كيف يتم تصنيع شرائط الإضاءة LED؟

أصبحت شرائط LED أكثر شيوعًا يومًا بعد يوم، وهي خيار ممتاز للإضاءة في المجالات التجارية والسكنية والصناعية. فهي موفرة للطاقة، سهلة التركيب، وتتطلب صيانة قليلة جدًا. يمكنك تخصيص شرائط LED بأشكال وأحجام مختلفة، مما يتيح لك استخدامها لإضاءة أي مساحة تقريبًا.

العوامل المؤثرة على جودة شرائط الإضاءة LED

شريط الإضاءة LED (ويُعرف أيضًا باسم شريط LED أو شريط الإضاءة المرن) هو لوحة دوائر مرنة تحتوي على ثنائيات باعثة للضوء مثبتة على السطح (SMD LED) ومكونات أخرى، وعادةً ما يأتي مزودًا بطبقة لاصقة في الخلف.

مميزات شرائط الإضاءة LED:

مرن

شرائط LED مرنة بالكامل ويمكن ثنيها عموديًا حتى 90 درجة. يمكنك استخدامها لإضاءة المساحات المختلفة وحتى لفّها حول أشكال متنوعة.

خيارات الألوان

تتوفر شرائط LED بمجموعة متنوعة من الألوان، مثل: أحادي اللون، أبيض قابل للتعديل (Tunable White)، RGB، ‏RGBW، ‏RGBTW، وإضاءة رقمية متغيرة الألوان.

حجم مناسب

يمكن قص شرائط LED إلى أي طول تحتاجه.
يمكنك تصميم مشروعك دون القلق بشأن طول شريط الإضاءة.

سهولة التركيب

يحتوي الجزء الخلفي من شريط LED على شريط لاصق مزدوج من نوع 3M، مما يتيح لك تثبيت الشريط بسهولة في المكان الذي تريده.

قابل للتعتيم بالكامل

يدعم شريط LED مجموعة متنوعة من طرق التعتيم، مثل: PWM، ‏0-10V، ‏DALI، ‏DMX512، وتعتيم TRIAC.

عمر افتراضي طويل

تتمتع شرائط LED بعمر افتراضي يصل إلى 54,000 ساعة.

قابل للتخصيص

يمكننا تخصيص شرائط LED خاصة لمشاريعك، مثل الألوان المخصصة، مؤشر تجسيد اللون (CRI)، الجهد الكهربائي، السطوع، العرض، الأطوال، والمزيد.

تنقسم شرائط الإضاءة LED بشكل عام إلى الفئات التالية:

تتطلب المساحات المختلفة أجواء وأغراض إضاءة مختلفة. إليك كيف يتم تطبيق درجة حرارة اللون (CCT) في إعدادات متنوعة:

أبيض ثابت ولون أحادي

الأحمر، الأخضر، الأزرق، الأصفر، الوردي، فوق البنفسجي، تحت الأحمر، واللون الأبيض بدرجات حرارة لون مختلفة تتراوح من 2100 كلفن إلى 6500 كلفن

أبيض قابل للتعديل

يحتوي شريط LED الأبيض القابل للتعديل على درجتين مختلفتين من درجة حرارة اللون. وباستخدام وحدة تحكم، يمكن تغيير لون الإضاءة من الأبيض الدافئ إلى الأبيض البارد.

تغيير الألوان RGB

يحتوي على ثلاث قنوات، ويمكنك التحكم في شريط RGB LED لإنشاء أي لون تريده.

تغيير الألوان RGB+W

يحتوي على أربع قنوات، وهو مشابه لشريط RGB LED، ولكن مع إضافة لون أبيض إضافي.

تغيير الألوان RGB + أبيض قابل للتعديل

يحتوي على خمس قنوات، وهو مشابه لشريط RGBW LED، ولكن مع إضافة لون أبيض آخر أو أبيض دافئ إضافي.

تغيير الألوان الرقمي (Pixel)

تتيح لك شرائط LED الرقمية الحصول على ألوان مختلفة لكل جزء من الشريط، مما يسمح بإنشاء ألوان متعددة في أقسام مختلفة من نفس شريط الإضاءة.

عملية تصنيع شرائط الإضاءة LED

المكونات الرئيسية لشرائط LED هي مصابيح LED، ولوحات الدوائر المطبوعة المرنة (FPCB)، والمقاومات أو مكونات أخرى. يتم تصنيع شرائط LED باستخدام عملية تُسمى تقنية التركيب السطحي (SMT)، حيث يتم تثبيت مصابيح LED والمقاومات والمكونات الأخرى على لوحة الدائرة المرنة.

