ورقة مواصفات LED أبيض 2014 بغلاف PLCC-2 - أبعاد 2.0x1.4x1.3مم - جهد 2.7-3.3 فولت - قدرة 0.099 واط - وثيقة فنية

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة مواصفات مفصلة لصمام ثنائي باعث للضوء الأبيض (LED) عالي الأداء مُصمم لتطبيقات تقنية التركيب السطحي (SMT). يتكون الجهاز من شريحة LED زرقاء مدمجة مع طلاء فسفوري لإنتاج الضوء الأبيض، ومغلفة في غلاف PLCC-2 (حامل الشريحة الرصاصي البلاستيكي) مدمج وموثوق.

1.1 وصف عام

يتميز الصمام الثنائي بغلاف PLCC-2 قياسي بأبعاد 2.0 ملم طولاً، و1.4 ملم عرضاً، و1.3 ملم ارتفاعاً. يُعدّ هذا الحجم المدمج مناسباً لتصاميم اللوحات المطبوعة عالية الكثافة. يتم تحقيق إنتاج الضوء الأبيض من خلال الجمع بين شريحة أشباه الموصلات الزرقاء وصيغة فسفورية دقيقة، مما يتيح ناتجاً لونياً متسقاً عبر ظروف التشغيل المختلفة.

1.2 الميزات الرئيسية

• نوع الغلاف PLCC-2 لأداء ميكانيكي وكهربائي قوي.
• زاوية مشاهدة واسعة للغاية تبلغ 120 درجة، مما يضمن توزيعاً موحداً للضوء.
• متوافق بالكامل مع عمليات تجميع SMT القياسية وإعادة تدفق اللحام.
• يتم توريده على شريط وبكرة لعمليات التصنيع الآلي (التقاط والوضع).
• تم تصنيف مستوى الحساسية للرطوبة (MSL) بالمستوى 3، مما يتطلب تخزيناً محكماً.
• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

1.3 التطبيقات

هذا الصمام الثنائي متعدد الاستخدامات ومُصمم لمجموعة واسعة من تطبيقات الإضاءة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر: الإضاءة الديكورية وشرائط الإبراز؛ أضواء المؤشر في الأجهزة المنزلية والأدوات الإلكترونية؛ الإضاءة العامة في الفنادق والأسواق والمكاتب والمساكن؛ وأي تطبيق يتطلب مصدر ضوء أبيض مدمج وموثوق.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يعد الفهم الشامل للمعلمات الكهربائية والبصرية أمراً بالغ الأهمية لدمج ناجح في أي تصميم. جميع القيم محددة عند درجة حرارة تقاطع قياسية (Ts) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر غير ذلك.

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتراوح الجهد الأمامي (VF) من حد أدنى 2.7 فولت إلى حد أقصى 3.3 فولت عند التشغيل بتيار الاختبار القياسي 20 مللي أمبير. هذه المعلمة حاسمة في تصميم مصدر الطاقة. يتم ضمان أن يكون التيار العكسي (IR) أقل من 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي 5 فولت، مما يشير إلى خصائص ثنائية جيدة. يختلف ناتج التدفق الضوئي وفقاً لخانة درجة حرارة اللون المقارنة (CCT). على سبيل المثال، تحتوي الثنائيات في خانة 1725-1900 كلفن (أبيض دافئ) على تدفق ضوئي نموذجي يتراوح بين 3-7 لومن عند 20 مللي أمبير، بينما توفر خانات اللون الأبيض الأبرد (مثل 5925-7150 كلفن) 5-9 لومن. يُحدد مؤشر تجسيد اللون (Ra) بحد أدنى 90، مما يضمن دقة لونية ممتازة للأشياء المضاءة.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

تُحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يحدث بعدها تلف دائم. أقصى تيار أمامي مستمر (IF) هو 30 مللي أمبير. يمكن أن يصل التيار الأمامي الذروي (IFP) إلى 100 مللي أمبير في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). الحد الأقصى لتشتت القدرة (PD) هو 99 مللي واط. يمكن للجهاز تحمل تفريغ كهروستاتيكي (ESD) بقدرة 2000 فولت (نموذج الجسم البشري)، على الرغم من أن إجراءات التعامل مع ESD المناسبة لا تزال موصى بها. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، ويتراوح نطاق درجة حرارة التخزين من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة التقاطع (TJ) هو 97 درجة مئوية.

