يجتذب الغبار؛ نظفه بلطف إذا لزم الأمر.

9. مقارنة تقنية

مقارنة بمصابيح LED المرئية القياسية، يحتوي مصباح LED فوق البنفسجي هذا على جهد أمامي أعلى (3.0–3.8 فولت مقابل ~2.0–3.0 فولت للرؤية) وكفاءة أقل (القدرة الإشعاعية مقابل التدفق الإشعاعي). ومع ذلك، فإنه يوفر طيف انبعاث UVA ضيقًا محسنًا للعمليات الكيميائية الضوئية. حزمة PLCC-2 مستخدمة على نطاق واسع ومتوافقة مع البنية التحتية الحالية للالتقاط والوضع وإعادة التدفق. يتنافس المنتج مع مصابيح LED فوق البنفسجية الأخرى ذات الطاقة المماثلة؛ تكمن ميزته في البصمة المدمجة، وزاوية الرؤية الواسعة، وخيارات التصنيف المتعددة لمطابقة الأداء.

10. الأسئلة المتكررة

س1: كيف أختار حاوية الجهد الأمامي الصحيحة؟
اختر الحاوية التي تتطابق مع جهد الامتثال للمشغل الخاص بك. بالنسبة لمشغل تيار ثابت 150 مللي أمبير مع جهد خرج 3.4 فولت، ستكون B12 (3.2–3.4 فولت) أو B13 (3.4–3.6 فولت) مناسبة. ضع دائمًا في الاعتبار انخفاض الجهد عبر المشغل وأي مقاومة تسلسلية.

س2: ما العمر المتوقع لمصباح LED هذا؟
لم يتم تحديد العمر بشكل صريح في ورقة البيانات، ولكن مع الإدارة الحرارية المناسبة (درجة حرارة الوصلة أقل من 85 درجة مئوية)، تحقق مصابيح LED فوق البنفسجية النموذجية عمر L70 يتراوح بين 10000 و 20000 ساعة. درجات حرارة الوصلة العالية ستقلل العمر بشكل كبير.

س3: هل يمكن نبض LED بتيار أعلى؟
الحد الأقصى لتيار الذروة الأمامي هو 180 مللي أمبير. إذا تم النبض بدورة عمل منخفضة (<10%)، قد تكون تيارات النبض الأعلى ممكنة، ولكن لا ينبغي تجاوز التصنيفات القصوى المطلقة. استشر الشركة المصنعة للحصول على التوجيه.

س4: هل خرج الأشعة فوق البنفسجية ضار بالبشر؟
يمكن أن يسبب إشعاع UVA (365–375 نانومتر) شيخوخة الجلد وتلف العين مع التعرض لفترات طويلة. يجب استخدام درع مناسب أو نظارات واقية. LED ليس مصدرًا للأشعة فوق البنفسجية من النوع C، ولكنه لا يزال يتطلب احتياطات.

11. حالات الاستخدام العملية

الحالة 1 – معالجة PCB بالأشعة فوق البنفسجية:يستخدم نظام معالجة حبر اللحام مجموعة من مصابيح LED هذه. بزاوية رؤية 120 درجة، يمكن لصف واحد من مصابيح LED إضاءة حزام بعرض 10 سم بشكل موحد. يسمح التدفق الإشعاعي الإجمالي البالغ 180 ملي واط لكل LED (حاوية 1B28) بالمعالجة السريعة على مسافة 5 مم.

الحالة 2 – مصباح الأظافر:في مصباح معالجة الأظافر، يتم ترتيب مصابيح LED متعددة في نصف دائرة. تتطابق الذروة 365–370 نانومتر مع امتصاص البادئات الضوئية في طلاء الجل. الحجم المضغوط يتيح تصميم مصباح نحيف.

الحالة 3 – التطهير:لتطهير أسطح الأشياء الصغيرة (مثل أغطية الهواتف)، يوفر LED واحد يعمل بتيار 150 مللي أمبير شدة كافية من UVA لتعطيل البكتيريا على مساحة 10 سم² بعد بضع دقائق من التعرض. يمكن إضافة عاكس لتركيز الحزمة.

12. مبدأ تشغيل مصابيح LED فوق البنفسجية

يستخدم مصباح LED هذا بنية شبه موصلة قائمة على نيتريد الغاليوم (GaN) تصدر ضوءًا عندما تتحد الإلكترونات مع الثقوب في المنطقة النشطة. تتكون حزمة PLCC-2 من إطار طرفي مع كوب عاكس مدمج، وربط شريحة، ووصلات سلكية، وغطاء سيليكون شفاف للأشعة فوق البنفسجية من النوع A. تحمي عدسة السيليكون الشريحة وتشكل خرج الضوء. تسمح الوسادة الحرارية في الجزء السفلي من الحزمة بتوصيل الحرارة إلى PCB. تم تصميم الجهاز للتشغيل بتيار ثابت؛ يتم تحديد الجهد الأمامي بواسطة فجوة النطاق للطبقة النشطة (حوالي 3.4 إلكترون فولت لطول 365 نانومتر).

13. اتجاهات السوق والتكنولوجيا

تحل مصابيح LED فوق البنفسجية بشكل متزايد محل مصابيح الزئبق التقليدية في تطبيقات المعالجة والتطهير والطبية نظرًا لصغر حجمها، والتشغيل الفوري/الإيقاف، وعدم الحاجة إلى التسخين المسبق، وملاءمتها للبيئة (لا تحتوي على زئبق). الاتجاه نحو كثافات طاقة أعلى (على سبيل المثال، 1 واط لكل شريحة) وأطوال موجية أقصر (UV-C للتطهير). ومع ذلك، تظل مصابيح LED من نوع UVA مثل هذا النوع هي العمود الفقري للمعالجة لأنها أكثر كفاءة ولها أعمار أطول من مصابيح LED من نوع UV-C. تتضمن التطورات المستقبلية تحسين كفاءة الاستخراج (من خلال ركائز منقوشة أو تصاميم رقاقة مقلوبة) والبصريات المتكاملة (مثل عدسات التجميع). حزمة PLCC-2 لهذا المنتج هي تقنية ناضجة تتيح إنتاجًا منخفض التكلفة وعالي الحجم.