LED قرمز 2.7x2.0x0.6mm - ولتاژ پیشرو 2.0-2.6V - توان 1.1W - طول موج غالب 612.5-625nm - برگه مشخصات فنی انگلیسی

1. بررسی اجمالی محصول

RF-A4E27-R15H-S1 یک LED قرمز با عملکرد بالا است که بر اساس فناوری نیمه‌هادی AlGaInP (فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم) ساخته شده است. این محصول در بسته جمع‌وجور EMC (ترکیب اپوکسی قالب‌گیری شده) با ابعاد 2.7 میلی‌متر × 2.0 میلی‌متر × 0.6 میلی‌متر قرار دارد. محدوده طول موج غالب دستگاه 612.5 تا 625 نانومتر است که آن را برای سیگنال‌دهی قرمز و کاربردهای روشنایی داخلی/خارجی خودرو مناسب می‌سازد. با زاویه دید بسیار عریض 120 درجه و سطح حساسیت رطوبتی 2، این LED برای مونتاژ سطحی و فرآیندهای لحیم‌کاری مجدد طراحی شده است. این محصول کاملاً با الزامات RoHS مطابقت دارد و برنامه آزمایش صلاحیت آن از استاندارد AEC-Q102 برای نیمه‌هادی‌های گسسته خودرو پیروی می‌کند.

1.1 ویژگی‌های کلیدی

• بسته EMC برای عملکرد مکانیکی و حرارتی مقاوم
• زاویه دید عریض 120 درجه برای توزیع یکنواخت نور
• مناسب برای تمام مونتاژهای SMT و چندین چرخه لحیم‌کاری مجدد
• موجود در بسته‌بندی نوار و قرقره (4000 عدد/قرقره)
• سطح حساسیت رطوبتی: 2 (MSL2)
• مطابق با RoHS و دارای صلاحیت AEC-Q102

1.2 کاربردهای هدف

روشنایی خودرو – هم داخلی (محیطی، نشانگر) و هم خارجی (عقب، توقف، راهنما). زاویه دید عریض و قابلیت اطمینان بالا آن را برای استفاده در محیط‌های سخت خودرو ایده‌آل می‌سازد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری (در Ts=25°C، IF=350mA)

2.2 حداکثر مقادیر مجاز

توجه:تلرانس اندازه‌گیری ولتاژ پیشرو ±0.1 ولت، تلرانس مختصات رنگ ±0.005، و تلرانس شار نوری ±10% است. تمام اندازه‌گیری‌ها در محیط استاندارد سازنده انجام می‌شوند. حداکثر جریان کارکرد باید اتلاف حرارتی واقعی را برای حفظ دمای اتصال زیر 150 درجه سانتی‌گراد در نظر بگیرد. در حالت پالس 25 درجه سانتی‌گراد، راندمان تبدیل فوتوالکتریک 47% است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

مقادیر مقاومت حرارتی به دو شکل ارائه شده است: واقعی (Rth JS واقعی) و الکتریکی (Rth JS الکتریکی). مقاومت حرارتی واقعی معمولاً 12 درجه سانتی‌گراد بر وات است و مسیر حرارتی واقعی از اتصال تا نقطه لحیم را نشان می‌دهد. مقاومت حرارتی الکتریکی معمولاً 6 درجه سانتی‌گراد بر وات است که با جریان تست 350 میلی‌آمپر در دمای محیط ثابت 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری می‌شود. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ عملکرد و جلوگیری از تخریب زودهنگام حیاتی است.

3. سیستم دسته‌بندی

در جریان IF=350 میلی‌آمپر، LEDها بر اساس ولتاژ پیشرو، شار نوری و طول موج غالب برای اطمینان از یکنواختی در کاربرد دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 دسته‌های ولتاژ پیشرو

• C0: 2.0 ولت – 2.2 ولت
• D0: 2.2 ولت – 2.4 ولت
• E0: 2.4 ولت – 2.6 ولت

3.2 دسته‌های شار نوری

• PA: 55.3 – 61.2 lm
• PB: 61.2 – 67.8 lm
• QA: 67.8 – 75.3 lm
• QB: 75.3 – 83.7 lm
• RA: 83.7 – 93.2 lm

3.3 دسته‌های طول موج غالب

• C2: 612.5 – 615 nm
• D1: 615 – 617.5 nm
• D2: 617.5 – 620 nm
• E1: 620 – 622.5 nm
• E2: 622.5 – 625 nm

دسته‌ها به مشتریان اجازه می‌دهند تا پنجره دقیق ولتاژ، شار یا طول موج مورد نیاز خود را برای طراحی خاص انتخاب کنند. کد دسته بر روی برچسب بسته‌بندی درج شده است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

برگه مشخصات چندین منحنی معمولی ارائه می‌دهد که به مهندسان در درک رفتار LED در شرایط مختلف کمک می‌کند.

