مواصفات LED أبيض RF-40QI32DS-FH-N - عبوة PLCC-2 - أبعاد 2.8x3.5x1.82 ملم - جهد 3.0 فولت - تيار 60 مللي أمبير - سطوع 22.5 لومن - درجة حرارة لونية 4290 كلفن - مؤشر تجسيد لوني CRI97

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصِّل هذا المستند مواصفات ثنائي باعث للضوء (LED) أبيض ذي تجسيد ألوان عالٍ، في عبوة قياسية من نوع PLCC-2 للتركيب السطحي. تم تصنيع الجهاز باستخدام شريحة أشباه موصلات بنفسجية مدمجة مع مادة فسفورية لإنتاج ضوء أبيض، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب تمثيلاً دقيقًا للألوان.

1.1 المزايا الأساسية

يقدم الـ LED عدة مزايا رئيسية تجعله خيارًا موثوقًا به في التصاميم الإلكترونية الحديثة:

• عبوة PLCC-2:عبوة قياسية في الصناعة تضمن التوافق مع عمليات التجميع الآلي.
• زاوية رؤية واسعة للغاية:توفر زاوية نصف شدة نموذجية قياسها 120 درجة توزيعًا موحدًا للضوء.
• توافق كامل مع تقنية التركيب السطحي:مصمم للاستخدام في جميع عمليات تجميع ولحام إعادة الانصهار القياسية الخاصة بتقنية التركيب السطحي.
• تعبئة على شريط وبكرة:متوفر على شريط حامل ملفوف على بكرة للتجميع الآلي عالي الإنتاجية بواسطة ماكينات التقاط والوضع.
• الحساسية للرطوبة:مصنف بمستوى حساسية رطوبة MSL 3، مما يشير إلى ضرورة اتخاذ احتياطات التعامل القياسية.
• الامتثال البيئي:المنتج متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

1.2 السوق المستهدف والتطبيق

صُمِّم هذا الـ LED لأغراض الإضاءة والتشوير العامة حيث تكون جودة الألوان الجيدة مهمة. تشمل مجالات تطبيقه الأساسية:

• مؤشرات الحالة البصرية على الأجهزة الإلكترونية ولوحات التحكم.
• الإضاءة الخلفية للشاشات المعلوماتية الداخلية واللافتات.
• تطبيقات الإضاءة الأسطوانية العامة.
• إضاءة عامة واسعة حيث يكون مؤشر تجسيد الألوان العالي مفيدًا.

ملاحظة هامة:يُذكر صراحةً أن المنتج غير مناسب للاستخدام في تطبيقات الشرائط المرنة، على الأرجح بسبب اعتبارات الإجهاد الميكانيكي على العبوة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يتم تحديد أداء الـ LED تحت ظروف الاختبار القياسية عند درجة حرارة التقاطع (Tₛ) تساوي 25°م.

2.1 الخصائص الكهروضوئية

معلمات التشغيل الأساسية عند تيار أمامي (I_F) قدره 60 مللي أمبير هي كما يلي:

• الجهد الأمامي (V_F):3.0 فولت نموذجي، يتراوح من 2.9 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.2 فولت (الحد الأقصى). هذه المعلمة حاسمة لحساب قيمة المقاوم التسلسلي أو تصميم مُشَغِّل التيار الثابت.
• التدفق الضوئي (Φ):22.5 لومن نموذجي، يتراوح من 20 لومن (الحد الأدنى) إلى 26 لومن (الحد الأقصى). يقيس هذا إجمالي الناتج الضوئي المرئي.
• زاوية الرؤية (2θ½):120 درجة نموذجية، تحدد الانتشار الزاوي حيث تكون شدة الضوء على الأقل نصف شدة الذروة.
• مؤشر تجسيد الألوان (CRI):97 نموذجي، بحد أدنى 95. تشير هذه القيمة العالية للغاية إلى قدرة الـ LED على كشف الألوان الحقيقية للأجسام المضاءة بأمانة، مما يجعله مثاليًا لإضاءة البيع بالتجزئة أو المتاحف أو إضاءة المهام.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقدرة 5 فولت، مما يشير إلى تيار التسرب في حالة الإيقاف.
• المقاومة الحرارية (R_THJ-S):20 °م/واط نموذجي من التقاطع إلى نقطة اللحام. هذه القيمة بالغة الأهمية لتصميم إدارة الحرارة، لأنها تحدد مقدار ارتفاع درجة حرارة التقاطع لكل واط من الطاقة المُبدَّدة.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يحدث بعدها تلف دائم. لا يُضمن التشغيل تحت أو عند هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (P_D):576 ملي واط
• التيار الأمامي المستمر (I_F):180 مللي أمبير
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):300 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) HBM:2000 فولت (ملاحظة: عائد يتجاوز 90% عند هذا المستوى، ولكن لا يزال مطلوبًا حماية من ESD أثناء التعامل).
• درجة حرارة التشغيل والتخزين (T_OPRopr_STG, Tstg
• ):_Jمن -40°م إلى +100°مدرجة حرارة التقاطع القصوى (T

