مصباح LED أصفر 3.0x1.4x0.52 مم - جهد 2.8-3.3 فولت - 660 ميجاوات - درجة السيارات - ورقة بيانات تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يتم تصنيع مصباح SMD LED الأصفر هذا باستخدام شريحة زرقاء مع تحويل الفوسفور الأصفر. العبوة من نوع EMC (مركب الإيبوكسي) بأبعاد 3.00 مم × 1.40 مم × 0.52 مم، مما يتيح تصميمات فائقة النحافة للتطبيقات ذات المساحة المحدودة. يوفر المصباح زاوية عرض واسعة جدًا تبلغ 120 درجة، مما يجعله مثاليًا لتوزيع الضوء المنتظم في إضاءة السيارات الداخلية والخارجية. إنه متوافق تمامًا مع عمليات التجميع SMT القياسية ولحام إعادة التدفق، ويتم توفيره على شريط وبكرة مع مستوى حساسية للرطوبة 2 (MSL2). المنتج متوافق مع RoHS وتتبع خطة اختبار التأهيل الخاصة به معيار اختبار الإجهاد AEC-Q102 لأشباه الموصلات المنفصلة من درجة السيارات.

1.1 الميزات

• توفر عبوة EMC قوة ميكانيكية قوية وتبديد حرارة ممتاز.
• زاوية عرض واسعة جدًا (2θ1/2 = 120° نموذجيًا).
• مناسب لجميع عمليات تجميع SMT واللحام.
• متوفر على شريط وبكرة (5,000 قطعة/بكرة).
• مستوى حساسية الرطوبة: المستوى 2 (بعد الفتح، يُخزن عند ≤30°C/60% رطوبة نسبية، ويُستخدم خلال 24 ساعة).
• متوافق مع RoHS.
• مؤهل وفقًا لإرشادات AEC-Q102 لاختبارات الإجهاد للسيارات.

1.2 التطبيقات

إضاءة السيارات – الداخلية (لوحة القيادة، الأضواء المحيطة) والخارجية (الإشارات الجانبية، إشارات الانعطاف، الأضواء الخلفية). زاوية العرض الواسعة والكفاءة الضوئية العالية تجعلها مناسبة للإضاءة الإرشادية والزخرفية حيث يتطلب مظهرًا موحدًا.

2. المعايير الفنية (Ts=25°C)

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية (IF=140mA)

• الجهد الأمامي (VF): الحد الأدنى 2.8 فولت، النموذجي –، الحد الأقصى 3.3 فولت
• التيار العكسي (IR): عند VR=5 فولت، الحد الأقصى 10 μA
• التدفق الضوئي (Φ): الحد الأدنى 33.4 لومن، الحد الأقصى 45.3 لومن
• زاوية العرض (2θ1/2): نموذجي 120°
• المقاومة الحرارية (Rth JS الحقيقية): نموذجي 38°C/W، الحد الأقصى 47°C/W
• المقاومة الحرارية (Rth JS الكهربائية): نموذجي 28°C/W، الحد الأقصى 35°C/W
• كفاءة التحويل الكهروضوئي عند 25°C، وضع النبض: ηe = 27%

2.2 القيم الحدية القصوى المطلقة

• تبديد الطاقة (PD): الحد الأقصى 660 ميجاوات
• التيار الأمامي (IF): الحد الأقصى 200 مللي أمبير
• التيار الأمامي الذروي (IFP): الحد الأقصى 350 مللي أمبير (دورة عمل 1/10، نبضة 10 مللي ثانية)
• الجهد العكسي (VR): الحد الأقصى 5 فولت
• ESD (HBM): الحد الأقصى 8000 فولت
• درجة حرارة التشغيل (TOPR): -40°C إلى +125°C
• درجة حرارة التخزين (TSTG): -40°C إلى +125°C
• درجة حرارة الوصلة (TJ): الحد الأقصى 150°C

3. نظام التصنيف (IF=140mA)

3.1 صناديق الجهد الأمامي والتدفق الضوئي

يتم فرز المصباح إلى صناديق الجهد (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) وصناديق التدفق الضوئي (MB: 33.4-37 لومن، NA: 37-40.9 لومن، NB: 40.9-45.3 لومن). رمز الصندوق المطبوع على الملصق يمثل مجموعة من صندوق الجهد والتدفق، على سبيل المثال G1MB.

3.2 صناديق اللونية

يحدد مخطط اللونية CIE صندوقين لونيين للانبعاث الأصفر: AM1 وAM2. كلاهما ضمن منطقة معيار اللون ECE للعنبر في السيارات. إحداثيات AM1: (0.5490,0.4250)، (0.5620,0.4380)، (0.5790,0.4210)، (0.5625,0.4160). بالنسبة لـ AM2: (0.5575,0.4195)، (0.5750,0.4250)، (0.5885,0.4110)، (0.5760,0.4070).

