مشخصات LED سفید RF-A3H40-W60P-E5 - ابعاد 5.6x3.0x0.8mm - ولتاژ 12V - توان 12W - شار نوری 1200-1750lm

1. مرور کلی محصول

این LED سفید با استفاده از چیپ آبی و فناوری تبدیل فسفر ساخته شده است و طیف سفید گسترده ای را برای روشنایی بیرونی خودرو ارائه می دهد. ابعاد بسته بندی 5.6mm x 3.0mm x 0.8mm است و دارای زیرلایه سرامیکی مقاوم است که مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان عالی را تضمین می کند. ویژگی های کلیدی شامل زاویه دید بسیار عریض 120 درجه، سازگاری با تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیم کاری SMT، بسته بندی روی نوار و قرقره، سطح حساسیت به رطوبت 2، انطباق کامل با RoHS، و تاییدیه بر اساس استاندارد تست تنش AEC-Q102 برای نیمه هادی های مجزای درجه خودرو است. این LED به طور خاص برای کاربردهای روشنایی خودرویی با نیاز بالا مانند چراغ های جلو، چراغ های روشنایی روز و چراغ های مه شکن طراحی شده است، جایی که شار نوری بالا، عمر طولانی و استحکام در برابر شرایط محیطی حیاتی است.

2. تفسیر پارامترهای فنی

2.1 ویژگی های الکتریکی و نوری (در دمای 25 درجه سانتی گراد، جریان 1000 میلی آمپر)

جدول زیر پارامترهای کلیدی را خلاصه می کند:

• ولتاژ پیشرو (VF): حداقل 12.0V، معمولی 12.0V (منحنی معمولی)، حداکثر 14.4V. (توجه: منحنی های معمولی در جریان 1000mA ولتاژ 12.0V را نشان می دهند.)
• جریان معکوس (IR): حداکثر 10 µA در ولتاژ معکوس 20V.
• شار نوری (Φ): حداقل 1200 lm، معمولی 1300-1750 lm (بسته به دسته بندی)، حداکثر 1750 lm.
• زاویه دید (2θ1/2): معمولی 120 درجه.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S): معمولی 0.83 °C/W، حداکثر 1.08 °C/W.

این پارامترها نشان دهنده یک قطعه با راندمان بالا و توان بالا است. مقاومت حرارتی پایین برای نگه داشتن دمای اتصال زیر حداکثر مجاز 150 درجه سانتی گراد، به ویژه در شرایط کار با جریان بالا، حیاتی است.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

• توان تلف شده (PD): 21600 میلی وات (21.6 وات)
• جریان پیشرو (IF): 1500 میلی آمپر DC، جریان پیشرو پیک (IFP) 2000 میلی آمپر (چرخه وظیفه 1/10، پالس 10 میلی ثانیه).
• ولتاژ معکوس (VR): 20 ولت
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD HBM): 8000 ولت (بازده بیش از 90%)
• دمای کار (TOPR): 40- درجه سانتی گراد تا 125+ درجه سانتی گراد
• دمای نگهداری (TSTG): 40- درجه سانتی گراد تا 125+ درجه سانتی گراد
• دمای اتصال (TJ): حداکثر 150 درجه سانتی گراد

طراحان باید اطمینان حاصل کنند که توان تلف شده هرگز از حداکثر مقدار مجاز مطلق تجاوز نمی کند. استفاده از هیت سینک مناسب ضروری است و جریان باید در دمای بالای لحیم کاری کاهش یابد (به منحنی های عملکرد مراجعه کنید).

3. سیستم دسته بندی

3.1 دسته های ولتاژ پیشرو (در جریان 1000 میلی آمپر)

ولتاژ پیشرو به سه دسته تقسیم می شود: D1 (12.0-12.8V)، E1 (12.8-13.6V)، F1 (13.6-14.4V). این امکان تنظیم دقیق طراحی ولتاژ سیستم را فراهم می کند.

3.2 دسته های شار نوری

شار نوری به صورت زیر دسته بندی می شود: DF (1200-1300 lm)، EA (1300-1450 lm)، EB (1450-1600 lm)، EC (1600-1750 lm).

