مواصفات LED فوق البنفسجية RF-C65S6-U※P-AR-04 - حجم 6.6x6.6x4.6 مم - جهد 12.8-15.2 فولت - طاقة 15.2 واط - فوق بنفسجي 365-410 نانومتر

1. نظرة عامة على المنتج

إن RF-C65S6-U※P-AR-04 هو LED عالي الطاقة للأشعة فوق البنفسجية مصمم للتطبيقات الصناعية التي تتطلب إشعاعًا فوق بنفسجيًا موثوقًا في نطاق الطول الموجي 365-410 نانومتر. هذا LED مُغلف في حزمة سيراميكية مدمجة مع عدسة كوارتز، ويوفر أداء حراريًا ممتازًا وتدفقًا إشعاعيًا عاليًا. أبعاد الحزمة هي 6.6 مم × 6.6 مم × 4.6 مم، مما يجعلها مناسبة للتجميع الآلي SMT. يوفر الجهاز زاوية رؤية 60° ومُصنف لتبديد طاقة أقصى 15.2 واط. يتراوح الجهد الأمامي النموذجي من 12.8 فولت إلى 15.2 فولت عند 700 مللي أمبير، اعتمادًا على تصنيف الطول الموجي. RF-C65S6 متوافق مع RoHS وله مستوى حساسية للرطوبة 3 (MSL 3).

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

عند درجة حرارة لحام 25 درجة مئوية وتيار أمامي 700 مللي أمبير، يتم تصنيف الجهد الأمامي (VF) إلى ثلاث مجموعات فرعية: D04 (12.8–13.6 فولت)، D05 (13.6–14.4 فولت)، وD06 (14.4–15.2 فولت). التيار العكسي (IR) أقل من 5 ميكرو أمبير عند VR = 20 فولت. يتم تصنيف التدفق الإشعاعي الكلي (Φe) حسب رمز الطول الموجي:

• 365–370 نانومتر (UBP): 1B42 (3550 مللي واط كحد أدنى، 4500 مللي واط كحد أقصى)، 1B43 (4500–6300 مللي واط)، 1B44 (6300–7100 مللي واط)
• 380–390 نانومتر (UEP): 1B42 (3550–4500 مللي واط)، 1B43 (4500–6300 مللي واط)، 1B44 (6300–7100 مللي واط)
• 390–400 نانومتر (UGP): نفس تصنيفات UEP
• 400–410 نانومتر (UIP): نفس تصنيفات UEP

تفاوتات القياس: VF ±0.1 فولت، الطول الموجي ±2 نانومتر، التدفق الإشعاعي ±10%. جميع القياسات تُجرى تحت ظروف اختبار Refond القياسية.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

يجب ألا يتجاوز الجهاز الحدود التالية: تبديد الطاقة PD = 15.2 واط، ذروة التيار الأمامي IFP = 1000 مللي أمبير (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)، الجهد العكسي VR = 20 فولت، ESD (HBM) = 2000 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل: -40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية؛ درجة حرارة التخزين: -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية؛ درجة حرارة الوصلة: 105 درجة مئوية كحد أقصى. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 105 درجة مئوية؛ الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية.

2.3 الخصائص الحرارية

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي عادة 4.5 درجة مئوية/واط عند 700 مللي أمبير. يتم تحقيق هذه المقاومة الحرارية المنخفضة من خلال تصميم الحزمة السيراميكية، الذي يوصل الحرارة بكفاءة بعيدًا عن شريحة LED.

3. شرح نظام التصنيف

3.1 تصنيفات الجهد

يتم فرز الجهد الأمامي إلى ثلاث فئات رئيسية: D04 (12.8–13.6 فولت)، D05 (13.6–14.4 فولت)، D06 (14.4–15.2 فولت). وهذا يسمح للعملاء باختيار LEDs ذات جهود أمامية متقاربة لتكوينات التوصيل التسلسلي أو المتوازي، مما يقلل من عدم توازن التيار.

3.2 تصنيفات التدفق الإشعاعي

يتم تصنيف التدفق الإشعاعي على النحو 1B42 (3550–4500 مللي واط)، 1B43 (4500–6300 مللي واط)، و1B44 (6300–7100 مللي واط) لكل نطاق طول موجي. يُشار إلى رمز التصنيف على ملصق المنتج (مثل 1B43). تتطلب تصنيفات التدفق الأعلى إدارة حرارية أفضل للحفاظ على الموثوقية.