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-6)

ولتاژ پیشرو با جریان به صورت خطی افزایش می‌یابد. در حدود 350 میلی‌آمپر، ولتاژ تقریباً 2.3 ولت است. این منحنی برای طراحی مدارهای تنظیم جریان ضروری است.

4.2 شار نوری نسبی در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-7)

خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما کاملاً خطی نیست. در 350 میلی‌آمپر، شار نوری نسبی به 100% نرمال می‌شود. در جریان‌های کمتر، راندمان بالاتر است.

4.3 دمای اتصال در مقابل شار نوری نسبی (شکل 1-8)

با افزایش دمای اتصال، خروجی نور کاهش می‌یابد. در دمای 125 درجه سانتی‌گراد، شار حدود 80% مقدار در 25 درجه سانتی‌گراد است. طراحی حرارتی مناسب برای به حداقل رساندن افت شار در دماهای بالا ضروری است.

4.4 دمای نقطه لحیم در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-9)

حداکثر جریان پیشرو مجاز با افزایش دمای نقطه لحیم کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای لحیم 120 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان حدود 200 میلی‌آمپر است.

4.5 تغییر ولتاژ در مقابل دمای اتصال (شکل 1-10)

ولتاژ پیشرو دارای ضریب دمای منفی است. به ازای هر 100 درجه سانتی‌گراد افزایش دما، ولتاژ حدود 0.2 ولت کاهش می‌یابد. این مسئله باید در درایورهای جریان ثابت برای جلوگیری از رانش جریان در نظر گرفته شود.

4.6 نمودار تابش (شکل 1-11)

الگوی تابش بسیار عریض (120 درجه تمام‌عرض در نصف حداکثر) و نزدیک به لامبرتین است که آن را برای کاربردهای نیازمند روشنایی گسترده ایده‌آل می‌سازد.

4.7 تغییر طول موج غالب در مقابل دمای اتصال (شکل 1-12)

طول موج غالب با افزایش دما به سمت طول موج‌های بلندتر (تغییر به قرمز) با نرخ تقریباً 0.05 نانومتر بر درجه سانتی‌گراد جابه‌جا می‌شود.

4.8 توزیع طیفی (شکل 1-13)

گسیل طیفی حول 620 نانومتر با تمام‌عرض در نصف حداکثر حدود 20 نانومتر متمرکز است. طول موج پیک نزدیک به طول موج غالب است و رنگ قرمز اشباع شده را تضمین می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

LED دارای نمای جمع‌وجور: 2.70 میلی‌متر × 2.00 میلی‌متر × 0.60 میلی‌متر است. نمای بالا یک ناحیه مستطیلی انتشار نور را با علامت کاتد (C) در پایین نشان می‌دهد. نماهای جانبی و پایینی جزئیات قطبیت را نشان می‌دهند: پایه‌های آند (A) و کاتد (C). الگوی لحیم‌کاری توصیه‌شده شامل پدهای حرارتی برای اتلاف گرما است.

5.2 قطبیت و چیدمان پد لحیم‌کاری

از نمای پایین (شکل 1-3)، پد کاتد بزرگتر (1.30 میلی‌متر × 0.60 میلی‌متر) و پد آند کوچکتر (1.20 میلی‌متر × 0.45 میلی‌متر) است. الگوی لحیم‌کاری (شکل 1-5) نواحی مس توصیه‌شده را نشان می‌دهد: 1.40 میلی‌متر × 1.30 میلی‌متر برای کاتد و 1.20 میلی‌متر × 1.30 میلی‌متر برای آند، با فاصله 0.50 میلی‌متر. تمام ابعاد دارای تلرانس ±0.2 میلی‌متر هستند مگر اینکه مشخص شده باشد.

5.3 بسته‌بندی و برچسب‌زنی

LEDها در بسته‌بندی نوار و قرقره با 4000 قطعه در هر قرقره عرضه می‌شوند. ابعاد نوار حامل: گام حفره P0=4.0 میلی‌متر، P1=4.0 میلی‌متر، P2=2.0 میلی‌متر، عرض W=8.0 میلی‌متر. قطر خارجی قرقره 180 میلی‌متر با قطر لایه 60 میلی‌متر است. هر قرقره در یک کیسه مانع رطوبتی با ماده خشک‌کننده سیلیکاژل و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم می‌شود. برچسب شامل شماره قطعه، شماره لات، کدهای دسته، مقدار و تاریخ است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری مجدد