4. منحنيات الخصائص البصرية النموذجية

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-7)

يظهر المنحنى أنه عند 2.8 فولت يكون التيار قريبًا من الصفر، ويرتفع بشكل حاد إلى حوالي 140 مللي أمبير عند 3.2 فولت، ويصل إلى حوالي 200 مللي أمبير عند 3.4 فولت. وهذا يؤكد الحاجة إلى محرك تيار ثابت لتجنب الانفلات الحراري.

4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-8)

يزداد التدفق النسبي بشكل خطي تقريبًا مع التيار من 20 مللي أمبير إلى 200 مللي أمبير. عند 140 مللي أمبير يكون التدفق النسبي حوالي 100% (مرجع)، وعند 200 مللي أمبير يصل إلى حوالي 140%.

4.3 التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 1-9)

مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة من -40°C إلى 150°C، يتناقص التدفق الضوئي النسبي بشكل خطي تقريبًا. عند 125°C، يكون التدفق حوالي 80% من القيمة عند 25°C، مما يظهر حساسية حرارية معتدلة نموذجية لمصابيح LED المحولة بالفوسفور.

4.4 الحد الأقصى للتيار الأمامي مقابل درجة حرارة اللحام (الشكل 1-10)

للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود، يتناقص الحد الأقصى للتيار الأمامي المسموح به مع زيادة درجة حرارة نقطة اللحام. عند Ts=25°C، IF،max = 200 مللي أمبير؛ عند Ts=125°C، ينخفض IF،max إلى حوالي 40 مللي أمبير.

4.5 انزياح الجهد مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 1-11)

ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة الحرارة بمعدل حوالي -2mV/°C. يجب مراعاة هذا التأثير في تصميم الدائرة لتجنب زيادة التيار في محركات الجهد الثابت.

4.6 مخطط الإشعاع (الشكل 1-12)

نمط الإشعاع مشابه لـ Lambertian، حيث تنخفض الشدة إلى 50% عند ±60°، مما يؤكد زاوية العرض 120° (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى).

4.7 انزياح إحداثيات اللونية مقابل درجة الحرارة والتيار (الشكل 1-13، 1-14)

كلا من ΔCx وΔCy يتحركان ضمن ±0.01 على مدى درجة الحرارة الكامل و±0.005 على مدى التيار، مما يشير إلى استقرار لوني جيد.

4.8 توزيع الطيف (الشكل 1-15)

يبلغ ذروة طيف الانبعاث حوالي 590-595 نانومتر (أصفر) بعرض كامل عند نصف الحد الأقصى حوالي 40 نانومتر. يتم امتصاص ذروة الضخ الزرقاء بالقرب من 455 نانومتر بالكامل بواسطة الفوسفور، مما يؤكد التحويل الفعال.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

أبعاد جسم المصباح هي 3.00±0.2 مم طول، 1.40±0.2 مم عرض، و0.52±0.2 مم ارتفاع. يظهر المنظر العلوي مخططًا مستطيلًا مع منطقة باعثة للضوء في المنتصف. يحدد المنظر الخلفي أطراف الكاثود والأنود: الوسادة الأكبر عادة ما تكون الكاثود (مميزة برمز "-"). يشمل تخطيط وسادة PCB الموصى به وسادة 2.10 مم × 0.86 مم للكاثود ووسادة 1.60 مم × 0.86 مم للأنود، مع تباعد 0.50 مم بينهما.

5.2 تحديد القطبية

يشار إلى جانب الكاثود بعلامة زاوية أصغر (مثل شق أو نقطة) على الجزء العلوي من العبوة. يحتوي الجانب الخلفي على علامة واضحة "+" و"-".

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

يتضمن ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به: التسخين المسبق من 150°C إلى 200°C على مدى 60-120 ثانية؛ الارتفاع إلى درجة الحرارة القصوى ≤3°C/ثانية؛ الوقت فوق 217°C (TL) كحد أقصى 60 ثانية؛ درجة الحرارة القصوى (TP) 260°C مع زمن المكوث ≤10 ثوانٍ في حدود 5°C من الذروة؛ التبريد ≤6°C/ثانية. يجب ألا يتجاوز الوقت الإجمالي من 25°C إلى الذروة 8 دقائق. لا تقم بأكثر من مرتين من إعادة التدفق؛ إذا تجاوزت الفترة الفاصلة بين المرات 24 ساعة، فقد يتلف المصباح بسبب امتصاص الرطوبة.