3.3 تصنيفات الطول الموجي

تشمل سلسلة المنتج أربعة متغيرات للطول الموجي: UBP (365–370 نانومتر)، UEP (380–390 نانومتر)، UGP (390–400 نانومتر)، وUIP (400–410 نانومتر). رمز الطول الموجي الدقيق هو جزء من لاحقة رقم القطعة (مثل RF-C65S6-UBP-AR-04).

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

تُظهر منحنيات VF–IF النموذجية عند 25 درجة مئوية أنه بالنسبة لإصدارات 365 نانومتر، 385 نانومتر، 395 نانومتر، و405 نانومتر، يزداد الجهد الأمامي مع التيار. عند 700 مللي أمبير، يتراوح VF من حوالي 12.8 فولت إلى 15.2 فولت حسب التصنيف. عند ذروة 1000 مللي أمبير، قد يتجاوز VF 15.5 فولت.

4.2 التدفق الإشعاعي النسبي مقابل التيار الأمامي

يزداد الخرج النسبي (المُعاير عند 700 مللي أمبير) بشكل خطي تقريبًا مع التيار. عند 700 مللي أمبير، تكون الشدة النسبية 100%؛ عند 350 مللي أمبير، تنخفض إلى حوالي 50%؛ عند 140 مللي أمبير، حوالي 20%. تساعد هذه العلاقة الخطية في تطبيقات التعتيم.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

مع زيادة درجة حرارة اللحام، ينخفض التدفق الإشعاعي النسبي. عند 105 درجة مئوية، ينخفض الخرج إلى حوالي 70% من القيمة عند 25 درجة مئوية. يُظهر منحنى تخفيض التيار الأمامي الأقصى أنه عند درجة حرارة محيطة 80 درجة مئوية، يتم تقليل التيار المسموح به إلى حوالي 500 مللي أمبير للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 105 درجة مئوية.

4.4 التوزيع الطيفي

يتركز الطيف عند الطول الموجي الاسمي بعرض نصف أقصى (FWHM) يبلغ حوالي 10–15 نانومتر. إصدار 365 نانومتر له انبعاث مهمل يتجاوز 400 نانومتر، بينما يمتد إصدار 405 نانومتر قليلاً إلى منطقة البنفسجي المرئي.

4.5 نمط الإشعاع

زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 60°، مما يعني أن الشدة هي نصف الذروة عند ±30° من المحور البصري. نمط الإشعاع يشبه لامبرتيان ولكنه أضيق قليلاً، ومناسب للتطبيقات التي تتطلب انتشار حزمة معتدل.

5. معلومات ميكانيكية وتغليف

5.1 أبعاد الحزمة وتصميم الوسادة

LED له جسم مربع 6.6 مم × 6.6 مم بارتفاع 4.6 مم. يُظهر المنظر السفلي وسادتين كبيرتين (الأنود والكاثود) (3.94 مم × 2.90 مم لكل منهما) بالإضافة إلى وسادة حرارية أصغر. يُشار إلى القطبية بواسطة حرف مشطوف على الحزمة. يتم توفير أنماط اللحام الموصى بها (بصمة) مع الأبعاد؛ وسادة الأنود هي 6.30 مم × 3.94 مم ووسادة الكاثود هي 6.30 مم × 2.90 مم، مع فجوة 0.5 مم. جميع التفاوتات هي ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 شريط الحامل والبكرة

يتم تغليف LED في شريط حامل بعرض 16 مم، وخطوة 4 مم، وعمق جيب يتناسب مع ارتفاع الحزمة. تحتوي كل بكرة على 1000 قطعة. أبعاد البكرة: قطر الحافة 325±1 مم، قطر المحور 105±1 مم، العرض 20±0.5 مم، فتحة المغزل 13.0±0.5 مم.

5.3 معلومات الملصق

يتضمن الملصق رقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز التصنيف (Φe، VF، WLP)، الكمية، والتاريخ. يوفر رمز التصنيف تصنيف التدفق الإشعاعي (مثل 1B43)، وتصنيف الجهد الأمامي (مثل D05)، ورمز الطول الموجي (مثل 365).