j):

125°م

قاعدة تصميم حرجة:_Fيجب تحديد الحد الأقصى لتيار التشغيل بعد قياس درجة حرارة العبوة الفعلية في التطبيق للتأكد من عدم تجاوز درجة حرارة التقاطع 125°م.

3. شرح نظام الفرز

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز ثنائيات LED إلى فئات بناءً على المعايير الرئيسية المقاسة عند I_F = 60 مللي أمبير.

• 3.1 فرز الجهد الأمامي (V_F)يتم تصنيف ثنائيات LED إلى ثلاث مجموعات جهد، مما يساعد في تصميم مصادر طاقة مستقرة وتحقيق سطوع موحد في المصفوفات.
• فئة G2:2.9 فولت – 3.0 فولت
• فئة H1:3.0 فولت – 3.1 فولت

فئة H2:

3.1 فولت – 3.2 فولت

• 3.2 فرز التدفق الضوئي (Φ)يتم فرز ناتج الضوء إلى ثلاث مجموعات تدفق، مما يسمح للمصممين باختيار مستوى السطوع المناسب لتطبيقهم.
• فئة QED:20 – 22 لومن
• فئة QGD:22 – 24 لومن

فئة QHA:

24 – 26 لومن

3.3 فرز صفاء اللون / درجة الحرارة اللونية

يستند المستند إلى مخطط صفاء الألوان CIE 1931 ويقدم مجموعات إحداثيات محددة (مثل 40A, 40B, 40C, 40D, 40K) تحدد مناطق رباعية أو سداسية على المخطط. يبدو أن الفئة الرئيسية المذكورة لرقم هذا الجزء تتمركز حول درجة حرارة لونية مترابطة (CCT) تبلغ حوالي 4290 كلفن، كما هو موضح برمز الفئة "40K" ولاحقة رقم الجزء. تضبط الإحداثيات اللونية الدقيقة النقطة البيضاء بشكل محكم، وهو أمر أساسي للتطبيقات التي يكون فيها اتساق اللون عبر عدة ثنائيات LED بالغ الأهمية.

4. تحليل منحنيات الأداء

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

يظهر منحنى I-V المميز العلاقة بين الجهد المطبق عبر الـ LED والتيار الناتج. بالنسبة لهذا الجهاز، عند تيار التشغيل النموذجي البالغ 60 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 3.0 فولت. المنحنى غير خطي، ويظهر خاصية تشغيل قياسية للديود. هذه البيانات أساسية لاختيار بنية مشغل تحديد تيار مناسبة (مقاومي أو تيار ثابت).

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى كيف يتدرج ناتج الضوء مع تيار التشغيل. يزداد الناتج بشكل شبه خطي مع التيار. بينما يؤدي التشغيل بتيارات أعلى إلى مزيد من الضوء، فإنه يولد أيضًا مزيدًا من الحرارة، مما قد يقلل الكفاءة (الفعالية الضوئية) ويقصر عمر الـ LED المحتمل إذا كانت إدارة الحرارة غير كافية. يضمن التشغيل عند أو أقل من 60 مللي أمبير الموصى بها أداءً وموثوقية مثاليين.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

• 5.1 أبعاد العبوة والتسامحاتتمتلك عبوة PLCC-2 الأبعاد الحرجة التالية (جميعها بالمليمترات، بتسامح عام ±0.05 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك):
• الطول الإجمالي:3.50 ملم
• العرض الإجمالي:2.80 ملم
• الارتفاع الإجمالي:1.82 ملم (نموذجي)
• عرض الرصاص:0.48 ملم (نموذجي)

المسافة بين الرصيصين:

2.10 ملم (بين مركزي الأنود والكاثود)

يتم توفير مناظر علوية وجانبية وسفلية وكذلك مناظر استقطاب مفصلة في الرسومات الأبعادية.