6.2 الإصلاح والتعامل

لا ينصح بالإصلاح بعد اللحام. إذا كان لا مفر منه، استخدم مكواة لحام ثنائية الرأس وتحقق من عدم تدهور خصائص المصباح. أثناء التعامل، لا تضغط على سطح التغليف السيليكوني. استخدم فوهات فراغ مناسبة بقوة مضبوطة. تجنب ثني PCB بعد اللحام لمنع الإجهاد الميكانيكي على وصلات اللحام.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 الشريط الحامل والبكرة

يتم تعبئة المصابيح في شريط حامل (عرض 8 مم) مع 5000 وحدة لكل بكرة. يبلغ قطر البكرة 178 مم، والعرض 60 مم، وقطر المحور 13 مم. يحتوي كل من رأس الشريط وذيله على 80-100 جيب فارغ.

7.2 التعبئة المقاومة للرطوبة والملصق

توضع كل بكرة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر الرطوبة. يتم إغلاق الكيس ووضع ملصق عليه رقم القطعة، رقم المواصفة، رقم الدفعة، رمز الصندوق، الكمية، والتاريخ. يتضمن الملصق أيضًا التدفق الضوئي، صندوق اللونية، صندوق الجهد الأمامي، ورمز الطول الموجي.

7.3 شروط التخزين

قبل الفتح: ≤30°C، ≤75% رطوبة نسبية، خلال سنة واحدة من تاريخ التعبئة. بعد الفتح: ≤30°C، ≤60% رطوبة نسبية، يستخدم خلال 24 ساعة. إذا بهت المجفف أو تجاوز وقت التخزين، قم بالخبز عند 60±5°C لمدة ≥24 ساعة قبل الاستخدام.

8. عناصر اختبار الموثوقية

اجتاز المصباح الاختبارات التالية وفقًا لمعايير AEC-Q102 وJEDEC:

• إعادة التدفق (ذروة 260°C، 10 ثوانٍ): دورتان، 0/1 فشل.
• MSL2 (85°C/60% رطوبة نسبية، 168 ساعة): 0/1 فشل.
• الصدمة الحرارية (-40°C إلى +125°C، 1000 دورة): 0/1 فشل.
• اختبار العمر (Ta=105°C، IF=140 مللي أمبير، 1000 ساعة): 0/1 فشل.
• اختبار العمر في درجة حرارة عالية ورطوبة عالية (85°C/85% رطوبة نسبية، IF=140 مللي أمبير، 1000 ساعة): 0/1 فشل.

معايير الفشل: VF > 1.1×U.S.L، IR > 2.0×U.S.L، التدفق الضوئي<0.7×L.S.L.

9. احتياطات التعامل

9.1 الملوثات البيئية

يجب ألا تتجاوز مركبات الكبريت في البيئة أو المواد الموصلة 100 جزء في المليون لمنع تآكل المكونات الفضية. يجب أن يكون محتوى الهالوجين (Br، Cl) فرديًا<900 جزء في المليون والإجمالي<1500 جزء في المليون. يمكن أن تخترق المركبات العضوية المتطايرة من مواد التركيبات السيليكون وتسبب تغير اللون؛ يوصى باختبار التوافق.

9.2 التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والإجهاد الكهربائي الزائد (EOS)

يتمتع المصباح بجهد تحمل ESD يبلغ 8 كيلو فولت (HBM). ومع ذلك، يجب مراعاة احتياطات ESD القياسية، بما في ذلك محطات العمل المؤرضة والمؤينات. لا تقم أبدًا بتطبيق جهد عكسي؛ تأكد من أن تصميم الدائرة يسمح فقط بالانحياز الأمامي أثناء التشغيل.

9.3 الإدارة الحرارية

نظرًا للمقاومة الحرارية التي تصل إلى 47°C/W (حقيقية)، فإن التبريد المناسب أمر بالغ الأهمية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 150°C. قم بتخفيض التيار الأمامي بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة. استخدم المحاكاة الحرارية أو القياس للتحقق من التصميم.

10. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

10.1 تصميم الدائرة

يوصى بشدة باستخدام محرك تيار ثابت للحفاظ على التدفق الضوئي المستقر ومنع الانفلات الحراري. إذا تم استخدام مقاوم للحد من التيار، ضع في الاعتبار معامل درجة الحرارة السالب لـ VF. بالنسبة لمصفوفات التوصيل التسلسلي/المتوازي، ضع في الاعتبار عدم توازن التيار بسبب تصنيف VF والاقتران الحراري.