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف لحام إعادة التدفق

ملف إعادة التدفق الموصى به: التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60–120 ثانية؛ الصعود إلى 217 درجة مئوية (بحد أقصى 3 درجة مئوية/ثانية)؛ الوقت فوق 217 درجة مئوية حتى 60 ثانية؛ درجة حرارة الذروة 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ (ضمن 5 درجات مئوية من الذروة لمدة أقصاها 30 ثانية)؛ التبريد بحد أقصى 6 درجة مئوية/ثانية. يجب ألا يتجاوز إجمالي الوقت من 25 درجة مئوية إلى الذروة 8 دقائق. يُسمح بدورتي إعادة تدفق فقط، مع أقل من 24 ساعة بين الدورتين لتجنب امتصاص الرطوبة.

6.2 اللحام اليدوي والإصلاح

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام مضبوطة على أقل من 300 درجة مئوية لمدة أقل من 3 ثوانٍ، ومرة واحدة فقط. لا يُوصى بالإصلاح بعد إعادة التدفق؛ إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتحقق من خصائص LED مسبقًا.

6.3 احتياطات التخزين والمناولة

قبل فتح كيس حاجز الرطوبة، قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و≤75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى عام واحد. بعد الفتح، يجب استخدام المنتج في غضون 24 ساعة عند ≤30 درجة مئوية/≤60% رطوبة نسبية. إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة تعرضًا أو تجاوز وقت التخزين، قم بالخبز عند 60±5 درجة مئوية لمدة ≥24 ساعة قبل الاستخدام. لا تُطبق قوة ميكانيكية أو اهتزاز أثناء التبريد بعد اللحام. تجنب التبريد السريع.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 عملية التغليف

توضع كل بكرة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة. يُغلق الكيس ثم يُعبأ في صندوق من الورق المقوى. يُوسم الصندوق بمواصفات المنتج والكمية وتحذيرات المناولة. احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي مطلوبة طوال عملية المناولة.

7.2 اختبار الموثوقية

يلبي LED معايير الموثوقية التالية (حجم العينة 10 قطع، قبول 0، رفض 1):

• إعادة التدفق: 260 درجة مئوية، 10 ثوانٍ، 3 دورات (JESD22-B106)
• الصدمة الحرارية: -40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، مكوث 15 دقيقة، 100 دورة (JESD22-A106)
• اختبار العمر: 25 درجة مئوية، 700 مللي أمبير، 1000 ساعة (JESD22-A108)

معايير الفشل: الجهد الأمامي > 1.1× الحد الأعلى للمواصفات؛ التيار العكسي > 2.0× الحد الأعلى للمواصفات؛ التدفق الإشعاعي<0.7× الحد الأدنى للمواصفات.

8. توصيات التطبيق

RF-C65S6 مثالي لمعالجة الأحبار والمواد اللاصقة والطلاءات بالأشعة فوق البنفسجية، وكذلك التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية (خاصة متغيرات 365 نانومتر و385 نانومتر). يمكن استخدامه أيضًا في العلاج الضوئي، والكشف عن التزييف، وإثارة التألق. للحصول على أفضل النتائج، صمم النظام بمشتت حراري مناسب للحفاظ على درجة حرارة اللحام أقل من 80 درجة مئوية. استخدم مشغلات تيار ثابت مع مقاومات تحديد التيار المناسبة. تأكد من عدم تعرض LED أبدًا لجهد عكسي أثناء التشغيل. في البيئات ذات درجة الحرارة المحيطة العالية، قم بتخفيض التيار الأمامي وفقًا لمنحنى درجة الحرارة مقابل التيار لمنع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.

9. مقارنة مع التقنيات المنافسة

مقارنة بمصابيح الزئبق التقليدية، يوفر هذا LED فوق البنفسجي تشغيل/إيقاف فوري، وعمر أطول (مُصنف لـ 1000 ساعة عند 700 مللي أمبير في ظل ظروف خاضعة للرقابة)، وجهد تشغيل أقل، وعدم احتوائه على الزئبق. توفر الحزمة السيراميكية موصلية حرارية أفضل من الحزم البلاستيكية، مما يتيح كثافة طاقة أعلى. ومع ذلك، قد تكون التكلفة الأولية لكل وحدة أعلى من LEDs فوق البنفسجية منخفضة الطاقة؛ غالبًا ما تكون التكلفة الإجمالية للملكية أقل بسبب انخفاض الصيانة واستهلاك الطاقة.

