ورقة بيانات LED أصفر 3.5x2.8x1.85mm - جهد أمامي 3.0V - قدرة 0.238W - زاوية رؤية 120°

1. نظرة عامة على المنتج

إن RF-A2A31-WYS8-A4 هو صمام ثنائي باعث للضوء (LED) أصفر عالي الأداء، مصنوع باستخدام شريحة زرقاء وتقنية تحويل الفسفور. يتم تثبيت الجهاز في حزمة PLCC4 مدمجة بأبعاد 3.50 مم × 2.80 مم × 1.85 مم. صُمم لتلبية المتطلبات الصارمة لتطبيقات إضاءة السيارات، سواء الداخلية أو الخارجية، وهو معتمد وفقًا لمعيار اختبار الإجهاد AEC-Q101 لأشباه الموصلات المنفصلة من الدرجة الأولى للسيارات.

تشمل المزايا الرئيسية زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120 درجة، والتوافق مع عمليات التجميع القياسية SMT ولحام إعادة التدفق، ومستوى حساسية الرطوبة 2. يتوافق LED مع توجيهات RoHS وREACH، مما يضمن السلامة البيئية.

2. تحليل موضوعي متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية (Ts = 25 درجة مئوية)

يتم اختبار LED عند تيار أمامي قدره 50 مللي أمبير. تحت هذه الحالة، يتراوح الجهد الأمامي (VF) من 2.8 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.4 فولت (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية تبلغ 3.0 فولت. التيار العكسي (IR) عند جهد عكسي 5 فولت لا يتجاوز 10 ميكرو أمبير. شدة الإضاءة (IV) محددة بين 3500 ميللي كانديلا و 6500 ميللي كانديلا، بقيمة نموذجية تبلغ 5300 ميللي كانديلا. زاوية الرؤية (2θ½) تبلغ عادةً 120 درجة.

2.2 التصنيفات القصوى المطلقة

التصنيفات القصوى المطلقة عند درجة حرارة لحام 25 درجة مئوية هي كما يلي: تبديد الطاقة (PD) 238 مللي واط، التيار الأمامي (IF) 70 مللي أمبير، التيار الأمامي الذروة (IFP) 100 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، عرض نبضة 10 مللي ثانية)، الجهد العكسي (VR) 5 فولت، التفريغ الكهروستاتيكي (HBM) 2000 فولت، نطاق درجة حرارة التشغيل (TOPR) من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، نطاق درجة حرارة التخزين (TSTG) من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، ودرجة حرارة الوصلة (TJ) 120 درجة مئوية.

2.3 الخصائص الحرارية

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) محددة بحد أقصى 180 درجة مئوية/واط. إدارة الحرارة المناسبة ضرورية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من التصنيف الأقصى، حيث أن ارتفاع درجة الحرارة يقلل من خرج الضوء ويغير اللون.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

3.1 تصنيف الجهد الأمامي وشدة الإضاءة (IF = 50 مللي أمبير)

يتم تصنيف LED إلى حاويات (bins) حسب الجهد الأمامي وشدة الإضاءة. يتم تعريف حاويات الجهد الأمامي كالتالي: 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). حاويات شدة الإضاءة هي: O2 (3500-4300 ميللي كانديلا)، P1 (4300-5300 ميللي كانديلا)، P2 (5300-6500 ميللي كانديلا).

3.2 تصنيف اللونية (Chromaticity Binning)

يظهر مخطط CIE اللوني حاوية رباعية الأضلاع تحمل التسمية 5E. النقاط الزاوية الأربع هي: (0.5536, 0.4221)، (0.5764, 0.4075)، (0.5883, 0.4111)، (0.5705, 0.4289). يضمن ذلك تناسقًا محكمًا للألوان لتطبيقات إضاءة السيارات حيث تكون توحيدية اللون أمرًا بالغ الأهمية.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يزداد الجهد الأمامي بشكل غير خطي مع التيار الأمامي. عند 50 مللي أمبير، الجهد النموذجي هو 3.0 فولت؛ وعند 70 مللي أمبير، يرتفع الجهد إلى حوالي 3.1 فولت.

4.2 التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية

تزداد الشدة النسبية مع التيار حتى 70 مللي أمبير، لتصل إلى حوالي 130% من القيمة عند 50 مللي أمبير. يُظهر المنحنى تشبعًا طفيفًا عند التيارات الأعلى.

