مواصفات LED أبيض PLCC-2 - الحجم 3.5x2.75x0.7mm - الجهد 3.0-3.4V - القدرة 0.2W - وثيقة فنية

1. نظرة عامة على المنتج

يعتمد مصباح LED الأبيض هذا على شريحة زرقاء مقترنة بتقنية تحويل الفوسفور، مما يوفر كفاءة عالية ونطاقًا واسعًا من درجات حرارة اللون. العبوة هي PLCC-2 قياسية بأبعاد 3.5 مم × 2.75 مم × 0.7 مم، مناسبة للتجميع السطحي الآلي. يوفر تدفقًا ضوئيًا نموذجيًا يتراوح بين 26-28 لومن عند تيار أمامي 60 مللي أمبير، بجهد أمامي من 3.0 فولت إلى 3.4 فولت. يُظهر الجهاز زاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة، مما يجعله مثاليًا للإضاءة العامة ومؤشرات التطبيقات. وهو متوافق مع RoHS وله مستوى حساسية للرطوبة 3. يتوفر LED بعدة درجات حرارة لونية: 3000K (ERP 2780-3110K)، 4000K (ERP 3770-4330K)، 5700K (ANSI 5350-6050K)، 6000K (ERP 5740-6530K)، و6500K (ERP 6050-6950K). صُمم المنتج لتطبيقات مثل الشاشات الداخلية، والأضواء الأنبوبية، والإضاءة العامة. ملاحظة: لا يُوصى به للأشرطة المرنة بسبب مخاوف الإجهاد الميكانيكي.

2. تحليل المعلمات الفنية المتعمق

2.1 الخصائص البصرية والكهربائية

عند ظروف اختبار Ts=25°C و IF=60mA، يكون الجهد الأمامي النموذجي 3.12 فولت (الحد الأدنى 3.0 فولت، الحد الأقصى 3.4 فولت). التيار العكسي عند VR=5V هو 10μA كحد أقصى، مما يشير إلى تصحيح جيد. التدفق الضوئي لجميع متغيرات CCT يبلغ نموذجيًا 26.5 لومن (الحد الأدنى 26 لومن، الحد الأقصى 28 لومن)، مع انخفاض طفيف لإصدار 3000K عند 25.5 لومن نموذجي (الحد الأدنى 24 لومن، الحد الأقصى 28 لومن). مؤشر تجسيد اللون (CRI) يبلغ نموذجيًا 71.5 (الحد الأدنى 70)، وهو مقبول للإضاءة العامة ولكن ليس لتطبيقات CRI العالية. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RthJ-S) هي 60°C/W، ويجب مراعاتها في التصميم الحراري.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

تبديد القدرة محدود بـ 204mW، والتيار الأمامي بـ 65mA (الذروة 120mA مع دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1ms). الجهد العكسي الأقصى 5V. تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) هو 2000V، مع إنتاجية تزيد عن 90% عند هذا المستوى. نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 إلى +85°C، والتخزين من -40 إلى +100°C، ودرجة حرارة الوصلة القصوى 110°C. يجب ألا يتم تجاوز هذه التصنيفات أبدًا لضمان الموثوقية.

3. نظام التصنيف

3.1 تصنيف الجهد الأمامي والتدفق الضوئي

عند IF=60mA، يتم تصنيف الجهد الأمامي إلى أربع مجموعات: H1 (3.0-3.1V)، H2 (3.1-3.2V)، I1 (3.2-3.3V)، I2 (3.3-3.4V). يتم تصنيف التدفق الضوئي لجميع CCTs كـ QIA (26-28lm). التصنيف المحكم يسهل الأداء المتسق في تطبيقات التصميم.

3.2 تصنيف اللونية

يُظهر مخطط اللونية CIE 1931 خمس حاويات محددة لدرجات حرارة اللون المختلفة: E30 (أبيض دافئ جدًا، ~3000K)، E40 (أبيض دافئ، ~4000K)، A57 (أبيض محايد، ~5700K)، E60 (أبيض بارد، ~6000K)، E65 (أبيض نهاري، ~6500K). كل حاوية محددة بأربعة إحداثيات زاوية (X1Y1 إلى X4Y4) تحدد منطقة اللون المقبولة. على سبيل المثال، E30 لها إحداثيات: X1=0.4357, Y1=0.4144; X2=0.4212, Y2=0.3837; X3=0.4443, Y3=0.3916; X4=0.4588, Y4=0.4223. تضمن هذه الحاويات ثبات اللون عبر دفعات الإنتاج المختلفة.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يُظهر الشكل 1-7 العلاقة الأسية: مع زيادة الجهد الأمامي من 2.85 فولت إلى 3.20 فولت، يرتفع التيار من الصفر تقريبًا إلى 70 مللي أمبير. عند نقطة التشغيل النموذجية 3.12 فولت، يكون التيار 60 مللي أمبير. هذا المنحنى ضروري لتحديد المقاومة المتسلسلة المناسبة في دوائر القيادة ذات الجهد الثابت.