10. الأسئلة المتكررة

1. هل يمكنني تشغيل هذا LED بتيارات أعلى من 700 مللي أمبير؟يمكن أن يصل تيار الذروة إلى 1000 مللي أمبير (نابض) ولكن التشغيل المستمر فوق 700 مللي أمبير قد يتجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى. الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية.
2. ما هو العمر النموذجي؟يضمن اختبار الموثوقية 1000 ساعة عند 700 مللي أمبير و25 درجة مئوية؛ قد يكون العمر الفعلي في الظروف الحقيقية أطول إذا بقيت درجة حرارة الوصلة أقل من 105 درجة مئوية.
3. هل يمكنني استخدام هذا LED لتعقيم الماء؟نعم، خاصة إصدار 365 نانومتر، ولكن تأكد من إحكام إغلاق LED ضد الرطوبة. LED نفسه ليس مقاومًا للماء؛ يجب أن يوفر النظام حماية بيئية.
4. ما نوع معجون اللحام الموصى به؟معجون لحام خالٍ من الرصاص بنقطة انصهار حوالي 217 درجة مئوية مناسب. استخدم سمك استنسل 0.1–0.15 مم لضمان حجم لحام مناسب.
5. كيف أنظف LED بعد اللحام؟استخدم كحول الأيزوبروبيل. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف عدسة السيليكون أو أسلاك التوصيل.

11. حالات تصميم عملية

الحالة 1: مصفوفة معالجة بالأشعة فوق البنفسجية للطباعة ثلاثية الأبعاد.مصفوفة خطية مكونة من 10 LEDs (365 نانومتر، تصنيف 1B43) تعمل بتيار 700 مللي أمبير لكل منها، بقدرة إجمالية حوالي 52 واط. تُركب LEDs على لوحة MCPCB نحاسية مع تبريد هواء قسري. تحقق المصفوفة إشعاعًا موحدًا بقوة 200 مللي واط/سم² على مساحة 50 مم × 10 مم.

الحالة 2: وحدة تعقيم بالأشعة فوق البنفسجية.أربعة LEDs بطول موجي 385 نانومتر (تصنيف 1B42) مرتبة في مصفوفة 2×2 مع عاكس لتركيز الضوء في شعاع بزاوية 30°. تُستخدم الوحدة لتعقيم الأسطح في خزانة طبية، وتعمل بتيار 500 مللي أمبير لتقليل الحمل الحراري. يشمل النظام مؤقتًا لضمان جرعة فوق بنفسجية كافية.

12. المبادئ الأساسية

تولد LEDs فوق البنفسجية الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية من تقاطع p-n شبه موصل. المنطقة النشطة تعتمد عادةً على مواد AlGaN أو InGaN، مع تحديد الطول الموجي بنسبة الإنديوم/الجاليوم. تستخدم الحزمة السيراميكية ركيزة عالية التوصيل الحراري لاستخراج الحرارة من الشريحة، وتوفر عدسة الكوارتز نفاذية عالية للأشعة فوق البنفسجية وحماية ميكانيكية. LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي بسبب طبقة الاستنزاف الرقيقة؛ حماية ESD المناسبة في عملية التصنيع والتجميع أمر بالغ الأهمية.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتجه سوق LEDs فوق البنفسجية نحو كثافات طاقة أعلى وتكاليف أقل. تشمل التطورات المستقبلية زيادة كفاءة الجدار (حاليًا حوالي 30-40% للأشعة فوق البنفسجية من النوع A)، وعمر أطول، وموثوقية محسنة في الظروف القاسية. أصبحت الوحدات متعددة الشرائح شائعة للتطبيقات عالية الطاقة. يشمل الاتجاه أيضًا دمج LEDs فوق البنفسجية مع أجهزة الاستشعار والاتصال بالإنترنت (IoT) لأنظمة التعقيم الذكية. مع نضوج التكنولوجيا، ستستمر LEDs فوق البنفسجية في استبدال مصابيح الزئبق التقليدية في المزيد من التطبيقات.