مشخصات LED سفید RF-A1F30-W269-A2 - ابعاد 3.0x1.4x0.55mm - ولتاژ 2.8-3.4V - توان 238mW - روشنایی داخلی خودرو

1. نمای کلی محصول

1.1 توضیحات کلی

RF-A1F30-W269-A2 یک LED سفید است که با استفاده از تراشه آبی و تبدیل فسفر ساخته شده است. این LED در بسته فشرده EMC (ترکیب اپوکسی قالبی) با ابعاد 3.00mm × 1.40mm × 0.55mm عرضه می‌شود که برای فناوری نصب سطحی طراحی شده است. این بسته زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه را ارائه می‌دهد که آن را برای روشنایی یکنواخت در فضاهای تنگ مناسب می‌سازد. این LED تحت گواهینامه تست تنش AEC-Q101 برای نیمه‌هادی‌های مجزای درجه خودرو تأیید شده است و قابلیت اطمینان بالایی برای کاربردهای روشنایی داخلی خودرو تضمین می‌کند.

1.2 ویژگی‌ها

• بسته EMC برای اتلاف حرارت عالی و قابلیت اطمینان بالا.
• زاویه دید بسیار گسترده (معمولاً 120 درجه).
• مناسب برای تمام فرآیندهای مونتاژ SMT و لحیم‌کاری.
• عرضه شده روی نوار و قرقره (5000 قطعه در هر قرقره).
• سطح حساسیت به رطوبت: سطح 2 (MSL 2).
• مطابق با دستورالعمل‌های RoHS و REACH.
• تأیید بر اساس دستورالعمل‌های AEC-Q101 برای کاربردهای خودرویی.

1.3 کاربردها

• روشنایی داخلی خودرو (داشبورد، چراغ‌های سقفی، روشنایی محیطی).
• سوئیچ‌ها و نشانگرها در پنل‌های خودرو و صنعتی.

2. اطلاعات بسته‌بندی و مکانیکی

2.1 ابعاد بسته

LED دارای ردپای نمای بالایی 3.0mm × 1.4mm با ارتفاع 0.55mm است. نمای پایینی یک پد حرارتی مرکزی و دو پد آند/کاتد را نشان می‌دهد. قطبیت با علامت '+' روی بسته مشخص شده است. همه ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلورانس‌های ±0.2mm مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

2.2 الگوهای لحیم‌کاری

الگوی لحیم‌کاری توصیه شده شامل دو پد مستطیلی برای آند و کاتد و یک پد مرکزی بزرگتر برای دفع حرارت است. ابعاد: پد آند 0.5mm × 0.86mm، پد کاتد 1.0mm × 0.91mm و پد مرکزی 1.6mm × 2.61mm (تقریبی). ترازبندی صحیح مدیریت حرارتی کافی را تضمین می‌کند.

2.3 علامت‌گذاری قطبیت

آند با نشانگر '+' روی سطح بالایی مشخص شده است و کاتد مربوط به طرف دیگر است. نمای پایینی دو پد با برچسب A (آند) و C (کاتد) را نشان می‌دهد. برای جلوگیری از آسیب جریان معکوس، قطبیت صحیح باید رعایت شود.

3. پارامترهای فنی

3.1 ویژگی‌های الکتریکی/نوری (در Ts=25°C، IF=60mA)

• ولتاژ پیشرو (VF):حداقل 2.8V، معمولی 3.1V، حداکثر 3.4V
• جریان معکوس (IR):برای عملکرد معکوس طراحی نشده است؛ نشتی معمولی در VR=5V بسیار کم است.
• شار نوری (Φ):حداقل 17.7 lm، معمولی 24 lm، حداکثر 26.9 lm
• زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 120 درجه
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):معمولاً 21°C/W (اتصال به نقطه لحیم)

3.2 حداکثر مقادیر مجاز

• اتلاف توان (PD):238 mW
• جریان پیشرو (IF):70 mA (DC)، 120 mA (پیک، 1/10 وظیفه، پالس 10ms)
• ولتاژ معکوس (VR):برای عملکرد معکوس طراحی نشده است
• ESD (HBM):8000 V (بازده 90%)
• دمای عملیاتی (TOPR):40°C- تا 110°C+
• دمای ذخیره‌سازی (TSTG):40°C- تا 110°C+
• دمای اتصال (TJ):125°C

