ورقة بيانات LED أبيض SMD 3.00x1.40x0.52 مم - جهد أمامي 2.8 فولت - تدفق ضوئي 23 لومن - قدرة 0.192 واط - معتمد AEC-Q102 للسيارات

1. نظرة عامة على المنتج

تم تصنيع هذا LED الأبيض باستخدام شريحة زرقاء ممزوجة بالفوسفور لتحقيق طيف ضوء أبيض عريض. يأتي الجهاز في عبوة EMC مدمجة (مركب صب الإيبوكسي) بأبعاد 3.00 مم × 1.40 مم × 0.52 مم. وهو مصمم لتطبيقات الإضاءة الداخلية والخارجية للسيارات، ومتوافق تمامًا مع اختبار الإجهاد AEC-Q102 لأشباه الموصلات المنفصلة بدرجة السيارات. يوفر LED زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120°، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب توزيعًا موحدًا للضوء. مع مستوى حساسية للرطوبة 2 (MSL2) والامتثال لـ RoHS، تم تحسين الجهاز لتجميع SMT القياسي وعمليات اللحام بإعادة التدفق.

2. تحليل المعايير الفنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

عند شرط اختبار IF = 50 مللي أمبير وTs = 25 درجة مئوية، يتراوح الجهد الأمامي (VF) من 2.6 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.2 فولت (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية 2.8 فولت. التيار العكسي (IR) عند VR = 5 فولت عادة أقل من 10 ميكرو أمبير، مما يضمن تسربًا منخفضًا. يتم تحديد التدفق الضوئي (Φ) بين 19.6 لومن (الحد الأدنى) و26.9 لومن (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية 23 لومن. زاوية الرؤية (2θ1/2) عادة 120 درجة. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) بحد أقصى 50 درجة مئوية/واط، مما يشير إلى قدرة جيدة على تبديد الحرارة.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

الحد الأقصى لتبديد القدرة (PD) هو 384 ميغاواط. لا يجب أن يتجاوز التيار الأمامي (IF) 120 مللي أمبير DC، بينما يمكن أن يصل التيار الأمامي الذروة (IFP) إلى 200 مللي أمبير عند دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 10 مللي ثانية. الجهد العكسي الأقصى (VR) هو 5 فولت. يمكن للجهاز تحمل تفريغ كهربائي ساكن (ESD) يصل إلى 8000 فولت (HBM) بإنتاجية تزيد عن 90%. نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية، ودرجة حرارة التخزين مماثلة. درجة حرارة الوصلة القصوى (TJ) هي 150 درجة مئوية.

3. نظام التصنيف

3.1 صناديق الجهد الأمامي

عند IF = 50 مللي أمبير، يتم فرز الجهد الأمامي إلى ستة صناديق: G1 (2.8–2.9 فولت)، G2 (2.9–3.0 فولت)، H1 (3.0–3.1 فولت)، H2 (3.1–3.2 فولت)، I1 (3.2–3.3 فولت)، I2 (3.3–3.4 فولت). يساعد هذا التصنيف الدقيق العملاء على اختيار مصابيح LED بجهد محكم للدوائر المتوازية أو المتسلسلة.

3.2 صناديق التدفق الضوئي

يتم فرز التدفق الضوئي إلى ثلاثة صناديق: KA (19.6–21.8 لومن)، KB (21.8–24.2 لومن)، LA (24.2–26.9 لومن). بالاقتران مع صناديق الجهد، يوفر هذا اختيارًا شاملاً لمتطلبات السطوع الخاصة بالتطبيق.

3.3 صناديق اللونية

يظهر مخطط اللونية CIE صندوقي لون: ZG0 وZG1. ZG0 له حدود إحداثية (0.3059,0.3112)، (0.3122,0.3258)، (0.3240,0.3258)، (0.3177,0.3112). ZG1 مُحدد بـ (0.3122,0.3258)، (0.3185,0.3404)، (0.3303,0.3404)، (0.3240,0.3258). تضمن هذه الصناديق مظهرًا لونيًا متسقًا عبر دفعات الإنتاج.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يظهر منحنى I-V أنه مع زيادة الجهد الأمامي من 2.6 فولت إلى 3.0 فولت، يرتفع التيار الأمامي من 0 مللي أمبير إلى حوالي 60 مللي أمبير. المنحنى أسي، نموذجي لمصابيح LED، مما يشير إلى أن التغيرات الصغيرة في الجهد تسبب تغيرات كبيرة في التيار؛ وبالتالي فإن تنظيم التيار أمر بالغ الأهمية.