4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر الشكل 1-8 زيادة خطية تقريبًا في الشدة النسبية من 0% عند 0 مللي أمبير إلى 100% عند 60 مللي أمبير وما بعدها. التشغيل فوق 60 مللي أمبير قد يزيد السطوع ولكن قد يقلل العمر الافتراضي بسبب ارتفاع درجة حرارة الوصلة.

4.3 خصائص درجة الحرارة

يُظهر الشكل 1-9 انخفاض التدفق الضوئي النسبي مع زيادة درجة حرارة نقطة اللحام: عند 85 درجة مئوية، ينخفض التدفق إلى حوالي 85% من القيمة عند 25 درجة مئوية. يُظهر الشكل 1-10 تخفيض التيار الأمامي الأقصى: عند 85 درجة مئوية، التيار المسموح به حوالي 40 مللي أمبير (مقابل 70 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية) للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 110 درجة مئوية. يُظهر الشكل 1-11 انخفاض الجهد الأمامي قليلاً مع درجة الحرارة (حوالي -2 مللي فولت/درجة مئوية). هذه المنحنيات ضرورية للإدارة الحرارية في تصميم التركيبات.

4.4 نمط الإشعاع

يُظهر الشكل 1-12 نمط إشعاع يشبه لامبرتيان: الشدة النسبية 100% عند زاوية 0° وتنخفض إلى 50% عند حوالي ±60°، مما يؤكد زاوية الرؤية 120°. النمط متماثل، مناسب للإضاءة الواسعة.

4.5 توزيع الطيف

يُظهر الشكل 1-13 توزيعات القدرة الطيفية لـ 3000K و4000K و6500K. طيف 3000K له قمة زرقاء قوية عند ~450 نانومتر وانبعاث أوسع من الفوسفور الأصفر/الأحمر من 550-650 نانومتر. طيف 6500K له قمة زرقاء أكثر وضوحًا ومحتوى أحمر أقل. هذه الأطياف تتوافق مع معايير ERP وANSI لحاويات CCT الخاصة بها.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

المنظر العلوي يُظهر جسم العبوة بطول 3.50 مم وعرض 2.75 مم. ارتفاع المنظر الجانبي 0.70 مم (باستثناء وسادات اللحام). المنظر السفلي يُظهر وسادتين: الأنود (A) والكاثود (C). يتم تمييز القطبية برمز "+" بالقرب من الأنود. يتم توفير نموذج لحام لتخطيط PCB: الأبعاد الموصى بها للوسادة هي 2.10 مم × 0.40 مم لكل وسادة (إجمالي 2.10 مم × 1.10 مم للمنطقة المستطيلة) بمسافة 2.10 مم بين الوسادات. جميع التفاوتات ±0.05 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. الوحدات بالمليمتر.

5.2 شريط النقل والبكرة

عرض شريط النقل 8 مم مع مسافة الجيب 4.00 مم. كل جيب يحمل LED واحد مع علامة قطبية تشير إلى الاتجاه. اتجاه التغذية على طول الشريط. أبعاد البكرة: A=12.4 مم ±0.3 مم، B=400 مم ±2 مم، C=100 مم ±0.4 مم، D=14.3 مم ±0.3 مم (قطر المحور الداخلي). ملصق على البكرة يحدد رقم الجزء، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رموز الحاوية (التدفق، اللونية، الجهد)، الطول الموجي (إن وجد)، الكمية، والتاريخ.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف لحام إعادة التدفق

ملف إعادة التدفق الموصى به الخالي من الرصاص: متوسط معدل الارتفاع ≤3°C/s؛ التسخين المسبق من 150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية؛ الوقت فوق 217°C (TL) حتى 60 ثانية؛ درجة الحرارة القصوى 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ؛ معدل التبريد ≤6°C/s. الوقت الإجمالي من 25°C إلى الذروة يجب أن يكون ≤8 دقائق. لا تقم بأكثر من ممرين لإعادة التدفق. تجنب الإجهاد الميكانيكي أثناء التسخين. اللحام اليدوي: درجة حرارة المكواة<300°C لمدة<3 ثوانٍ، مرة واحدة فقط. يمكن الإصلاح بمكواة مزدوجة الرأس لكن يجب تقييم الضرر على LED.