4. محدوده‌های Bin و مختصات رنگ

4.1 Binهای ولتاژ پیشرو و شار نوری

LED در شش محدوده ولتاژ (G1: 2.8-2.9V، G2: 2.9-3.0V، H1: 3.0-3.1V، H2: 3.1-3.2V، I1: 3.2-3.3V، I2: 3.3-3.4V) و چهار bin شار (JB: 17.7-19.6 lm، KA: 19.6-21.8 lm، KB: 21.8-24.2 lm، LA: 24.2-26.9 lm) دسته‌بندی می‌شود. Binها برای مشخص کردن ترکیب دقیق VF و شار برای عملکرد یکنواخت در تولید ترکیب می‌شوند.

4.2 Binهای رنگی

نمودار رنگی CIE سه bin رنگی: IA7، IA8 و IA9 را نشان می‌دهد. مختصات آنها در جدول 1-4 آورده شده است. این binها یک ناحیه سفید گرم با دمای رنگ همبسته تقریباً در محدوده 3000K-4000K (معمول برای استفاده داخلی خودرو) را نشان می‌دهند. مختصات bin به طور دقیق کنترل می‌شود تا ثبات رنگ در سراسر تولید تضمین شود.

5. منحنی‌های عملکرد معمولی

5.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

منحنی VF-IF (شکل 1-7) یک رابطه تقریباً خطی از 0mA تا 140mA را نشان می‌دهد. در 60mA ولتاژ پیشرو حدود 3.1V معمولی است. طراحان باید هنگام محاسبه اتلاف توان و مقادیر مقاومت محدودکننده جریان این را در نظر بگیرند.

5.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

شار نوری نسبی با افزایش جریان پیشرو افزایش می‌یابد اما از یک روند اشباع پیروی می‌کند. در 60mA شدت تقریباً 100% نسبی است. کار در جریان‌های پایین‌تر بازدهی بالاتری به همراه دارد، در حالی که جریان‌های بالاتر به سمت محدودیت‌های حرارتی فشار می‌آورند.

5.3 دمای لحیم در مقابل شدت نسبی

با افزایش دمای نقطه لحیم از 20°C به 120°C، شدت نسبی حدود 15% کاهش می‌یابد (از 100% به ~85%). دفع حرارت مناسب برای حفظ خروجی نور در دماهای محیطی بالا ضروری است.

5.4 دمای لحیم در مقابل جریان پیشرو

برای جلوگیری از تجاوز از حداکثر دمای اتصال 125°C، جریان پیشرو باید با افزایش دمای نقطه لحیم کاهش یابد. در Ts=100°C، جریان مجاز از 70mA در 25°C به حدود 40mA کاهش می‌یابد.

5.5 ولتاژ پیشرو در مقابل دمای لحیم

ولتاژ پیشرو با افزایش دما به صورت خطی با نرخ تقریباً -2 mV/°C کاهش می‌یابد. این ضریب دما برای طراحی درایور جریان ثابت مهم است، زیرا تغییرات ولتاژ می‌تواند بر تنظیم جریان تأثیر بگذارد.

5.6 الگوی تابش

LED یک الگوی تابش لامبرتی مانند با توزیع زاویه‌ای گسترده از خود نشان می‌دهد. شدت نسبی در ±60° حدود 50% مقدار محوری است که مشخصات زاویه دید 120° را تأیید می‌کند.

5.7 جریان در مقابل تغییر رنگ

تغییرات مختصات CIE-x و CIE-y در محدوده جریان پیشرو از 20mA تا 120mA در Ts=25°C در ±0.005 قرار دارد. این نشان‌دهنده عملکرد پایدار رنگ در شرایط رانندگی معمولی است.

5.8 توزیع طیفی

طیف انتشار از 400nm تا 750nm با یک پیک در حدود 450nm (تراشه آبی) و یک انتشار گسترده فسفر در ناحیه زرد-سبز امتداد دارد. منحنی شدت نسبی شکل طیفی معمولی LED سفید را نشان می‌دهد که برای روشنایی عمومی با نمایش رنگ خوب در فضای داخلی خودرو مناسب است.