4.3 خصائص درجة الحرارة

تؤثر درجة حرارة اللحام (Ts) على كل من الجهد الأمامي والشدة النسبية. مع ارتفاع Ts من 20 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، ينخفض الجهد الأمامي خطيًا بحوالي 0.15 فولت، بينما تنخفض الشدة النسبية بنحو 15%. كما ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع درجة الحرارة، من 70 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية إلى حوالي 40 مللي أمبير عند 100 درجة مئوية.

4.4 مخطط الإشعاع

نمط الإشعاع يشبه توزيع لامبرت (Lambertian)، بزاوية نصف قدرها حوالي ±60 درجة لشدة نسبية 50%. تضمن زاوية الرؤية (120 درجة) تغطية واسعة لمصابيح الإشارة في السيارات.

4.5 تحول إحداثيات اللونية مقابل التيار الأمامي

تتحول إحداثيات CIE x و y قليلاً مع التيار. عند 50 مللي أمبير، النقطة النموذجية قريبة من (0.57, 0.43). زيادة التيار إلى 85 درجة مئوية تسبب تحولًا صغيرًا في المنطقة الصفراء، مع بقائها ضمن حاوية 5E.

4.6 توزيع الطيف

يبلغ ذروة طيف الانبعاث حوالي 590 نانومتر، مع عرض كامل عند نصف القيمة القصوى (FWHM) يبلغ حوالي 15 نانومتر. لا يظهر الطيف أي قمم ثانوية، مما يؤكد انبعاثًا أصفر نقيًا.

5. معلومات العبوة والميكانيكية

5.1 أبعاد الحزمة

طول الحزمة 3.50 مم وعرضها 2.80 مم وارتفاعها 1.85 مم. التفاوتات المسموح بها ±0.2 مم. يُظهر المنظر العلوي علامة القطبية (الكاثود) عند الطرف 2. المنظر السفلي يحتوي على أربع وسادات: الوسادة 1 هي الكاثود، الوسادة 2 هي الأنود، الوسادتان 3 و 4 هما دعامات ميكانيكية (غير موصولة كهربائيًا).

5.2 نمط اللحام

نمط اللوحة الموصى به (PCB land pattern): حجم الوسادة 0.80 مم × 0.70 مم لكل طرف، مع وسادة حرارية مركزية بحجم 2.60 مم × 1.60 مم (اختياري). المسافة بين مراكز الوسادات هي 2.20 مم.

5.3 تحديد القطبية

علامة القطبية هي شق صغير على الجزء العلوي من الحزمة، محاذٍ لجهة الكاثود.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق

ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به يعتمد على معيار JEDEC J-STD-020. التسخين المسبق من 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية. معدل الارتفاع: 3 درجات مئوية/ثانية كحد أقصى. الوقت فوق 217 درجة مئوية (TL): 60 ثانية كحد أقصى. درجة الحرارة القصوى (TP): 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ. معدل التبريد: 6 درجات مئوية/ثانية كحد أقصى. إجمالي الوقت من 25 درجة مئوية إلى الذروة: 8 دقائق كحد أقصى. يمكن لـ LED تحمل دورتين من إعادة التدفق؛ إذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورتين، يلزم الخبز (baking).

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة ≤300 درجة مئوية لمدة ≤3 ثوانٍ، ومرة واحدة فقط لكل وصلة.

6.3 التخزين والمناولة

يمكن تخزين أكياس حاجز الرطوبة غير المفتوحة عند ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤75% لمدة تصل إلى عام واحد. بعد الفتح، استخدم في غضون 24 ساعة عند ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤60%. إذا تجاوز التخزين هذه الحدود، قم بالخبز عند 60±5 درجة مئوية لمدة ≥24 ساعة. سطح LED مصنوع من السيليكون الناعم؛ تجنب الضغط الميكانيكي. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية؛ يوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل.

7. معلومات التغليف والطلب

يتم توفير LED على شريط وبكرة (tape and reel) بعدد 2000 قطعة لكل بكرة. أبعاد شريط الناقل: عرض 8.0 مم، خطوة 4.0 مم، حجم التجويف 3.50 مم × 2.80 مم × 1.70 مم. أبعاد البكرة: A = 330 مم، B = 100 مم، C = 13.0 مم، D = 8.0 مم. تحمل كل بكرة ملصقًا برقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز التصنيف، التدفق الضوئي، تصنيف اللونية، الجهد الأمامي، رمز الطول الموجي، الكمية، ورمز التاريخ. التغليف النهائي يشمل كيس حاجز الرطوبة وصندوق من الورق المقوى.