6.2 احتياطات التعامل

التغليف من السيليكون الناعم. تجنب الضغط على السطح العلوي. لا تُركب على لوحة دوائر مطبوعة معوجة. تجنب التبريد السريع بعد اللحام. يجب أن تحد بيئة التشغيل مركبات الكبريت إلى<100 جزء في المليون؛ البروم<900 جزء في المليون؛ الكلور<900 جزء في المليون؛ مجموع Br+Cl<1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة من مواد التركيبات تغيير لون السيليكون؛ اختبر التوافق. استخدم ملقطًا للإمساك بالأسطح الجانبية. صمم الدائرة بمقاومات تحد من التيار لمنع الاحتراق بسبب تغيرات الجهد. التصميم الحراري بالغ الأهمية: يجب أن تبقى درجة حرارة الوصلة أقل من 110°C.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

كمية التعبئة القياسية هي 23,000 قطعة لكل بكرة. تُوضع البكرة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر الرطوبة. ثم يُعبأ الكيس في صندوق من الورق المقوى. مستوى الحساسية للرطوبة 3: بعد فتح الكيس، يجب استخدام الأجهزة في غضون 24 ساعة إذا تم تخزينها عند ≤30°C/60%RH. إذا لم يتم ذلك، يلزم الخبز: 24 ساعة عند 60°C ±5°C.

7.2 معلومات الملصق

يتضمن الملصق: رقم الجزء، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز الحاوية (للتدفق، اللونية، الجهد)، الطول الموجي (إن وجد)، الكمية، والتاريخ. اصطلاح تسمية النموذج يعتمد على النظام الداخلي لشركة Refond (يظهر كـ RF-PxxMI32DS-AF-N-Y)، والذي يشفر CCT ونوع العبوة وميزات أخرى.

8. توصيات التطبيق

8.1 التطبيقات النموذجية

مصباح LED هذا مناسب لمؤشرات بصرية، وشاشات داخلية، وتطبيقات الإضاءة الأنبوبية، والإضاءة العامة. زاوية رؤيته الواسعة وخيارات CCT المتعددة تجعله مرنًا للإضاءة المحيطة. في تصميمات الإضاءة الأنبوبية، يمكن وضع مصابيح LED متعددة على PCB خطي لتحقيق توزيع موحد للضوء.

8.2 اعتبارات التصميم

اعمل دائمًا تحت التصنيفات القصوى المطلقة. استخدم مقاومات متسلسلة مناسبة لتثبيت التيار. وفر تبديدًا حراريًا كافيًا، خاصة في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة. تجنب وضع مصابيح LED في بيئات عالية الكبريت. للتطبيقات الخارجية، قد تكون هناك حاجة إلى حماية إضافية من الرطوبة. العدسة السيليكونية الناعمة قد تجذب الغبار؛ نظف بكحول الأيزوبروبيل إذا لزم الأمر. لا يُوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية.

9. مقارنة التكنولوجيا

مقارنة بمصابيح LED التقليدية ذات الفتحات، توفر هذه العبوة PLCC-2 مساحة أصغر، وارتفاعًا أقل، وتوافقًا مع عمليات SMT الآلية، مما يقلل تكلفة التجميع. مقارنة بحزم SMD الأخرى (مثل 2835، 3528)، يوفر هذا الجهاز بحجم 3.5×2.75 مم توازنًا بين خرج الضوء والأداء الحراري. المقاومة الحرارية 60°C/W معتدلة، مما يتطلب تصميمًا حراريًا دقيقًا للتطبيقات عالية الطاقة. زاوية الرؤية 120° أوسع من العديد من مصابيح LED الاتجاهية، مما يجعلها مناسبة للإضاءة الموحدة. مؤشر CRI من 70-71 نموذجي لمصابيح LED البيضاء القياسية؛ للتطبيقات التي تحتاج إلى تجسيد عالي للألوان، يجب النظر في منتجات أخرى ذات CRI>80.

10. الأسئلة الشائعة

س: هل يمكن تشغيل مصباح LED هذا باستمرار عند 65 مللي أمبير؟ج: نعم، 65 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي عند 25 درجة مئوية. ومع ذلك، يلزم التخفيض في درجات الحرارة المحيطة الأعلى؛ راجع منحنى التخفيض (الشكل 1-10). للتشغيل الموثوق طويل الأمد، يوصى بـ 60 مللي أمبير.