6. ملاحظات طراحی کاربرد

6.1 مدیریت حرارتی

با حداکثر اتلاف توان 238 mW و مقاومت حرارتی 21°C/W، LED می‌تواند گرمایش خودی قابل توجهی ایجاد کند. طراحی حرارتی مناسب PCB (به عنوان مثال، استفاده از vias حرارتی و صفحه مسی) برای نگه داشتن دمای اتصال زیر 125°C ضروری است. در کاربردهای خودرویی، دمای محیط می‌تواند به 85°C یا بیشتر برسد که نیاز به کاهش جریان پیشرو مطابق منحنی کاهش (شکل 1-10) دارد.

6.2 حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک

رتبه ESD 8000V HBM است، اما اقدامات احتیاطی در هنگام جابجایی هنوز ضروری است. از ایستگاه‌های کاری زمینی، بندهای مچ آنتی‌استاتیک و بسته‌بندی رسانا استفاده کنید. از تماس مستقیم با لنز سیلیکونی برای جلوگیری از آلودگی ذرات و آسیب مکانیکی خودداری کنید.

6.3 طراحی مدار

همیشه از مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت برای جلوگیری از جریان بیش از حد استفاده کنید. تلورانس ولتاژ پیشرو به این معنی است که رانندگی با ولتاژ ساده می‌تواند منجر به تغییر جریان شود. برای آرایه‌های موازی، گروه‌بندی VF یا استفاده از مقاومت‌های جداگانه را در نظر بگیرید. ولتاژ معکوس باید اجتناب شود؛ در صورت امکان قطبیت معکوس، می‌توان یک دیود مسدودکننده اضافه کرد.

7. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

7.1 پروفایل لحیم‌کاری SMT ریفلو

پروفایل ریفلو توصیه شده (شکل 3-1) یک ناحیه پیش‌گرم از 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه، یک شیب به سمت 217°C با حداکثر زمان بالای 217°C به مدت 60 ثانیه، و دمای اوج 260°C تا حداکثر 10 ثانیه (در 5°C از اوج) را مشخص می‌کند. نرخ خنک‌سازی نباید از 6°C/s تجاوز کند. فقط دو چرخه ریفلو مجاز است و اگر بیش از 24 ساعت بین چرخه‌ها بگذرد، LEDها باید دوباره پخت شوند.

7.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، از دمای نوک هویه زیر 300°C برای کمتر از 3 ثانیه استفاده کنید. فقط یک عملیات لحیم‌کاری دستی مجاز است. تعمیر پس از ریفلو توصیه نمی‌شود؛ اگر غیرقابل اجتناب است، از یک هویه دو سر استفاده کرده و بررسی کنید که ویژگی‌های LED کاهش نیافته است.

7.3 اقدامات احتیاطی در جابجایی

پوشش سیلیکونی نرم است. از اعمال فشار به سطح بالایی خودداری کنید. از چسب‌هایی که بخارات آلی خارج می‌کنند استفاده نکنید. از قرار گرفتن در معرض ترکیبات گوگرد بالای 100 ppm، ترکیبات برم و کلر بالای 900 ppm هر کدام، و هالوژن‌های کل بالای 1500 ppm خودداری کنید. در صورت نیاز از ایزوپروپیل الکل برای تمیز کردن استفاده کنید؛ تمیز کردن اولتراسونیک توصیه نمی‌شود.

7.4 شرایط ذخیره‌سازی

کیسه‌های مانع رطوبت باز نشده را می‌توان تا یک سال در ≤30°C و ≤75% RH ذخیره کرد. پس از باز شدن، LEDها باید ظرف 24 ساعت استفاده شوند (≤30°C، ≤60% RH). اگر در این مدت استفاده نشد، در 60±5°C به مدت بیش از 24 ساعت پخت کنید. اگر خشک‌کننده رنگ خود را از دست داده یا بسته‌بندی آسیب دیده است، پخت الزامی است.

8. بسته‌بندی و ذخیره‌سازی

8.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها روی نوار حامل 8mm با قرقره‌های قطر 178mm عرضه می‌شوند که هر کدام شامل 5000 قطعه است. نوار دارای یک پیشرو و دنباله 80-100 جای خالی است. قطر هسته قرقره 60mm و سوراخ محور 13mm است. اطلاعات برچسب شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد bin، شار نوری، bin رنگی، ولتاژ پیشرو، کد طول موج، تعداد و تاریخ است.