5.2 تحديد القطبية ونمط وسادة اللحام

علامة قطبية واضحة ضرورية للتجميع الصحيح. يتضمن تصميم العبوة مؤشر قطبية. يتم أيضًا توفير نمط وسادة اللحام الموصى به لضمان حبة لحام موثوقة ومحاذاة سليمة أثناء لحام إعادة الانصهار، وهو أمر بالغ الأهمية للأداء الحراري والمتانة الميكانيكية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

• 6.1 تعليمات لحام إعادة الانصهار السطحيالـ LED مناسب لعمليات لحام إعادة الانصهار السطحي القياسية بالأشعة تحت الحمراء أو الحمل الحراري. يعد الالتزام بملف إعادة الانصهار الموصى به أمرًا بالغ الأهمية. تشمل المعلمات الرئيسية عادةً:
• التسخين المسبق:زيادة تدريجية لتنشيط مساعد لحام المعجنة وتقليل الصدمة الحرارية.
• التبليل/التدفق المسبق:فترة عند درجة حرارة أقل من نقطة السيولة لضمان تسخين موحد للمكون واللوحة.
• إعادة الانصهار:منطقة ذروة درجة الحرارة حيث تذوب معجنة اللحام. يجب التحكم في درجة الحرارة القصوى لتجنب إتلاف المواد الداخلية للـ LED (راتنج الإيبوكسي، المادة الفسفورية، وصلات الأسلاك) مع ضمان تكوين وصلة لحام سليمة. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الجسم الحد الأقصى المصنف.

التبريد:

فترة تبريد خاضعة للتحكم لتصلب وصلات اللحام.

• استشر قسم تعليمات التركيب السطحي المحددة لمعرفة ملف درجة الحرارة-الزمن الدقيق.6.2 احتياطات التعامل والتخزين
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي:على الرغم من أن الجهاز يحمل تصنيف ESD قدره 2000 فولت وفقًا لطريقة جسم الإنسان، يجب استخدام احتياطات ESD القياسية (محطات عمل مؤرضة، أسوار معصم) أثناء التعامل لمنع الضرر التراكمي.
• الحساسية للرطوبة:كمكون بمستوى حساسية رطوبة MSL 3، يجب خبز الكيس قبل اللحام إذا تجاوز وقت التعرض خارج العبوة الجافة الحد المحدد (عادةً 168 ساعة عند ≤30°م/60% رطوبة نسبية).
• تجنب الإجهاد الميكانيكي:عدم تطبيق قوة مفرطة على العدسة أو الرصاصات.

النظافة:

تجنب تلويث سطح العدسة، حيث يمكن أن يقلل من ناتج الضوء.

7. التعبئة والموثوقية

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد المنتج في كيس حاجز مقاوم للرطوبة مع مادة مجففة، موضوع على شريط حامل بارز ملفوف على بكرة. يتم توفير أبعاد مفصلة لجيوب الشريط الحامل والبكرة نفسها لضمان التوافق مع معدات التجميع الآلي. يحدد ملصق على البكرة رقم الجزء والكمية ورموز الفئات ومعلومات تتبع الدفعة.

• 7.2 بنود اختبار الموثوقيةيخضع المنتج لسلسلة من اختبارات الموثوقية لضمان الأداء طويل المدى تحت إجهادات بيئية متنوعة. بينما يتم سرد الظروف المحددة في جدول مخصص، تشمل الاختبارات النموذجية لثنائيات LED:
• عمر التشغيل في درجة حرارة عالية (HTOL):يختبر طول العمر تحت التشغيل المستمر في درجة حرارة مرتفعة.
• الدورة الحرارية:يختبر المقاومة للصدمة الحرارية والإجهاد الميكانيكي الناتج عن التمدد/الانكماش.
• اختبار الرطوبة:يقيم مقاومة تسرب الرطوبة.

مقاومة حرارة اللحام:

يُحقق من قدرة العبوة على تحمل عملية اللحام.

يتم تحديد معايير محددة للحكم على الأعطال (مثل تغيرات الجهد الأمامي، التدفق الضوئي، أو العطل الكارثي) بعد هذه الاختبارات.