10.2 تخطيط PCB

استخدم أبعاد وسادة اللحام الموصى بها. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة، خاصة على وسادة الكاثود التي تمثل المسار الحراري الرئيسي. تجنب الحواف الحادة في المسارات لتقليل خطر ESD.

10.3 التنظيف

إذا كان التنظيف بعد اللحام مطلوبًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف وصلات الأسلاك أو السيليكون. تأكد من أن المذيبات الأخرى لا تهاجم العبوة.

11. مبدأ التشغيل

يستخدم مصباح LED الأصفر شريحة InGaN زرقاء مغطاة بفوسفور YAG:Ce الذي يحول جزءًا من الضوء الأزرق إلى ضوء أصفر. يؤدي مزيج الضوء الأزرق والأصفر إلى لون كهرماني محسوس. يتوزع الفوسفور في مصفوفة سيليكون تعمل أيضًا كعدسة بصرية أولية. يحقق هذا الأسلوب كفاءة عالية (تحويل كهروضوئي بنسبة 27%) وثبات لوني ممتاز عبر درجة الحرارة والتيار.

12. المقارنة مع أنواع LED الأخرى

بالمقارنة مع مصابيح LED الصفراء ذات الانبعاث المباشر AlInGaP، يوفر الأسلوب المحول بالفوسفور قابلية أوسع لضبط اللون، وثباتًا حراريًا أفضل للطول الموجي، ومتانة أعلى لـ ESD (8 كيلو فولت مقابل 2 كيلو فولت نموذجية لـ AlInGaP). ومع ذلك، قد يكون للانبعاث المباشر AlInGaP طيف أضيق وكفاءة أعلى محتملة عند التيارات المنخفضة. بالنسبة لتطبيقات السيارات التي تتطلب صناديق ألوان صارمة وعمرًا طويلًا، تجعل عبوة EMC وشهادة AEC-Q102 من هذا المصباح الخيار المفضل.

13. حالات التطبيق النموذجية

• إضاءة محيطة داخلية للسيارات: شرائط على طول لوحة القيادة أو ألواح الأبواب تتطلب ضوءًا أصفر موحدًا.
• إشارات الانعطاف الخارجية: مدمجة مع مصابيح LED حمراء لتحقيق إضاءة ديناميكية.
• أضواء تحديد المركبات على الطرق الوعرة: حيث تكون الموثوقية العالية ونطاق درجة الحرارة الواسع مطلوبين.
• مؤشرات لوحة الأجهزة: إضاءة خلفية لرموز التحذير.

14. الأسئلة الشائعة (FAQ)

• س: ما هو الجهد الأمامي النموذجي عند 140 مللي أمبير؟عادة حوالي 3.0-3.1 فولت، حسب الصندوق. توفر ورقة البيانات نطاقًا من 2.8-3.3 فولت.
• س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح عند 200 مللي أمبير بشكل مستمر؟نعم، بشرط أن تكون درجة حرارة اللحام ≤25°C وأن يكون التبريد كافياً للحفاظ على الوصلة تحت 150°C. في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، يلزم التخفيض.
• س: ما معنى قيم المقاومة الحرارية؟Rth JS الحقيقية (38°C/W) تمثل المسار الحراري من الوصلة إلى نقطة اللحام في الظروف الحقيقية؛ Rth JS الكهربائية (28°C/W) مشتقة من الطرق الكهربائية. يتم قياس كلاهما عند 140 مللي أمبير و25°C. استخدم القيمة الحقيقية لأسوأ حالة في التصميم الحراري.
• س: كيف يجب تخزين البكرات المفتوحة؟بعد الفتح، قم بالتخزين في خزانة جافة عند<30°C و<60% رطوبة نسبية، واستخدم خلال 24 ساعة. إذا تجاوز ذلك، قم بالخبز عند 60°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

15. اتجاهات التطوير

يستمر الطلب على مصابيح LED من درجة السيارات في النمو مع اعتماد أنظمة الإضاءة المتقدمة. من المتوقع أن تشهد مصابيح LED الصفراء المحولة بالفوسفور تحسينات في الكفاءة (على سبيل المثال، >30% تحويل كهروضوئي)، وثبات أعلى لدرجة حرارة اللونية، وحتى أحجام عبوات أصغر (على سبيل المثال، 2.5x1.2 مم). يعد دمج ألوان متعددة في عبوة واحدة والتوافق مع أنظمة الشعاع التكيفي (ADB) من الاتجاهات الناشئة. قد يؤدي استخدام ركائز السيراميك بدلاً من EMC إلى تعزيز الأداء الحراري للتطبيقات عالية الطاقة.