8. توصيات التطبيق

هذا LED الأصفر مثالي لإضاءة السيارات الداخلية (الإضاءة المحيطة، أضواء القراءة) والإشارات الخارجية (إشارات الانعطاف، أضواء الفرامل). نظرًا لزاوية رؤيته الواسعة وسطوعه العالي، فهو مناسب أيضًا لتطبيقات المؤشرات العامة. يجب على المصممين ضمان تبديد حرارة كافٍ للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 120 درجة مئوية. يجب استخدام مقاوم محدد للتيار لمنع الإجهاد الزائد. بالنسبة للسلاسل المتوازية، يجب مراعاة توازن التيار بسبب تصنيف VF. LED معتمد من AEC-Q101، مما يجعله مناسبًا للبيئات القاسية في السيارات.

9. مقارنة تقنية

مقارنةً بـ LED الأصفر التقليدي القائم على فيلم PI، يوفر هذا الجهاز المحول بالفوسفور ثباتًا فائقًا للألوان وزاوية رؤية أوسع. تسمح حزمة PLCC4 بتجميع PCB أسهل وتبديد حرارة أفضل من الحزم الأصغر مثل 3014. يميزه اعتماد AEC-Q101 عن LEDs التجارية القياسية، مما يوفر موثوقية مُثبتة لتطبيقات السيارات.

10. الأسئلة الشائعة

س: ما هو الجهد الأمامي النموذجي عند 50 مللي أمبير؟ج: 3.0 فولت، بمدى يتراوح من 2.8 فولت إلى 3.4 فولت.

س: هل يمكن استخدام هذا LED لإضاءة السيارات الخارجية؟ج: نعم، إنه معتمد وفقًا لـ AEC-Q101 ويوصى به للاستخدامات الداخلية والخارجية على حد سواء.

س: كم عدد دورات إعادة التدفق المسموح بها؟ج: دورتان كحد أقصى. إذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورتين، قم بالخبز قبل إعادة التدفق الثانية.

س: ما هو وقت التخزين الموصى به بعد فتح الكيس؟ج: استخدم في غضون 24 ساعة عند ≤30 درجة مئوية / ≤60% رطوبة نسبية.

س: هل يحتاج LED إلى مشتت حراري؟ج: بالنسبة لتيارات القيادة العالية أو درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، فإن إدارة الحرارة ضرورية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 120 درجة مئوية.

11. حالات تطبيق عملية

الحالة 1: وحدة إشارة الانعطاف في السيارات
مصفوفة من ستة LEDs من نوع RF-A2A31-WYS8-A4 مستخدمة في مصباح خلفي مركب. يتم تشغيل كل LED عند 50 مللي أمبير مع شبكة مقاومات مشتركة، محققة شدة إضاءة إجمالية تبلغ 32000 ميللي كانديلا. زاوية الرؤية الواسعة 120 درجة تفي بمتطلبات إشارات SAE. يظهر المحاكاة الحرارية درجة حرارة الوصلة 85 درجة مئوية عند درجة حرارة محيطة 60 درجة مئوية، وهي أقل بكثير من الحد المسموح.

الحالة 2: مؤشر لوحة القيادة
LED واحد يُستخدم كضوء تحذيري. يتم تشغيله عند 30 مللي أمبير لتقليل الحرارة، مع توفير سطوع يبلغ 3500 ميللي كانديلا. تناسب حزمة PLCC4 المدمجة مساحة PCB صغيرة. لا حاجة لمشتت حراري إضافي.

12. مقدمة في المبدأ

يتم تحقيق الانبعاث الأصفر عن طريق طلاء شريحة LED زرقاء من نوع InGaN بفوسفور أصفر YAG:Ce. الضوء الأزرق (450-460 نانومتر) يثير الفوسفور جزئيًا، والذي يصدر ضوءًا أصفر (550-600 نانومتر). ينتج عن التركيبة طيف واسع يُدرك بالعين على أنه أصفر. توفر هذه الطريقة كفاءة عالية وثباتًا جيدًا للألوان مقارنة بالرقائق الصفراء المباشرة.

13. اتجاهات التطوير

تواصل LEDs المحولة بالفوسفور هيمنتها على سوق السيارات بسبب مزايا التكلفة والأداء. تشمل الاتجاهات المستقبلية تقليل البصمة (مثل 3030)، وزيادة الكفاءة (100+ لومن/واط)، وتحسين المقاومة الحرارية لتقليل التخفيض (derating). أصبح اعتماد AEC-Q102 (امتداد لـ Q101) إلزاميًا لـ LEDs السيارات. من المتوقع أيضًا تكامل حماية التفريغ الكهروستاتيكي وتصنيف لوني أكثر دقة (قطع ناقصة MacAdam).