8. اعتبارات التطبيق والتصميم_{8.1 إدارة الحرارة}نظرًا للمقاومة الحرارية البالغة 20°م/واط، فإن تبديد الحرارة الفعال له الأهمية القصوى، خاصة عند التشغيل بتيارات أعلى من 60 مللي أمبير الاسمي أو في درجات حرارة محيطة عالية. مسار تبديد الحرارة الأساسي هو عبر وسادات اللحام إلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يُعد استخدام PCB مع ثقوب حرارية تحت الوسادة الحرارية للـ LED (إن وجدت) المتصلة بمستوى أرضي أو منطقة مبدد حراري مخصصة ممارسة قياسية لتقليل المقاومة الحرارية من التقاطع إلى المحيط (R_THJ-A). احسب دائمًا درجة حرارة التقاطع المتوقعة: T_j = T_a + (P_D * R_THJ-A)، وتأكد من أن T_j < 125°م._J8.2 التشغيل الكهربائي_Aللحصول على استقرار وعمر افتراضي أمثل، قم بتشغيل الـ LED باستخدام مصدر تيار ثابت بدلاً من جهد ثابت مع مقاوم تسلسلي، خاصة في التطبيقات التي تتغير فيها درجة الحرارة أو التي تتطلب سطوعًا ثابتًا. يقوم مصدر التيار الثابت تلقائيًا بضبط الجهد للحفاظ على التيار المحدد، معوضًا عن معامل درجة الحرارة السالب لجهد الـ LED الأمامي._D8.3 التصميم البصري_{تنتج زاوية الرؤية 120 درجة نمط إشعاع يشبه لامبرتيان. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حزمة أضيق، يجب استخدام بصريات ثانوية (عدسات أو عواكس). يجعل مؤشر تجسيد الألوان العالي هذا الـ LED مناسبًا للمناطق التي يكون فيها التمييز اللوني مهمًا، ولكن يجب أن يدرك المصممون أن ثنائيات LED البيضاء عالية CRI غالبًا ما تكون ذات فعالية ضوئية أقل قليلاً مقارنة بثنائيات LED البيضاء القياسية.}9. المقارنة والتمييز التقني_J <مقارنة بثنائيات LED البيضاء متوسطة القدرة القياسية، فإن المميز الرئيسي لهذا المنتج هو مؤشر تجسيد الألوان (CRI ≥95) الاستثنائي العالي. معظم ثنائيات LED البيضاء للأغراض العامة لها CRI في نطاق 70-80. يتم تحقيق هذا الـ CRI العالي من خلال صياغة فسفورية دقيقة ومراقبة عملية، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي لا يمكن فيها المساومة على جودة اللون، وإن كان ذلك ربما بتكلفة أعلى قليلاً وكفاءة أقل بقليل من ثنائيات LED البيضاء القياسية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على البيانات التقنية)

10.1 ما هو تيار التشغيل الموصى به؟

يتم تحديد المواصفات بشكل أساسي عند 60 مللي أمبير، وهي نقطة التشغيل النموذجية الموصى بها لأداء متوازن من ناتج الضوء والفعالية والموثوقية. يمكن تشغيله حتى الحد الأقصى المطلق البالغ 180 مللي أمبير، ولكن فقط مع إدارة حرارية ممتازة للحفاظ على درجة حرارة التقاطع تحت السيطرة.

10.2 كيف يمكنني تفسير رموز الفئات عند الطلب؟

غالبًا ما يحتوي رقم الجزء (مثل RF-40QI32DS-FH-N) على معلومات مشفرة. يجب عليك تحديد فئة V_F المطلوبة (G2, H1, H2) وفئة التدفق (QED, QGD, QHA) بناءً على تصميم دارتك ومتطلبات السطوع. يشير الرقم "40" في رقم الجزء وفئة الصفاء المشار إليها "40K" إلى مجموعة درجة الحرارة اللونية الاسمية.

10.3 لماذا لا يناسب الشرائط المرنة؟

تتعرض الشرائط المرنة للانحناء والثني باستمرار أثناء التثبيت والاستخدام. عبوة PLCC-2 الصلبة ووصلات اللحام الخاصة بها معرضة للتشقق تحت هذا الإجهاد الميكانيكي المتكرر، مما يؤدي إلى العطل. عادةً ما تستخدم ثنائيات LED المخصصة للشرائط المرنة عبوة أكثر ليونة ومرونة أو تكون مغطاة بشكل خاص لتحمل الانحناء.

11. مثال عملي على حالة استخدام

سيناريو: تصميم مصباح مهام عالي الجودة.