3.3 دسته های رنگی

سه دسته رنگ تعریف شده است: 57N، 60N، 65N، که هر کدام دارای چهار مختصات گوشه چهارضلعی (CIE 1931) هستند. به عنوان مثال، دسته 57N: X1=0.3221 Y1=0.3255، X2=0.3206 Y2=0.3474، X3=0.3375 Y3=0.3628، X4=0.3365 Y4=0.3381. کاربران می توانند نقطه رنگ مورد نظر را برای نیازهای کاربردی خاص انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو بر حسب جریان پیشرو (شکل 1-7)

منحنی افزایش معمولی از 9V در جریان 0mA به 14V در جریان 1500mA را نشان می دهد، با یک زانو در حدود 10-11V. در جریان 1000mA، VF حدود 12V است. رفتار غیرخطی باید در طراحی جریان محرک در نظر گرفته شود.

4.2 جریان پیشرو بر حسب شدت نسبی (شکل 1-8)

شار نوری نسبی با جریان به صورت زیرخطی افزایش می یابد. در جریان 1000mA، شدت نسبی حدود 100% (نرمال شده) است. در جریان 500mA، حدود 60%؛ در جریان 1500mA، حدود 140%. این به تخمین شار در جریان های مختلف محرک کمک می کند.

4.3 دمای لحیم کاری بر حسب شدت نسبی (شکل 1-9)

شدت نسبی با افزایش دمای لحیم کاری کاهش می یابد: دمای 40- درجه سانتی گراد حدود 130%، 25 درجه سانتی گراد حدود 100%، 125 درجه سانتی گراد حدود 70% می دهد. مدیریت حرارتی برای حفظ خروجی نور بالا حیاتی است.

4.4 دمای لحیم کاری بر حسب جریان پیشرو (شکل 1-10، دمای اتصال ≤150 درجه سانتی گراد)

این منحنی کاهش نشان می دهد که حداکثر جریان پیشرو مجاز از 1500mA در دمای 25 درجه سانتی گراد به 800mA در دمای 100 درجه سانتی گراد و 0mA در دمای بالای 125 درجه سانتی گراد کاهش می یابد. طراحی برای بدترین حالت دمای لحیم کاری ضروری است.

4.5 ولتاژ پیشرو بر حسب دمای لحیم کاری (شکل 1-11)

ولتاژ پیشرو با دما به صورت خطی کاهش می یابد (تقریباً 2- میلی ولت بر درجه سانتی گراد). در دمای 40- درجه سانتی گراد VF حدود 13.6V، در دمای 125 درجه سانتی گراد VF حدود 12.2V است. این بر محاسبات توان تلف شده تأثیر می گذارد.

4.6 نمودار تابش (شکل 1-12)

الگوی تابش شبیه لامبرتی است: شدت نسبی در زاویه ±60 درجه به 50% و در زاویه ±90 درجه به 10% کاهش می یابد. زاویه دید عریض 120 درجه این LED را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت دارند مناسب می کند.

4.7 رنگی بر حسب دمای لحیم کاری (شکل 1-13)

مختصات رنگ با دما کمی تغییر می کند. به عنوان مثال، در دمای 25 درجه سانتی گراد، CIE x حدود 0.325، y حدود 0.330؛ در دمای 125 درجه سانتی گراد، x حدود 0.318، y حدود 0.323. این تغییر کوچک و در محدوده قابل قبول برای روشنایی خودرو است.

4.8 توزیع طیف (شکل 1-14)

طیف انتشار از 400nm تا 750nm گسترده است، با یک پیک آبی در حدود 450nm و یک پیک عریض فسفر زرد در حدود 560nm. این باعث ایجاد رنگ بالا مناسب برای چراغ های سیگنال خارجی می شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته بندی

5.1 ابعاد بسته بندی

LED در یک بسته بندی سرامیکی به ابعاد 5.60mm × 3.00mm × 0.80mm محصور شده است. نمای پایین دو پد حرارتی بزرگ (2.75mm × 1.20mm) و دو پد آند/کاتد کوچکتر را نشان می دهد. قطبیت با یک بریدگی در بالا مشخص شده است. الگوهای لحیم کاری با پدهای 2.35mm × 1.25mm با فاصله 5.05mm توصیه می شود. همه ابعاد دارای تلرانس ±0.2mm هستند مگر اینکه غیر از این ذکر شود.

5.2 شناسایی قطبیت

پد آند در پایین بزرگتر و پد کاتد کوچکتر است. یک پخ گوشه در بالا قطبیت را نشان می دهد (شکل 1-4 را ببینید).