2.3 الخصائص الحرارية

المقاومة الحرارية من التقاطع إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي عادة 80 درجة مئوية/واط. هذه القيمة أساسية لحسابات إدارة الحرارة. ستؤدي تجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى إلى تقليل الناتج الضوئي وعمر التشغيل بشكل كبير. يجب على المصممين ضمان وجود مساحة كافية من النحاس في اللوحة المطبوعة (PCB) واستخدام وسائل تبديد حرارة محتملة عند العمل في درجات حرارة محيطة أو تيارات تشغيل أعلى.

3. شرح نظام التصنيف إلى خانات

لضمان تناسق اللون والسطوع في الإنتاج الضخم، يتم فرز ثنائيات LED إلى خانات بناءً على معلمات رئيسية.

3.1 خانات الجهد الأمامي وشدة الإضاءة

يتم تصنيف الجهد الأمامي بخطوات 0.1 فولت من 2.7-2.8 فولت (J1) إلى 3.2-3.3 فولت (I1). يتم تصنيف التدفق الضوئي بخطوات 1 لومن، ومشفرة من WGD (3-4 لومن) إلى OEA (8-9 لومن). يسمح هذا النظام المزدوج للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات الجهد والسطوع المحددة لتحقيق توازن الدائرة والتوحيد الجمالي.

3.2 نطاقات درجة حرارة اللون

يتوفر المنتج في عدة نطاقات محددة مسبقاً لدرجة حرارة اللون المقارنة (CCT)، ولكل منها لاحقة رقم جزء خاصة به. وتشمل هذه: الأبيض الدافئ (1725-1900 كلفن، 2250-2475 كلفن)، والأبيض المحايد (2600-2870 كلفن، 2780-3110 كلفن)، والأبيض البارد (3760-4330 كلفن، 5925-7150 كلفن). يتم تمثيل مناطق التصنيف (الخانات) بيانياً على مخطط CIE 1931 اللوني، مما يُظهر التحكم الدقيق في تباين نقطة اللون داخل كل نطاق.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة ثاقبة على سلوك الجهاز في ظروف مختلفة.

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يُظهر المنحنى المميز علاقة غير خطية بين الجهد الأمامي (VF) والتيار الأمامي (IF). مع زيادة التيار من 0 إلى 30 مللي أمبير، يرتفع الجهد الأمامي تدريجياً من حوالي 2.8 فولت إلى ما يزيد قليلاً عن 3.2 فولت. هذا المنحنى حيوي لتصميم مشغلات التيار الثابت لضمان ناتج ضوئي مستقر وتجنب الاحترار الحراري الجامح.

4.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

يوضح هذا المنحنى الناتج الضوئي النسبي كدالة لتيار التشغيل. تزداد الشدة بشكل دون خطي مع التيار. على سبيل المثال، مضاعفة التيار من 15 مللي أمبير إلى 30 مللي أمبير لا تضاعف الناتج الضوئي، مما يشير إلى تراجع الكفاءة عند التيارات الأعلى بسبب زيادة درجة حرارة التقاطع وعوامل أخرى. يُوصى بالعمل بالقرب من 20 مللي أمبير النموذجية للحصول على أفضل كفاءة وعمر افتراضي.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

تم توفير رسومات أبعاد مفصلة، تشمل منظر علوي وجانبي وسفلي وقطبية. تشمل الأبعاد الرئيسية حجم الجسم 2.0 ملم × 1.4 ملم، وارتفاع إجمالي 1.3 ملم، وعرض الأطراف 0.6 ملم ± 0.05 ملم. جميع التسامحات هي عادة ±0.2 ملم ما لم يُذكر غير ذلك. كما تم توضيح نمط مساند اللحام المُوصى به على اللوحة المطبوعة (PCB) لضمان لحام سليم وقوة ميكانيكية مناسبة.