يحتاج مصمم إلى ضوء ساطع وموحد بتجسيد ألوان ممتاز لمصباح مهام على المكتب. يختار هذا الـ LED لمؤشر تجسيد ألوانه العالي (97)، مما يضمن ظهور المستندات والأشياء بألوانها الحقيقية. يصمم لوحة دوائر مطبوعة ذات لب معدني (MCPCB) لتعمل كمبدد حراري، ويشغل 12 ثنائي LED على التوالي باستخدام مشغل تيار ثابت مضبوط على 60 مللي أمبير لكل LED. توفر زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة تغطية جديدة بدون ظلال قاسية. يحدد المصمم فئة الجهد H1 وفئة التدفق QGD لضمان سطوع وانخفاض جهد ثابت عبر جميع الـ 12 LED في السلسلة.

12. مبدأ التشغيل_Fهذا ثنائي LED أبيض مُحوَّل بواسطة الفوسفور. تشع شريحة أشباه الموصلات القائمة على نتريد الغاليوم ضوءًا في الطيف البنفسجي/فوق البنفسجي. لا ينبعث هذا الضوء الأساسي مباشرة. بدلاً من ذلك، يستثير طبقة من المادة الفسفورية المترسبة على أو حول الشريحة. تمتص المادة الفسفورية الفوتونات البنفسجية عالية الطاقة وتعيد إشعاع الضوء عبر طيف أوسع في المناطق الصفراء والحمراء. يجمع المزيج بين الضوء البنفسجي/الأزرق المتبقي غير المحوَّل من الشريحة والانبعاث الأصفر/الأحمر الواسع من الفوسفور لإنتاج ضوء أبيض. يحدد التركيب الدقيق وسُمك طبقة الفوسفور درجة الحرارة اللونية المترابطة (CCT) ومؤشر تجسيد الألوان (CRI) للضوء الأبيض الناتج.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتجه التوجه العام في تكنولوجيا LED نحو فعالية أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وجودة ألوان أفضل (CRI أعلى واتساق ألوان أكثر دقة)، وموثوقية متزايدة. بالنسبة للعبوات متوسطة القدرة مثل PLCC-2، غالبًا ما تأتي التحسينات من تصاميم شرائح أكثر كفاءة، وصيغ فسفورية متقدمة ذات نطاقات انبعاث أضيق لنطاق ألوان أفضل، ومواد عبوة محسّنة لمقاومة حرارية أقل ودرجات حرارة تشغيل قصوى أعلى. يركز القطاع أيضًا على تقليل التكاليف وتحسين الاستدامة من خلال خيارات المواد وعمليات التصنيع. يمثل المنتج الموثق هنا تطبيقًا حاليًا يؤكد على جودة الألوان العالية داخل تنسيق عبوة قياسي فعال من حيث التكلفة.

. Practical Use Case Example

Scenario: Designing a high-quality task lamp.A designer needs uniform, bright light with excellent color rendition for a desktop task lamp. They select this LED for its high CRI (97), ensuring documents and objects appear in their true colors. They design a metal-core PCB (MCPCB) to act as a heatsink, driving 12 LEDs in series with a constant-current driver set to 60mA per LED. The wide 120-degree viewing angle provides good coverage without harsh shadows. The designer specifies the H1 voltage bin and QGD flux bin to ensure consistent brightness and voltage drop across all 12 LEDs in the series string.

. Operational Principle

This is a phosphor-converted white LED. A gallium nitride-based semiconductor chip emits light in the purple/ultraviolet spectrum. This primary light is not emitted directly. Instead, it excites a layer of phosphor material deposited on or around the chip. The phosphor absorbs the high-energy purple photons and re-emits light across a broader spectrum in the yellow and red regions. The combination of the unconverted residual purple/blue light from the chip and the broad yellow/red emission from the phosphor mixes to produce white light. The exact composition and thickness of the phosphor layer determine the correlated color temperature (CCT) and Color Rendering Index (CRI) of the resulting white light.

. Technology Trends

The general trend in LED technology is towards higher efficacy (more lumens per watt), better color quality (higher CRI and more precise color consistency), and increased reliability. For mid-power packages like the PLCC-2, improvements often come from more efficient chip designs, advanced phosphor formulations with narrower emission bands for better color gamut, and improved package materials for lower thermal resistance and higher maximum operating temperatures. The industry is also focusing on reducing costs and improving sustainability through material choices and manufacturing processes. The product documented here represents a current implementation emphasizing high color quality within a standard, cost-effective package format.