5.3 توصیه الگوی لحیم کاری

برای بهینه سازی عملکرد حرارتی و الکتریکی، الگوی زمین PCB توصیه شده باید با ابعاد پد پایین مطابقت داشته باشد. یک چیدمان متقارن به تعادل انبساط حرارتی کمک می کند.

6. دستورالعمل های لحیم کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم کاری ریفلو

پروفایل استاندارد لحیم کاری ریفلو شامل: نرخ افزایش دما ≤3°C/s؛ پیش گرمایش از 150°C تا 200°C به مدت 60-120s؛ زمان بالای 217°C (TL) حداکثر 60s؛ دمای پیک (TP) 260°C برای حداکثر 10s؛ نرخ خنک کنندگی ≤6°C/s. کل زمان از 25 درجه سانتی گراد تا پیک حداکثر 8 دقیقه است. لحیم کاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود و فاصله بین دو ریفلو نباید بیش از 24 ساعت باشد تا از آسیب رطوبت جلوگیری شود.

6.2 تعمیر و بازکاری

از تعمیر باید خودداری شود. در صورت لزوم، می توان از هویه لحیم کاری دو سر استفاده کرد، اما تأثیر بر قابلیت اطمینان باید از قبل تأیید شود.

6.3 اقدامات احتیاطی در هنگام حمل و نقل

محفظه سیلیکونی نرم است؛ باید از فشار مکانیکی روی سطح لنز خودداری شود. روی PCB های خمیده نصب نکنید و در هنگام خنک شدن از اعمال نیرو/ارتعاش خودداری کنید. در صورت نیاز از ایزوپروپیل الکل برای تمیز کردن استفاده کنید؛ تمیز کردن اولتراسونیک توصیه نمی شود زیرا ممکن است به LED آسیب برساند.

6.4 نگهداری و پخت

قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی: در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤75% نگهداری کنید، ظرف 1 سال استفاده کنید. پس از باز کردن: ظرف 24 ساعت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% استفاده کنید. اگر نگهداری بیش از این شرایط باشد، قبل از استفاده به مدت >24 ساعت در دمای 60±5°C پخت کنید.

7. اطلاعات بسته بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته بندی

LED ها در بسته بندی نوار و قرقره ارسال می شوند: 4000 قطعه در هر قرقره. ابعاد نوار حامل: A0=3.40±0.1mm، B0=6.10±0.1mm، K0=1.00±0.1mm، P0=4.00±0.1mm، W=12.0±0.1mm، T=0.25±0.05mm و غیره. ابعاد قرقره: A=13.6±0.1mm، B=180±1mm، C=100±1mm، D=13.0±0.5mm.

7.2 اطلاعات برچسب

هر قرقره شامل یک برچسب با: شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته (شار نوری، رنگی، ولتاژ پیشرو، طول موج)، تعداد و تاریخ است.

7.3 بسته بندی مقاوم در برابر رطوبت

قرقره در یک کیسه مانع رطوبت همراه با ماده خشک کننده و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم می شود. پس از باز کردن، LED ها باید بلافاصله استفاده شوند یا در کابینت خشک نگهداری شوند.

8. توصیه های کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

روشنایی بیرونی خودرو: چراغ های جلو (نور پایین، نور بالا)، چراغ های روشنایی روز (DRL)، چراغ های مه شکن جلو، چراغ های راهنما و چراغ های عقب.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی: از هیت سینک مناسب برای نگه داشتن دمای لحیم کاری زیر 125 درجه سانتی گراد استفاده کنید. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم کاری به طور معمول 0.83°C/W است.
• تنظیم جریان: همیشه از یک مقاومت سری یا درایورهای جریان ثابت استفاده کنید تا از افزایش جریان ناشی از ضریب دمایی VF جلوگیری شود.
• حفاظت ESD: اگرچه قطعه در برابر 8kV HBM مقاومت می کند، اما حمل و نقل مناسب ESD در هنگام مونتاژ الزامی است.
• محدودیت گوگرد و هالوژن: از مواد حاوی بیش از 100ppm ترکیبات گوگردی خودداری کنید و برم و کلر را هر کدام<900ppm (مجموع<1500ppm) نگه دارید تا از تخریب LED جلوگیری شود.

