برگه اطلاعات LED سفید RF-A3E31-WYSH-B2 - ابعاد 3.0x3.0x0.55mm - ولتاژ 3.1V - توان 1.1W - سند فنی فارسی

2. نمای کلی محصول

2.1 توضیحات عمومی

RF-A3E31-WYSH-B2 یک LED سفید با عملکرد بالا است که با ترکیب تراشه LED آبی با تبدیل فسفر ساخته شده است. این محصول در یک بسته‌بندی فشرده EMC (ترکیب اپوکسی قالب‌گیری شده) با ابعاد 3.0mm × 3.0mm × 0.55mm برای نصب سطحی ارائه می‌شود که مقاومت حرارتی و قابلیت اطمینان عالی را فراهم می‌کند. این LED برای کاربردهای سخت روشنایی خودرو، هم داخلی و هم خارجی، طراحی شده و الزامات سخت‌گیرانه آزمون تنش AEC-Q102 را برای نیمه‌هادی‌های گسسته درجه خودرو برآورده می‌کند.

2.2 ویژگی‌های کلیدی

• بسته‌بندی EMC:استفاده از مواد EMC در مقایسه با بسته‌بندی‌های پلاستیکی سنتی، اتلاف حرارت و استحکام مکانیکی برتری را فراهم می‌کند.
• زاویه دید بسیار گسترده:با زاویه نیم‌شدت 120 درجه، توزیع یکنواخت نور را برای طراحی‌های مختلف روشنایی تضمین می‌کند.
• سازگاری با SMT:مناسب برای تمام فرآیندهای استاندارد مونتاژ SMT و لحیم‌کاری reflow.
• بسته‌بندی نوار و قرقره:موجود بر روی نوار حامل 8mm و قرقره 180mm، 5000 عدد در هر قرقره، برای جای‌گذاری خودکار کارآمد.
• سطح حساسیت به رطوبت:سطح MSL 2، که نیاز به اقدامات احتیاطی حداقل برای قطعات حساس به رطوبت دارد.
• انطباق با محیط زیست:مطابق با RoHS و REACH، عاری از مواد خطرناک.
• گواهینامه AEC-Q102:برنامه آزمون صلاحیت محصول بر اساس دستورالعمل‌های AEC-Q102 است و قابلیت اطمینان را برای محیط‌های خودرو تضمین می‌کند.

2.3 کاربردها

• روشنایی خودرو:روشنایی داخلی (داشبورد، چراغ‌های سقفی) و روشنایی خارجی (چراغ‌های عقب، راهنما، چراغ‌های روشنایی روز).
• روشنایی عمومی:مناسب برای هر کاربرد که نیاز به روشنایی بالا و زاویه دید گسترده در ابعاد فشرده دارد.

3. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

3.1 مشخصات الکتریکی و نوری

آزمایش در دمای لحیم‌کاری 25 درجه سانتی‌گراد و جریان پیشرو 350 میلی‌آمپر، LED ویژگی‌های اسمی زیر را نشان می‌دهد:

• ولتاژ پیشرو (VF):حداقل 2.8V، معمولی 3.1V، حداکثر 3.4V. این توزیع باریک امکان طراحی یکنواخت در آرایه‌های سری-موازی را فراهم می‌کند.
• شار نوری (Φ):حداقل 83.7 lm، معمولی 102 lm، حداکثر 117 lm. این محدوده نشان‌دهنده راندمان بالا برای جریان رانش 0.35A است و آن را برای روشنایی سیگنال و محیطی مناسب می‌سازد.
• زاویه دید (2θ1/2):120° (عرض کامل در نصف حداکثر)، که امکان نوردهی در ناحیه وسیع را فراهم می‌کند.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):12°C/W، نشان‌دهنده انتقال حرارت کارآمد از محل اتصال به نقطه لحیم است که برای مدیریت حرارتی در جریان بالا حیاتی است.
• جریان معکوس (IR):طراحی نشده برای عملکرد معکوس؛ ولتاژ معکوس نباید اعمال شود.

3.2 حداکثر مقادیر مجاز

حدود عملکرد ایمن LED به وضوح تعریف شده است:

• اتلاف توان (PD):حداکثر 1700 mW.
• جریان پیشرو (IF):500 mA پیوسته؛ 700 mA پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 10ms).
• ولتاژ معکوس (VR):طراحی نشده برای عملکرد معکوس.
• ESD (HBM):تحمل 8000V با بازده بیش از 90%.
• دمای عملیاتی (TOPR):40- درجه سانتی‌گراد تا 125+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا 125+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای محل اتصال (TJ):حداکثر 150 درجه سانتی‌گراد.

توجه: تمام اندازه‌گیری‌ها در شرایط استاندارد انجام می‌شود. حداکثر جریان باید پس از اندازه‌گیری دمای بسته تعیین شود تا اطمینان حاصل شود که دمای محل اتصال از حد مجاز تجاوز نمی‌کند.