پروفایل توصیه‌شده لحیم‌کاری مجدد (بدون سرب، بر اساس استاندارد JEDEC):

• نرخ افزایش دما: حداکثر 3°C/ثانیه
• پیش‌گرمایش: 150°C تا 200°C، 60–120 ثانیه
• زمان بالای 217°C (TL): حداکثر 60 ثانیه
• دمای اوج (TP): 260°C، حداکثر 10 ثانیه در TP
• زمان در 5°C TP: حداکثر 30 ثانیه
• نرخ سرمایش: حداکثر 6°C/ثانیه
• زمان کل از 25°C تا اوج: حداکثر 8 دقیقه

LED می‌تواند تا دو چرخه لحیم‌کاری مجدد را تحمل کند. اگر بیش از 24 ساعت بین چرخه‌ها فاصله بیفتد، برای حذف رطوبت جذب‌شده نیاز به پخت (60±5°C به مدت >24 ساعت) است. در طول گرمایش به سطح سیلیکونی نیرو وارد نکنید.

6.2 نکات حمل‌ونقل

• کنترل گوگرد و هالوژن:محیط و مواد هم‌جنس باید کمتر از 100 ppm گوگرد، کمتر از 900 ppm از هر یک از برم و کلر، و کمتر از 1500 ppm مجموع برم + کلر داشته باشند. این از حمله شیمیایی به بسته LED جلوگیری می‌کند.
• انتشار VOC:ترکیبات آلی فرار از مواد یراق می‌توانند به محفظه سیلیکونی نفوذ کرده و تحت نور و گرما باعث تغییر رنگ شوند. فقط از چسب‌ها و مواد پاتینگ سازگار که گاز خارج نمی‌کنند استفاده کنید.
• حفاظت ESD:LED نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است (ESD HBM 2 کیلوولت). از ایستگاه‌های کاری ارت و بسته‌بندی ضداستاتیک استفاده کنید.
• تمیزکاری:در صورت نیاز از ایزوپروپیل الکل برای تمیزکاری استفاده کنید. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است به LED آسیب برساند.
• ذخیره‌سازی:کیسه‌های بازنشده را می‌توان تا یک سال در دمای ≤30°C / رطوبت نسبی ≤75% ذخیره کرد. پس از باز شدن، ظرف 24 ساعت در دمای ≤30°C / رطوبت نسبی ≤60% استفاده کنید. اگر رنگ ماده خشک‌کننده تغییر کرده یا زمان ذخیره‌سازی بیش از حد شده است، قبل از استفاده به مدت حداقل 24 ساعت در دمای 60±5°C پخت کنید.

6.3 طراحی حرارتی

از آنجایی که خروجی نور و پایداری رنگ LED به دمای اتصال بستگی دارد، خنک‌کاری مناسب ضروری است. حداکثر دمای مطلق اتصال 150 درجه سانتی‌گراد است. از نواحی مس کافی PCB، ویای حرارتی و در صورت لزوم خنک‌کاری اجباری برای نگه داشتن TJ زیر حداکثر در محیط کارکرد مورد نظر استفاده کنید.

7. قابلیت اطمینان و آزمایش

این محصول تحت آزمایش‌های سخت قابلیت اطمینان طبق دستورالعمل AEC-Q102 قرار گرفته است. آزمایش‌های کلیدی عبارتند از:

• لحیم‌کاری مجدد (260°C، 10 ثانیه، 2 بار) – 0/1 شکست
• شرط‌سازی MSL2 (85°C/60%RH، 168 ساعت) – 0/1
• شوک حرارتی (40°C- تا 125°C، 1000 چرخه) – 0/1
• آزمون عمر (Ta=105°C، IF=350 میلی‌آمپر، 1000 ساعت) – 0/1
• آزمون عمر در دمای بالا/رطوبت بالا (85°C/85%RH، IF=350 میلی‌آمپر، 1000 ساعت) – 0/1

معیارهای قضاوت: ولتاژ پیشرو نباید از 1.1× USL تجاوز کند، جریان معکوس نباید از 2× USL تجاوز کند، و شار نوری نباید از 0.7× LSL کمتر شود. این آزمایش‌ها استحکام LED را برای کاربردهای خودرو تأیید می‌کنند.

8. نمونه‌های کاربرد و ملاحظات طراحی

روشنایی داخلی خودرو:زاویه دید عریض امکان روشنایی یکنواخت داشبورد یا نوارهای نور محیطی را فراهم می‌کند. برای کاربردهای راهنما، روشنایی بالا (تا 93 لومن) در 350 میلی‌آمپر می‌تواند با نوری مناسب، الزامات SAE را برآورده کند.