باستخدام عملية تجميع اللوحات الإلكترونية (PCBA)، يمكننا تخصيص شرائط LED على مستوى لوحة الدوائر لتلبية احتياجاتك الخاصة من الإضاءة. كما نقوم بإجراء اختبارات مراقبة الجودة في نهاية كل مرحلة لضمان أن منتجاتنا مطابقة للمعايير. دعنا نلقي نظرة على كيفية عمل هذه العملية.

الخطوة 1: إنتاج مصابيح LED

الخطوة الأولى هي إنتاج مصابيح LED، والتي تُعرف أيضًا بعملية تغليف LED (Encapsulation).
تُعد مصابيح LED أهم مكون، حيث تحدد جودة شريط الإضاءة بشكل كبير. لذلك، نحن لا نعتمد على موردين خارجيين كما تفعل بعض المصانع، بل نقوم بتصنيع مصابيح LED الخاصة بنا لضمان أعلى جودة لشرائط LED.
دعنا نلقي نظرة على كيفية تصنيع مصابيح LED.

الخطوة 1.1: تثبيت الشريحة (Die Attachment)
هي عملية يتم فيها تثبيت الشريحة (Chip) في المكان المخصص على الإطار باستخدام مادة لاصقة (عادةً غراء موصل أو عازل خاص بـ LED)، وذلك لتكوين مسار حراري أو كهربائي يمهّد للخطوة التالية وهي ربط الأسلاك. نستخدم شرائح من علامات تجارية عالية الجودة مثل Epistar وSanan وغيرها.

الخطوة 1.2: ربط الأسلاك (Wire Bonding)
هي عملية إنشاء توصيلات كهربائية بين إطار الـ LED والشريحة باستخدام أسلاك ربط مصنوعة من ذهب نقي بنسبة 99.99%.

الخطوة 1.3: إضافة الفوسفور والسيليكون (Phosphor Silicone Dispensing)
تعتمد معظم مصابيح LED في السوق على شرائح زرقاء مع إضافة مادة الفوسفور للحصول على الضوء الأبيض.
للحصول على درجة حرارة لون دقيقة، يجب ضبط نسبة الفوسفور بدقة، حيث يتم خلط مسحوق الفوسفور مع السيليكون بشكل متجانس، ثم وضع الخليط على سطح حامل LED لتغطية الشريحة.
هذه خطوة مهمة جدًا، لأن أي خلل (مثل انقطاع السلك الذهبي) قد يمنع مرور التيار بين الشريحة والإطار، مما يؤدي إلى عدم إضاءة المصباح.

الخطوة 1.4: الخَبز (Baking)
بعد إضافة خليط الفوسفور والسيليكون، يتم إدخال مصابيح LED إلى الفرن للتخلص من الرطوبة وتجفيف المواد.

الخطوة 1.5: الفرز (Sorting)
يتم اختبار وتصنيف مصابيح LED حسب الطول الموجي، وإحداثيات اللون (x, y)، وشدة الإضاءة، وزاوية الإضاءة، وجهد التشغيل.
وبناءً على ذلك، يتم تقسيمها إلى مجموعات (Bins) مختلفة، حيث تقوم آلات الفرز بتعبئتها تلقائيًا حسب المعايير المحددة.
مع تطور المتطلبات، تطورت آلات الفرز من 32 Bin إلى 64 ثم 72 Bin.
ومع ذلك، قد لا تلبي هذه المعايير دائمًا احتياجات السوق، لذلك نعتمد معيارًا دقيقًا جدًا وهو 3-step McAdam لفرز LEDs البيضاء، مما يضمن تجانسًا لونيًا عاليًا لا يمكن للعين ملاحظة الفرق فيه.

الخطوة 1.6: التغليف الشريطي (Taping)
قبل تركيب LED على اللوحة، يتم فحصه وتحديد اتجاهه ثم تغليفه في شريط خاص.
يسمح هذا الشريط بتغذية المصابيح بسرعة عالية إلى آلات التركيب (SMT).

الخطوة 1.7: التعبئة (Packaging)
بعد عملية التغليف الشريطي، يتم لف مصابيح LED على شكل بكرات.
ثم توضع كل بكرة داخل كيس من رقائق الألومنيوم المضادة للكهرباء الساكنة، ويتم تفريغ الهواء منها وإغلاقها بإحكام.

الخطوة 2: إنشاء واستخدام قوالب اللحام

يتم إنشاء قوالب من الفولاذ المقاوم للصدأ لكل تصميم من شرائط الإضاءة. تحتوي هذه القوالب على فتحات تُوضع فوق لوحة الدائرة (PCB) غير المجهزة، وذلك لضمان توزيع معجون اللحام بشكل دقيق ومتساوٍ على نقاط اللحام.