8.2 حساسیت به رطوبت و پخت

این محصول در سطح MSL 2 قرار دارد. اگر عمر کف (24 ساعت) تجاوز شود، پخت در 60±5°C به مدت بیش از 24 ساعت الزامی است. پس از پخت، دستگاه باید در زمان مشخص شده استفاده شود یا دوباره پخت شود. دستورالعمل‌های جابجایی حساسیت به رطوبت JEDEC را دنبال کنید.

8.3 توصیه‌های ذخیره‌سازی

کیسه مهر و موم شده را در محیط خشک و خنک نگه دارید. از قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید یا رطوبت بالا خودداری کنید. برای ذخیره‌سازی طولانی مدت، دما را زیر 30°C و رطوبت را زیر 75% RH نگه دارید.

9. تست قابلیت اطمینان

9.1 موارد و شرایط تست

تست‌های قابلیت اطمینان شامل: ریفلو (260°C، 10 ثانیه، 2 بار)، شوک حرارتی (40°C- تا 125°C، ماندگاری 15 دقیقه، 1000 چرخه)، ذخیره‌سازی در دمای بالا (125°C، 1000h)، ذخیره‌سازی در دمای پایین (40°C-، 1000h)، تست عمر (25°C، IF=60mA، 1000h)، تست عمر با رطوبت و دمای بالا (85°C/85% RH، IF=60mA، 1000h)، و ذخیره‌سازی دما و رطوبت (85°C/85% RH، 1000h). معیار پذیرش: 0 شکست در 20 نمونه.

9.2 معیارهای شکست

شکست به صورت زیر تعریف می‌شود: VF بیش از U.S.L. × 1.1، IR بیش از U.S.L. × 2.0، یا شار نوری کمتر از L.S.L. × 0.7 (U.S.L. = حد بالای مشخصات، L.S.L. = حد پایین مشخصات). این معیارها تضمین می‌کنند که LED پس از تست تنش هنوز حداقل عملکرد را برآورده می‌کند.

10. مثال‌های کاربردی

در روشنایی داخلی خودرو، این LED می‌تواند برای نور پس‌زمینه داشبورد، چراغ‌های نشانگر و نوارهای نور محیطی استفاده شود. اندازه جمع و جور آن (3.0x1.4mm) امکان قرارگیری در فضاهای تنگ را فراهم می‌کند، در حالی که زاویه دید 120° روشنایی گسترده‌ای را ارائه می‌دهد. گواهینامه AEC-Q101 قابلیت اطمینان را در شرایط سخت خودرو (لرزش، دمای شدید) تضمین می‌کند. برای نور پس‌زمینه سوئیچ، چگالی شار بالا (تا 26.9 lm در 60mA) دید واضح را حتی در نور روز روشن تضمین می‌کند. طراحان می‌توانند با فاصله‌گذاری چندین LED در طول PCB با مدیریت حرارتی مناسب، نوارهای نور یکنواخت ایجاد کنند.

11. روندهای فناوری

روند در روشنایی LED خودرو به سمت بسته‌های کوچک‌تر با بازده بالاتر و عملکرد حرارتی بهتر است. بسته‌های EMC مانند این به دلیل مقاومت حرارتی و قابلیت اطمینان برتر، جایگزین بسته‌های سنتی PPA/PCT می‌شوند. علاوه بر این، فشار برای رانندگی خودکار و سیستم‌های کمک راننده پیشرفته (ADAS) تقاضا برای LEDهای با قابلیت اطمینان بالا را افزایش می‌دهد که می‌توانند در برابر لرزش و چرخه‌های دما مقاومت کنند. ثبات رنگ و binبندی (همانطور که در اینجا ارائه شده است) نیز برای خودروسازانی که نیاز به روشنایی یکنواخت در دسته‌های تولید مختلف دارند، حیاتی است. پیشرفت‌های آینده ممکن است شامل بازده حتی بالاتر (به عنوان مثال، >200 lm/W برای LEDهای سفید) و ادغام ویژگی‌های هوشمند (به عنوان مثال، LEDهای قابل آدرس برای روشنایی پویا) باشد.