کاهش جریان:حداکثر جریان پیشرو مطلق 420 میلی‌آمپر است، اما کارکرد مداوم در این سطح نیاز به مدیریت حرارتی عالی دارد. در بسیاری از طراحی‌های خودرو، LED با جریان 200–350 میلی‌آمپر با کاهش بر اساس دمای محیط هدایت می‌شود. یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای جلوگیری از فرار حرارتی ضروری است.

رشته‌های چندگانه LED:هنگام هدایت چندین LED به صورت سری، دسته‌بندی ولتاژ پیشرو (مثلاً D0) به تطبیق ولتاژها برای کاهش اتلاف توان در تنظیم‌کننده جریان کمک می‌کند. برای رشته‌های موازی، اطمینان حاصل کنید که هر رشته عنصر محدودکننده جریان خود را دارد تا از عدم تعادل جریان جلوگیری شود.

9. اصل فناوری

LED از AlGaInP (فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم) به عنوان ماده فعال استفاده می‌کند. این نیمه‌هادی ترکیبی چهارتایی با زیرلایه GaAs تطبیق شبکه دارد و راندمان کوانتومی داخلی بالایی برای طول موج‌های قرمز و کهربایی فراهم می‌کند. بسته EMC مسیر مقاومت حرارتی پایین و مقاومت در برابر زردشدگی در مقایسه با مواد PPA معمولی فراهم می‌کند. ولتاژ پیشرو 2.0–2.6 ولت برای LEDهای قرمز AlGaInP معمول است. طول موج غالب با محتوای ایندیم در چاه‌های کوانتومی تعیین می‌شود؛ هرچه شکاف باند باریک‌تر باشد، طول موج بلندتر است.

10. روندهای صنعت و چشم‌انداز آینده

LEDهای قرمز به دلیل راندمان و عمر طولانی به طور فزاینده‌ای در روشنایی خودرو اهمیت پیدا می‌کنند. روند به سمت کوچک‌سازی (بسته‌های کوچک‌تر مانند 2.7×2.0 میلی‌متر) انعطاف‌پذیری طراحی بیشتری را فراهم می‌کند. صلاحیت AEC-Q102 در حال تبدیل شدن به یک نیاز اجباری برای تأمین‌کنندگان درجه یک خودرو است. با ظهور ADAS و رانندگی خودکار، LEDهای سیگنال قرمز باید استانداردهای سخت‌گیرانه‌تری از نظر قابلیت اطمینان و عملکرد را رعایت کنند. RF-A4E27-R15H-S1 به خوبی برای پاسخگویی به این نیازهای در حال ظهور موقعیت‌یابی شده است.

11. سوالات متداول

سؤال 1: آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با جریان پیک 700 میلی‌آمپر هدایت کنم؟
خیر. جریان پیک 700 میلی‌آمپر فقط با سیکل وظیفه 1/10 و عرض پالس 10 میلی‌ثانیه مجاز است. کارکرد مداوم نباید از 420 میلی‌آمپر تجاوز کند.

سؤال 2: طول عمر معمول در شرایط خودرو چقدر است؟
LED برای آزمایش‌های عمر 1000 ساعته صلاحیت دارد، اما طول عمر واقعی در عمل به شرایط حرارتی بستگی دارد. با مدیریت حرارتی مناسب، LED می‌تواند بیش از 50000 ساعت دوام بیاورد.

سؤال 3: آیا می‌توان LED را با استون یا سایر حلال‌ها تمیز کرد؟
فقط ایزوپروپیل الکل توصیه می‌شود. سایر حلال‌ها ممکن است به محفظه سیلیکونی حمله کنند. قبل از استفاده از هر ماده تمیزکننده، سازگاری را آزمایش کنید.

سؤال 4: چرا روشنایی در دمای گرم کمتر از دمای 25 درجه سانتی‌گراد است؟
راندمان LED با دما به دلیل افزایش بازترکیب غیرتابشی کاهش می‌یابد. دمای اتصال را تا حد امکان پایین نگه دارید.

12. اطلاعات سفارش

مقدار بسته‌بندی استاندارد 4000 قطعه در هر قرقره است. قرقره 180 میلی‌متر قطر دارد و در کیسه مانع رطوبتی مهر و موم می‌شود. برای نیازهای دسته‌بندی سفارشی (محدوده خاص VF، شار یا طول موج)، با توزیع‌کننده یا سازنده تماس بگیرید. شماره قطعه RF-A4E27-R15H-S1 است و کد دسته بر روی برچسب چاپ شده است. همیشه طبق دستورالعمل‌های MSL2 ذخیره کنید.