الخطوة 3: تطبيق معجون لحام خالٍ من الرصاص على لوحة الدائرة الأساسية (PCB)

تتكون “لوحة الـ PCB” من عدة شرائط غير متصلة بإحكام من اللوحة الخام، بطول 0.5 متر لكل شريط. يتم وضعها أسفل القالب، ثم يُملأ معجون اللحام الخالي من الرصاص فتحات القالب بشكل مثالي، مما ينتج عنه نقاط لحام خالية من العيوب.

اختبار الجودة (Quality Test)
تضمن خطوة مراقبة الجودة (QC) أن كل نقطة لحام تحتوي على الكمية المناسبة من معجون اللحام، وأنها جاهزة لتركيب المكونات عليها.

الخطوة 4: تركيب المكونات

الخطوة 5: اللحام بإعادة التدفق (Reflow Soldering)

لن يتم تثبيت المكونات على لوحة الـ PCB حتى يتصلب معجون اللحام. ولتحقيق ذلك، يتم إدخال اللوحة إلى فرن إعادة التدفق (Reflow Oven).
فرن إعادة التدفق هو فرن طويل يحتوي على عدة مناطق يمكن التحكم في درجة حرارتها بشكل مستقل أثناء مرور لوحة الـ PCB بداخله.

اختبار الجودة (Quality Test)
بعد خروج شريط LED من عملية اللحام بإعادة التدفق، يتم إجراء فحص جودة. يتم تشغيل الشريط للتأكد من أن جميع مصابيح LED تعمل بشكل طبيعي.
يتم إعادة العمل على الأجزاء المرفوضة أو لحامها يدويًا حتى تصبح مثالية.

الخطوة 6: فصل ولحام مقاطع شرائط LED بطول 0.5 متر معًا

يتم فصل ألواح الـ PCB بطول 0.5 متر (المكوّنة من عدة شرائط LED متصلة بشكل غير محكم)، ثم يتم لحامها معًا طرفًا بطرف حتى تصل إلى الطول المطلوب.
وعادةً ما يتم لحام هذه المقاطع لتكوين شريط بطول 5 أمتار.

اختبار الجودة (Quality Test)
عند لحام ألواح الـ PCB لتكوين شريط أطول، نقوم بفحص جميع نقاط اللحام مرة أخرى للتأكد من أن شريط LED بالكامل يعمل بشكل طبيعي.

اختبار الجودة (Quality Test)
بعد خروج شريط LED من عملية اللحام بإعادة التدفق، يتم إجراء فحص جودة للتأكد من أن جميع مصابيح LED تعمل بشكل سليم.
يتم إصلاح الأجزاء غير المطابقة أو إعادة لحامها يدويًا حتى تصبح مثالية.

الخطوة 7: التعتيق والعزل ضد الماء

سيتم وضع شرائط LED بعد لحامها في غرفة اختبار التعتيق، حيث يتم تشغيلها بشكل مستمر لمدة 12 ساعة. تُعرف هذه الخطوة باسم اختبار التشغيل الأولي (Burn-in Test)، وتساعد في اكتشاف أي مشاكل في الجودة قبل الشحن.

إذا كانت بعض شرائط LED مخصصة للاستخدام الخارجي أو تحت الماء، فيجب أن تكون مقاومة للماء والغبار.

نوفّر درجات مختلفة من الحماية (IP) ليختار منها العميل:

IP20: بدون حماية، للاستخدام الداخلي في البيئات الجافة.
IP52: طبقة سيليكون، للاستخدام الداخلي في البيئات الرطبة.
IP65: أنبوب سيليكون أو أنبوب حراري، للاستخدام شبه الخارجي (بيئات ممطرة).
IP67: أنبوب سيليكون مع تعبئة داخلية أو سيليكون صلب، للاستخدام الخارجي.
IP68: مادة PU (بولي يوريثان)، مناسب للاستخدام تحت الماء.

الخطوة 8: لصق شريط 3M والتغليف

بمجرد أن يجتاز شريط LED الفحص، نقوم بوضع شريط لاصق مزدوج من نوع 3M على الجهة الخلفية للشريط.
يسهّل ذلك على العملاء عملية التركيب، حيث يمكنهم ببساطة إزالة اللاصق وتثبيت الشريط في المكان المطلوب.

من المهم استخدام شريط 3M عالي الجودة، لأنه لا يضمن فقط قوة التصاق أفضل، بل يساعد أيضًا في تحسين تبديد الحرارة وإطالة عمر شريط LED.

يتم لف كل شريط LED على بكرة، ثم توضع كل بكرة داخل كيس من رقائق الألومنيوم المضادة للكهرباء الساكنة.
بعد ذلك يتم وضع ملصق على الكيس، ويتم تعبئة حوالي 50 كيسًا داخل صندوق واحد.