4.2 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

تزداد الشدة الضوئية النسبية بشكل خطي تقريبًا مع التيار الأمامي حتى 70 مللي أمبير. عند 50 مللي أمبير، تكون الشدة النسبية حوالي 100%، وعند 10 مللي أمبير تنخفض إلى حوالي 20%. تساعد هذه العلاقة الخطية في التعتيم عن طريق ضبط التيار.

4.3 درجة حرارة اللحام مقابل الشدة النسبية

مع ارتفاع درجة حرارة نقطة اللحام من 20 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية، تنخفض الشدة النسبية تدريجيًا من 100% إلى حوالي 85%. يسلط هذا الضوء على أهمية الإدارة الحرارية للحفاظ على استقرار خرج الضوء.

4.4 درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي

يجب تقليل التيار الأمامي الأقصى المسموح به عند درجات الحرارة الأعلى. عند Ts = 25 درجة مئوية، IF كحد أقصى هو 120 مللي أمبير؛ عند Ts = 100 درجة مئوية، ينخفض إلى حوالي 60 مللي أمبير. يضمن التبريد المناسب التشغيل ضمن الحدود الآمنة.

4.5 الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة اللحام

ينخفض الجهد الأمامي قليلاً مع زيادة درجة الحرارة (حوالي -2 مللي فولت/درجة مئوية). يجب مراعاة معامل درجة الحرارة السلبي هذا في تصاميم القيادة ذات الجهد الثابت.

4.6 مخطط الإشعاع

نمط الانبعاث شبيه بـ Lambertian بزاوية نصف شدة عريضة تبلغ ±60°. يوفر هذا إضاءة موحدة على مساحة واسعة، مثالية لإضاءة داخلية للسيارات مثل أضواء السقف أو مصابيح القراءة.

4.7 انزياح اللون مقابل درجة الحرارة

عند درجات حرارة لحام أعلى (85 درجة مئوية و105 درجة مئوية)، تنزاح إحداثيات اللونية قليلاً نحو قيم Y أعلى (أكثر خضرة)، لكن التغيير ضمن 0.01 وحدة، مما يشير إلى ثبات لون جيد عبر درجة الحرارة.

4.8 توزيع الطيف

يظهر LED الأبيض طيفًا عريضًا من 400 نانومتر إلى 750 نانومتر مع ذروة حول 450 نانومتر (شريحة زرقاء) وذروة فوسفور ثانوية حول 550-600 نانومتر. ينتج عن هذا مؤشر تجسيد لوني عالٍ مناسب للإضاءة العامة.

5. معلومات العبوة والميكانيكا

5.1 أبعاد العبوة

العبوة بحجم 3.00 مم × 1.40 مم × 0.52 مم. يظهر المنظر العلوي منطقة انبعاث مركزية بأبعاد 2.61 مم × 1.60 مم. يظهر المنظر الجانبي سماكة 0.52 مم مع نتوء صغير 0.05 مم. يظهر المنظر السفلي وسادتي لحام: واحدة كاثود (C) وواحدة أنود (A). وسادة الكاثود أكبر (0.86 مم × 1.40 مم). تم وضع علامة القطبية على الجزء السفلي كرمز '-'.

5.2 نمط اللحام الموصى به

للحصول على اتصال حراري وكهربائي مثالي، فإن نمط الأرضية الموصى به للوحة PCB هو 3.50 مم × 2.10 مم مع منطقة وسادة مركزية 0.91 مم × 1.00 مم. جميع الأبعاد بالمليمتر مع تفاوتات ±0.2 مم.

5.3 تعريف القطبية

يتم تمييز الأطراف الموجبة (الأنود) والسالبة (الكاثود) بوضوح على المنظر السفلي. الاتجاه الصحيح ضروري للتشغيل السليم.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف إعادة التدفق SMT

يجب أن تلتزم عملية اللحام بإعادة التدفق بالمعايير التالية: متوسط معدل الارتفاع من Tsmin إلى Tp ≤ 3 درجة مئوية/ثانية؛ التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60–120 ثانية؛ الوقت فوق 217 درجة مئوية (TL) لمدة أقصاها 60 ثانية؛ درجة حرارة الذروة (Tp) 260 درجة مئوية مع وقت مكوث ضمن 5 درجة مئوية من Tp لمدة أقصاها 10 ثوانٍ؛ معدل التبريد ≤ 6 درجة مئوية/ثانية؛ الوقت الإجمالي من 25 درجة مئوية إلى Tp ≤ 8 دقائق. يُسمح بدورتي إعادة تدفق فقط؛ إذا تجاوز الفاصل بينهما 24 ساعة، قد تمتص مصابيح LED الرطوبة وتتلف.