5.2 القطبية وأنماط اللحام

يتم تمييز القطب السالب بوضوح، عادة عن طريق شق أو مؤشر أخضر على الغلاف. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع. يوضح مخطط نمط اللحام تصميم وسادة النحاس الأمثل للحام إعادة التدفق، مما يساعد في تحقيق حبات لحام موثوقة وإدارة تبديد الحرارة أثناء عملية اللحام.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تعليمات اللحام بإعادة التدفق SMT

تم تصميم المكون لعمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الحمل الحراري القياسية. يجب اتباع منحنى إعادة تدفق نموذجي، مع مراحل التسخين المسبق والنقع وإعادة التدفق والتبريد. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى أثناء إعادة التدفق أقصى درجة حرارة مسموح بها للغلاف (كما هو مضمن في درجة حرارة التخزين) لمنع تلف التغليف البلاستيكي والروابط السلكية الداخلية. يجب الحصول على الوقت المحدد فوق السائل (TAL) وتوصيات درجة الحرارة القصوى من الإرشادات العامة لـ SMT للمكونات المماثلة.

6.2 احتياطات التعامل

نظراً لتصنيف مستوى الحساسية للرطوبة (MSL) بالمستوى 3، يجب تجفيف الأجهزة قبل اللحام إذا كان كيس الحاجز للرطوبة مفتوحاً لأكثر من 168 ساعة في ظروف أرضية المصنع (30 درجة مئوية / 60٪ رطوبة نسبية). تجنب الإجهاد الميكانيكي على العدسة. استخدم فوهات التقاط مفرغة بالحجم المناسب أثناء التعامل الآلي. لاحظ دائمًا احتياطات ESD خلال جميع مراحل التعامل والتجميع.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد ثنائيات LED على شريط حامل بارز مُثبت على بكرات. يتم توحيد أبعاد الشريط الحامل وحجم الجيب وقطر البكرة لتناسب معدات الوضع التلقائي. يحدد ملصق مفصل على البكرة رقم الجزء والكمية ورقم الدُفعة ورموز الخانات.

7.2 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم تعبئة البكرات في أكياس حاجزة للرطوبة محكمة الإغلاق مع مجفف وبطاقة مؤشر رطوبة لحماية المكونات من الرطوبة المحيطة أثناء التخزين والنقل، وفقاً لمتطلبات MSL3.

7.3 اختبارات الموثوقية

يخضع المنتج لسلسلة من اختبارات الموثوقية، والتي قد تشمل التخزين في درجات حرارة عالية، والتخزين في درجات حرارة منخفضة، وتدوير درجة الحرارة، واختبار الرطوبة، ومقاومة حرارة اللحام. تضمن ظروف الاختبار المحددة ومعايير النجاح/الفشل متانة المكون وعمره الافتراضي في الميدان.

8. توصيات التطبيق

للحصول على أفضل أداء، يوصى بتشغيل LED بمصدر تيار ثابت بدلاً من جهد ثابت. يجب ضبط التيار وفقاً للسطوع المطلوب مع البقاء ضمن التصنيفات القصوى المطلقة. ضع في الاعتبار المسار الحراري في تصميم اللوحة المطبوعة؛ يمكن أن يساعد استخدام الثقوب الحرارية تحت الوسادة الحرارية الخاصة بـ LED (إن وجدت) في تبديد الحرارة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تناسق لوني محدد، حدد رموز خانة الجهد والتدفق الضوئي المطلوبة أثناء الشراء.