اختبار الجودة (Quality Test):
الاختبار النهائي للجودة يكون من خلال فحص عشوائي لشرائط LED الجاهزة للتغليف، وذلك لضمان الحفاظ على مستوى عالٍ من الجودة.

العوامل المؤثرة على جودة شرائط الإضاءة LED

جودة لوحة الدوائر المطبوعة المرنة (FPCB)

تضمن لوحات الدوائر المطبوعة المرنة عالية الجودة، المصنوعة من النحاس النقي مزدوج الطبقة بوزن 2–4 أونصات، مرور التيار العالي بسلاسة، وتقلل من توليد الحرارة، كما تساعد على تبديدها بشكل أسرع.

يمكن أن تؤثر الحرارة على تقليل عمر مصابيح LED، لذلك نحتاج إلى إيجاد طرق فعالة لتبديدها. ومن خلال تثبيت شريط LED على بروفايل من الألومنيوم، يمكننا تحسين تبديد الحرارة قدر الإمكان وتقليل درجة حرارة التشغيل.

جودة مصابيح LED من نوع SMD

يتم استخدام شرائح LED من علامات تجارية موثوقة، ومغلفة بأعلى جودة من الوسادات الحرارية، ومواد ربط الشريحة (Die Bond)، والفوسفور، وأسلاك الربط المصنوعة من ذهب نقي بنسبة 99.99%.

يتم إجراء اختبارات دقيقة وفقًا لمعايير LM-80 و TM-21.

توفر سطوعًا عاليًا، ومؤشر تجسيد لون (CRI) مرتفع، بالإضافة إلى مؤشرات مثل Gamut Index وFidelity Index وSaturation.

يجب التأكد من أن تصنيفات BIN تتمتع بتناسق لوني ممتاز، ضمن معيار 3-step MacAdam.

جودة المقاومات

تُستخدم المقاومات لتنظيم التيار المار عبر مصابيح LED، بحيث تعمل بالسطوع المصمم لها. وقد تختلف قيمة المقاومة من دفعة إلى أخرى، لذلك يُنصح باستخدام مقاومات من شركات موثوقة.

يجب التأكد من استخدام مقاومات عالية الجودة، لأن المقاومات منخفضة الجودة قد تقلل من عمر شريط LED أو حتى تتسبب في تلفه.

تجنب تشغيل مصابيح LED بقدرة أعلى من الموصى بها! قد تبدو أكثر سطوعًا في البداية، لكنها ستتعطل بسرعة. كما أن الحرارة الزائدة قد تكون خطيرة، خاصة عند تركيبها على مواد قابلة للاشتعال.

جودة الأسلاك والموصلات

احرص دائمًا على اختيار مكونات تم اختبارها من حيث السلامة والمتانة.

تأكد من استخدام مكونات عالية الجودة، لأن المكونات منخفضة الجودة قد تقلل من عمر شريط LED أو حتى تتسبب في تلفه.

جودة شريط 3M اللاصق

نستخدم أشرطة لاصقة من علامة 3M مثل 300LSE أو VHB. يقدم العديد من الموردين أشرطة بدون علامة تجارية أو حتى مقلدة.

المفتاح للحصول على تثبيت طويل الأمد وتوصيل حراري جيد هو استخدام شريط لاصق عالي الجودة.

تركيب المكونات

من المهم جدًا التأكد من أن جميع المكونات ملحومة بشكل صحيح ومحكم على لوحة الـ PCB.
في بعض الأحيان لا تعمل شرائط LED بشكل جيد بسبب سوء عملية اللحام.

الخاتمة

قد تكون شرائط LED عالية الجودة أكثر تكلفة، ولكن نظرًا لانخفاض معدل الأعطال، فإنها تتطلب تكاليف صيانة قليلة جدًا. وبما أن تكلفة العمالة غالبًا أعلى من تكلفة المنتج نفسه، فإن اختيار شريط LED عالي الجودة يكون أكثر توفيرًا على المدى الطويل.

من الجيد دائمًا إجراء بحث قبل اتخاذ قرار الشراء. وإذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن شرائط LED أو لديك أي أسئلة أخرى، فلا تتردد في طرحها. هدفنا هو تقديم حلول إضاءة LED عالية الجودة تدوم لسنوات!

تقوم شركة LEDYi بتصنيع شرائط LED عالية الجودة ونيون LED المرن. تمر جميع منتجاتنا باختبارات داخل معامل متقدمة لضمان أعلى مستوى من الجودة. كما نوفر خيارات تخصيص متعددة لشرائط LED والنيون المرن. لذلك، إذا كنت تبحث عن منتجات LED مميزة، تواصل مع LEDYi الآن!