6.2 الإصلاح

يجب تجنب الإصلاح بعد اللحام. إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس. يجب منع الضغط الميكانيكي على عدسة السيليكون أثناء التسخين.

6.3 تحذيرات

مادة التغليف هي السيليكون، وهو ناعم. الضغط المفرط على السطح العلوي يمكن أن يتلف الدائرة الداخلية. يجب أن تطبق فوهات الالتقاط والوضع أقل قوة ممكنة. لا تقم بتركيب مصابيح LED على PCB ملتوي أو ثني اللوحة بعد اللحام. تجنب التبريد السريع بعد إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 شريط الحامل والبكرة

يتم تعبئة مصابيح LED في شريط حامل بمعدل 5000 قطعة لكل بكرة. أبعاد البكرة: A = 178 ± 1 مم، B = 8.0 ± 0.1 مم، C = 60 ± 1 مم، D = 13.0 ± 0.5 مم. يشتمل الشريط على جيوب فارغة من 80–100 قطعة في البداية والنهاية للمناولة.

7.2 مواصفات الملصق

تحمل كل بكرة ملصقًا يحتوي على رقم الجزء، رقم المواصفة، رقم الدفعة، رمز التصنيف (بما في ذلك التدفق الضوئي Φ، صندوق اللونية XY، الجهد الأمامي VF، ورمز الطول الموجي WLD)، الكمية، وتاريخ التصنيع.

7.3 التعبئة المقاومة للرطوبة

يتم إغلاق البكرات في أكياس حاجزة للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقات مؤشر الرطوبة. مستوى حساسية الرطوبة هو 2. بعد الفتح، يجب استخدام مصابيح LED خلال 24 ساعة. إذا تجاوز التخزين 24 ساعة، يلزم الخبز عند 60 ± 5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة على الأقل قبل الاستخدام.

8. توصيات التطبيق

مصابيح LED هذه مخصصة بشكل أساسي للإضاءة الداخلية والخارجية للسيارات، مثل مؤشرات لوحة القيادة، الإضاءة المحيطة الداخلية، أضواء الفرامل، إشارات الانعطاف، والمؤشرات الجانبية. زاوية الرؤية الواسعة 120° والسطوع العالي (حتى 26.9 لومن) يجعلها مناسبة للإضاءة المباشرة وغير المباشرة. للحصول على أفضل أداء، يجب أن يضمن التصميم الحراري بقاء درجة حرارة نقطة اللحام أقل من 125 درجة مئوية. استخدم مقاومات محددة للتيار أو مشغلات تيار ثابت لتجنب تجاوز التيار الأمامي الأقصى. إجراءات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي، مثل أساور المعايرة الأرضية ومحطات العمل المضادة للكهرباء الساكنة، إلزامية أثناء التجميع.

9. الموثوقية والاختبار

9.1 اختبارات الموثوقية

يتبع تأهيل المنتج AEC-Q102. تشمل الاختبارات المنفذة: تكييف إعادة التدفق (260 درجة مئوية، 10 ثوانٍ، 2×)، تكييف MSL2 (85 درجة مئوية/60% رطوبة نسبية لمدة 168 ساعة)، الصدمة الحرارية (-40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية، 1000 دورة)، اختبار العمر (Ta = 105 درجة مئوية، IF = 50 مللي أمبير، 1000 ساعة)، واختبار العمر في الرطوبة العالية ودرجة الحرارة العالية (85 درجة مئوية/85% رطوبة نسبية، IF = 50 مللي أمبير، 1000 ساعة). معايير القبول: 0 فشل مسموح به في 20 عينة.

9.2 معايير الفشل

يعتبر الجهاز فاشلاً إذا تجاوز الجهد الأمامي 1.1 مرة من حد المواصفة الأعلى (USL)، أو تجاوز التيار العكسي 2.0 مرة من USL، أو انخفض التدفق الضوئي إلى أقل من 0.7 مرة من حد المواصفة الأدنى (LSL).