9. مقارنة تقنية

بالمقارنة مع عبوات LED القديمة مثل الأنواع ذات الثقوب الممررة 5 ملم، يقدم هذا الصمام الثنائي LED SMD بغلاف PLCC-2 بصمة أصغر بكثير، وملاءمة أفضل للتجميع الآلي، وزاوية مشاهدة أوسع. ضمن عائلة PLCC-2، يتميز هذا المتغير المحدد بمؤشر تجسيد لوني عالٍ (Ra>90) وتوافره في درجات حرارة لون متعددة ومصنفة بدقة، مما يجعله مناسباً للتطبيقات التي تكون فيها جودة اللون حرجة.

10. الأسئلة المتكررة

س: هل يمكنني تشغيل هذا الصمام الثنائي LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر. ومع ذلك، من المستحسن التشغيل عند 20 مللي أمبير النموذجية أو أقل للحفاظ على عمر افتراضي ممتد والسطوع، خاصة في بيئات درجات الحرارة المحيطة العالية.



س: ما الفرق بين خانات درجات حرارة اللون المختلفة؟

ج: تمثل الخانات درجات مختلفة من الضوء الأبيض، من الدافئ (مصفر) إلى البارد (مزرق). يعتمد الاختيار على الجمالية المطلوبة والتطبيق (مثل الأبيض الدافئ للإضاءة المريحة، والأبيض البارد لإضاءة المهام).



س: كيف يمكنني تفسير رموز الخانة للطلب؟

ج: يتضمن رقم الجزء الكامل رموزاً للجهد الأمامي (مثل G1) والتدفق الضوئي (مثل WHB). استشر جداول التصنيف (الخانات) لاختيار المجموعة التي تلبي تصميم الدائرة ومتطلبات السطوع الخاصة بك.

11. حالات استخدام عملية

دراسة حالة 1: إضاءة خلفية لوحة تحكم الأجهزة.يمكن استخدام سلسلة من هذه الثنائيات للإضاءة الخلفية للأزرار والشاشات على جهاز مطبخ. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة الرؤية من زوايا مختلفة، ويضمن مؤشر تجسيد اللون العالي (CRI) عرض المؤشرات الملونة بدقة. يسمح غلاف SMT بتصميم مظهر جانبي نحيل.



دراسة حالة 2: شريط LED ديكوري.يمكن لهذه الثنائيات، عند تركيبها على لوحة مطبوعة مرنة، إنشاء خطوط ضوء موحدة ومستمرة للإضاءة المبرزة المعمارية. يسمح توافر درجات اللون الأبيض المختلفة للمصممين بمطابقة أجواء الإضاءة مع موضوع التصميم الداخلي.

12. مقدمة في المبدأ

يعمل صمام LED الأبيض على مبدأ الإضاءة الكهربائية في مادة أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة لشريحة LED الزرقاء، مما يبعث فوتونات من الضوء الأزرق. تصطدم هذه الفوتونات الزرقاء بعد ذلك بطبقة من طلاء الفسفور على الشريحة. يمتص الفسفور جزءاً من الضوء الأزرق ويعيد إشعاعه كضوء عبر طيف أوسع (أطوال موجية صفراء وحمراء). يؤدي الجمع بين الضوء الأزرق المتبقي والضوء المنبعث من الفسفور إلى إدراك الضوء الأبيض. يتم تحديد الظل الدقيق (درجة حرارة اللون) من خلال تكوين وسُمك طبقة الفسفور.

13. اتجاهات التطوير

الاتجاه العام في تقنية LED هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون، وتكلفة أقل. بالنسبة لأنواع العبوات مثل PLCC-2، تشمل التطورات مواد إدارة حرارية أفضل للسماح بتيارات تشغيل أعلى، وتقنيات ترسيب فسفورية أكثر دقة لتصنيف لوني أكثر ضيقاً، ومواد تغليف توفر مقاومة أفضل لدرجات الحرارة العالية والبيئات القاسية. علاوة على ذلك، يستمر الاتجاه نحو التصغير، دافعاً نحو أحجام عبوات أصغر مع الحفاظ على الأداء البصري أو تحسينه لأجهزة الإلكترونيات المدمجة من الجيل التالي.