س: ما هو العمر الافتراضي النموذجي؟ج: على الرغم من عدم ذكره صراحة في ورقة البيانات، فإن مصابيح LED البيضاء النموذجية بهذا التركيب لها عمر L70 يتجاوز 50,000 ساعة عند التيار المقنن والإدارة الحرارية المناسبة، بناءً على معايير الصناعة.

س: هل مصباح LED هذا متوافق مع تعديل عرض النبضة (PWM) للتعتيم؟ج: نعم، يمكن تعتيم الجهاز عبر PWM إذا كان تيار الذروة لا يتجاوز 120 مللي أمبير وكانت دورة العمل محدودة (مثل 1/10) للحفاظ على متوسط التيار ضمن الحدود. تأكد من أن تردد PWM أعلى من 100 هرتز لتجنب الوميض المرئي.

س: ما مدى حساسية اللون لتيار التشغيل؟ج: تظهر مصابيح LED البيضاء انزياحًا طفيفًا في اللون مع التيار بسبب التغيرات في درجة حرارة الوصلة وكفاءة الفوسفور. للحصول على لون ثابت، استخدم مشغل تيار ثابت وبيئة حرارية مستقرة.

11. حالة تصميم عملية

ضع في اعتبارك ضوءًا أنبوبيًا بقدرة 20 واط يستخدم 100 قطعة من مصباح LED هذا. يتم تشغيل كل LED عند 60 مللي أمبير، 3.1 فولت (نموذجي)، مما ينتج عنه ~0.186 واط لكل LED، بإجمالي 18.6 واط. PCB عبارة عن لوحة ذات قلب من الألومنيوم لتبديد الحرارة. متوسط التدفق الضوئي لكل LED هو 26.5 لومن، بإجمالي 2650 لومن. مع خسائر بصرية بنسبة 15%، سيكون خرج التركيبة حوالي 2250 لومن، محققًا كفاءة نظام حوالي 120 لومن/واط. تم اختيار حاوية اللونية E40 (4000K) للحصول على مظهر أبيض محايد. توضع مصابيح LED في صفيف خطي بمسافة 10 مم، ويوفر الناشر توزيعًا موحدًا للضوء. يُظهر المحاكاة الحرارية درجة حرارة الوصلة أقل من 85 درجة مئوية عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية، مما يضمن عمرًا طويلاً.

12. مبدأ التشغيل

يستخدم مصباح LED الأبيض شريحة LED زرقاء باعثة للضوء من InGaN/GaN (~450 نانومتر) تثير طبقة فوسفور صفراء من YAG:Ce. يؤدي مزيج الضوء الأزرق والأصفر إلى إنتاج الضوء الأبيض. يتم تحديد درجة حرارة اللون الدقيقة من خلال تركيبة الفوسفور وسمكه. هذه تقنية راسخة لمصابيح LED البيضاء عالية الكفاءة. لحاويات CCT محددة، يتم استخدام خلائط فوسفور مختلفة (مثل إضافة فوسفور أحمر لدرجة حرارة لون أكثر دفئًا مثل 3000K). يعمل الجهاز تحت انحياز أمامي حيث تتحد الإلكترونات والثقوب في البئر الكمومي لانبعاث الفوتونات. يتم تحقيق زاوية الرؤية الواسعة بواسطة غلاف السيليكون المقبب الذي يعمل كعدسة.

13. اتجاهات التطوير

يتجه الاتجاه في مصابيح LED البيضاء نحو كفاءة أعلى (>200 لومن/واط)، وتحسين CRI (>90)، وحزم أصغر. تتيح تقنيات الفوسفور الجديدة (مثل فوسفور النتريد) نطاقًا لونيًا أوسع واستقرارًا أفضل. يتزايد الطلب على دمج مصابيح LED مع التحكم الذكي (مثل قابلية ضبط اللون). قد يتم استبدال حزمة PLCC-2 هذه بحزم على مستوى الرقاقة (CSP) لمساحات أصغر. ومع ذلك، تظل PLCC شائعة للإضاءة العامة بسبب موثوقيتها وسهولة التعامل. استخدام المواد الخالية من الرصاص والامتثال لـ RoHS هو المعيار. قد تشمل التطورات المستقبلية كثافة تيار أعلى ومقاومة حرارية محسنة لتقليل تكلفة النظام.