10. احتياطات المناولة والتخزين

تجنب التعرض للبيئات التي تحتوي على نسبة كبريت تتجاوز 100 جزء في المليون. يجب أن تكون محتويات البروم والكلور المنفردة أقل من 900 جزء في المليون، ومجموعها أقل من 1500 جزء في المليون. يمكن للمركبات العضوية المتطايرة من مواد التركيبات اختراق غلاف السيليكون والتسبب في تغير اللون؛ يوصى باختبار التوافق. لا تستخدم مواد لاصقة تنبعث منها أبخرة عضوية. تعامل مع المكون من الجانب باستخدام ملقط؛ لا تلمس عدسة السيليكون مباشرة. قم بتخزين الأكياس غير المفتوحة عند ≤ 30 درجة مئوية / ≤ 75% رطوبة نسبية لمدة تصل إلى عام واحد. بعد الفتح، استخدم خلال 24 ساعة أو اخبز قبل الاستخدام.

11. الأسئلة الفنية الشائعة

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بجهد ثابت؟ج: التشغيل بجهد ثابت ممكن فقط باستخدام مقاومة متسلسلة للحد من التيار، لأن الجهد الأمامي يتغير مع درجة الحرارة والتصنيف. يُوصى باستخدام مصدر تيار ثابت.

س: ما هو العمر النموذجي؟ج: تم تأهيل LED لمدة 1000 ساعة عند 105 درجة مئوية و50 مللي أمبير، لكن العمر النموذجي عند درجات حرارة أقل (85 درجة مئوية) يمكن أن يتجاوز 10,000 ساعة مع انخفاض تدريجي في اللومن.

س: هل يمكن توصيل عدة مصابيح LED على التوازي؟ج: نعم، لكن نظرًا لاختلافات تصنيف VF، يجب أن يكون لكل LED مقاومة محددة للتيار خاصة به لتجنب استحواذ التيار.

12. دراسات حالة تصميمية

حالة: استبدال ضوء السقف الداخلي– ستة مصابيح LED من التصنيف LA (24.2-26.9 لومن) عند 50 مللي أمبير لكل منها يمكن أن تنتج أكثر من 150 لومن، كافية لضوء سقف 12 فولت. استخدام مشغل تيار ثابت بإجمالي 300 مللي أمبير وإدارة حرارية مناسبة على PCB بنواة ألومنيوم يضمن التشغيل الموثوق عند درجة حرارة محيطة 85 درجة مئوية.

حالة: مؤشر جانبي خارجي– مصباحي LED على التوالي (إجمالي 6.4 فولت) مع مقاومة 120 أوم على خط 12 فولت يعطي ~47 مللي أمبير، ضمن تصنيف 50 مللي أمبير. زاوية الرؤية الواسعة تفي بلوائح ECE للمؤشرات الجانبية.

13. مبادئ التكنولوجيا

يتم إنتاج الضوء الأبيض من خلال الجمع بين شريحة LED زرقاء InGaN (تصدر حول 450 نانومتر) مع فوسفور أصفر (عادة YAG:Ce). يقوم الضوء الأزرق بإثارة الفوسفور جزئيًا، والذي يحوّل بعض الفوتونات الزرقاء إلى اللون الأصفر. يظهر مزيج الضوء الأزرق والأصفر باللون الأبيض. توفر عبوة EMC مقاومة عالية لدرجة الحرارة ومتانة ميكانيكية مقارنة بالعبوات السيليكونية التقليدية.

14. اتجاهات التطوير

تستمر إضاءة السيارات في التحول من المصابيح المتوهجة إلى LED، مدفوعة بكفاءة الطاقة، العمر الطويل، ومرونة التصميم. تشمل الاتجاهات المستقبلية لمعانًا أعلى (أكثر من 30 لومن لكل شريحة عند 50 مللي أمبير)، عبوات أصغر (مثل 2.0x1.0 مم)، والتكامل في أنظمة الإضاءة التكيفية. أصبح استخدام مصابيح LED بدرجة السيارات مع تأهيل AEC-Q102 معيارًا للوظائف الخارجية والداخلية. ستعمل تكنولوجيا الفوسفور المحسّنة على تعزيز اتساق الألوان وتقليل التبريد الحراري.