9. مزایای مقایسه ای

در مقایسه با LED های پرقدرت بسته بندی پلاستیکی معمولی، این قطعه با بسته بندی سرامیکی اتلاف حرارتی برتر (مقاومت حرارتی پایین)، قابلیت اطمینان بالاتر در برابر شوک حرارتی و سازگاری با تاییدیه AEC-Q102 را ارائه می دهد. زاویه دید عریض 120 درجه نیاز به اپتیک ثانویه را در کاربردهای نور پخش کاهش می دهد. بازده نوری بالا (تا 1750 lm در 12W) آن را در کلاس توان خود با سایر LED های درجه خودرو رقابتی می کند.

10. سوالات متداول

سوال 1: جریان کاری توصیه شده برای حداکثر قابلیت اطمینان چیست؟
پاسخ 1: برای قابلیت اطمینان طولانی مدت، در جریان 1000mA یا کمتر با هیت سینک مناسب کار کنید. حداکثر مطلق 1500mA DC است، اما در دماهای بالا نیاز به کاهش است.

سوال 2: آیا می توان از این LED در روشنایی داخلی استفاده کرد؟
پاسخ 2: این LED برای کاربردهای خارجی خودرو بهینه شده است، اما در صورت برآورده شدن شرایط حرارتی و محیطی، می توان از آن در روشنایی سالن های بلند یا فضای باز استفاده کرد.

سوال 3: چگونه LED را پس از لحیم کاری تمیز کنم؟
پاسخ 3: از ایزوپروپیل الکل با یک برس نرم استفاده کنید. از تمیز کردن اولتراسونیک یا حلال هایی که ممکن است به سیلیکون حمله کنند استفاده نکنید.

سوال 4: عمر مورد انتظار چقدر است؟
پاسخ 4: بر اساس آزمایش AEC-Q102، LED باید بیش از 90% نگهداری لومن را برای بیش از 5000 ساعت در جریان و دمای نامی حفظ کند. برای داده های دقیق LM-80 با سازنده تماس بگیرید.

11. موارد طراحی عملی

مورد 1: ماژول چراغ جلو نور پایین
یک طراحی معمولی از 6-8 LED به صورت سری استفاده می کند که توسط یک جریان ثابت 1000mA تغذیه می شود. ولتاژ کل حدود 72-96V. یک PCB با هسته فلزی (MCPCB) با ویای حرارتی به هیت سینک متصل می شود. شبیه سازی نشان می دهد که دمای اتصال در دمای محیط 85 درجه سانتی گراد با هیت سینک مناسب زیر 130 درجه سانتی گراد باقی می ماند.

مورد 2: چراغ روشنایی روز (DRL)
برای یک نوار DRL خطی، 3-4 LED به صورت سری در جریان 700mA برای دستیابی به حدود 1000 lm استفاده می شود. زاویه دید عریض توزیع نور یکنواخت را تضمین می کند. بسته بندی سرامیکی امکان طراحی فشرده با ارتفاع کم را فراهم می کند.

12. اصل کار

این LED سفید از یک چیپ آبی InGaN استفاده می کند که نور را در حدود 450nm ساطع می کند. نور آبی یک فسفر زرد (YAG:Ce یا مشابه) تعبیه شده در محفظه سیلیکونی را تحریک می کند. ترکیب نور آبی و زرد نور سفید تولید می کند. ترکیب فسفر را می توان برای دستیابی به دمای رنگ خاص تنظیم کرد؛ دسته های این مشخصات مربوط به سفید سرد (5000-6000K) است که برای چراغ های جلو خودرو معمول است.

13. روندهای فناوری

LED های روشنایی خودرو به سمت بازده نوری بالاتر (>200 lm/W)، ابعاد کوچکتر و ادغام ویژگی های پیشرفته مانند پرتوهای رانندگی تطبیقی (ADB) و روشنایی ماتریسی در حال تکامل هستند. روند به سوی سیستم های روشنایی تمام LED باعث افزایش تقاضا برای بسته هایی می شود که قابلیت اطمینان بالایی در شرایط سخت ارائه می دهند. بسته های سرامیکی مانند این به دلیل عملکرد حرارتی برتر و پایداری بلندمدت به استانداردی برای LED های پرقدرت خودرو تبدیل می شوند. تحولات آینده ممکن است شامل ماژول های چند چیپ، پیکربندی ولتاژ بالاتر و دسته بندی دقیق تر برای یکنواختی رنگ باشد.