3.3 ویژگی‌های حرارتی

با مقاومت حرارتی 12°C/W از محل اتصال تا نقطه لحیم، LED عملکرد حرارتی خوبی ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، در 350mA با VF معمولی 3.1V، توان حدود 1.085W است که منجر به افزایش دمای اتصال به لحیم حدود 13°C می‌شود. اتلاف حرارت مناسب برای حفظ دمای اتصال زیر 150°C ضروری است، به ویژه در جریان‌های بالاتر یا دمای محیط بالا.

4. توضیح سیستم binning

4.1 Bins ولتاژ پیشرو

LED در شش bin ولتاژ در 350mA مرتب می‌شود: 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). این binning دقیق، روشنایی و مصرف توان ثابت را در تولید انبوه تضمین می‌کند.

4.2 Bins شار نوری

سه bin شار نوری تعریف شده است: RA (83.7-93.2 lm)، RB (93.2-105 lm)، SA (105-117 lm). انتخاب binهای شار مناسب به مشتریان امکان می‌دهد تا نیازهای خاص روشنایی را برآورده کرده و یکنواختی رنگ را حفظ کنند.

4.3 Bins رنگی

LED در bin رنگی 5E ارائه می‌شود که توسط چهار مختصات CIE تعریف می‌شود: (0.5536,0.4221), (0.5764,0.4075), (0.5883,0.4111), (0.5705,0.4289). این مربوط به ناحیه سفید گرم (سفید-کهربایی) است که معمولاً در چراغ‌های سیگنال خودرو مانند راهنما و ترکیبات عقب استفاده می‌شود.

5. تحلیل منحنی عملکرد

5.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (منحنی I-V)

منحنی I-V نشان می‌دهد که در 100mA ولتاژ پیشرو تقریباً 2.7V، در 350mA حدود 3.1V، و در 500mA به 3.4V نزدیک می‌شود. این منحنی برای LEDهای آبی مبتنی بر GaN معمولی است و مقاومت دینامیکی در جریان‌های بالاتر کمی افزایش می‌یابد.

5.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

شدت نور نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان پیشرو تا حدود 300mA افزایش می‌یابد و سپس به دلیل گرمایش و افت راندمان اشباع می‌شود. در 500mA، شدت نسبی تقریباً 160% از شدت در 350mA است که نشان‌دهنده قابلیت مدیریت جریان خوب است.

5.3 وابستگی به دما

عملکرد LED با دمای نقطه لحیم (TS) تغییر می‌کند:

• شدت نسبی در مقابل TS:در TS=125°C، شدت نسبی به حدود 65% از مقدار در 25°C کاهش می‌یابد که حساسیت حرارتی را برجسته می‌کند.
• کاهش جریان پیشرو:برای حفظ دمای اتصال ≤150°C، حداکثر جریان پیشرو از 500mA در TS=25°C به حدود 200mA در TS=125°C کاهش می‌یابد.
• ولتاژ پیشرو در مقابل TS:VF با افزایش دما کاهش می‌یابد (ضریب منفی تقریباً 2- میلی‌ولت بر درجه سانتی‌گراد) که برای LEDها معمول است.

5.4 الگوی تابش

نمودار تابش توزیعی شبه Lambertian با زاویه نیمه 60° (FWHM 120°) را نشان می‌دهد. شدت در 0° حداکثر است و در ±60° به 50% کاهش می‌یابد و نوردهی یکنواخت را در یک ناحیه وسیع فراهم می‌کند.

5.5 تغییر مختصات رنگی در مقابل جریان پیشرو

با افزایش جریان پیشرو از 0 به 500mA، مختصات CIE x حدود 0.012+ و y حدود 0.006+ تغییر می‌کند. این تغییر به دلیل تغییر در توزیع توان طیفی در چگالی جریان‌های مختلف است. طراحان باید این تغییر رنگ را در کاربردهای نیازمند تلورانس رنگی دقیق در نظر بگیرند.

5.6 توزیع طیف

طیف یک طیف معمولی LED سفید است: یک قله آبی در حدود 450nm و یک انتشار گسترده فسفر زرد متمرکز در حدود 560nm. شدت نسبی قله آبی حدود 0.2 در مقایسه با قله فسفر است که نشان‌دهنده ظاهر سفید گرم است. طیف از 430nm تا 750nm را پوشش می‌دهد.

6. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

6.1 ابعاد بسته

بسته LED دارای ابعاد 3.00mm × 3.00mm × 0.55mm (طول × عرض × ارتفاع) است. نمای زیرین دو پد کاتد و دو پد آند را نشان می‌دهد: پد بزرگتر (2.60mm × 1.50mm) آند است و پد کوچکتر (2.40mm × 0.65mm) کاتد. ابعاد دقیق در نقشه‌های برگه اطلاعات ارائه شده است. تمام ابعاد دارای تلورانس ±0.2mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

6.2 الگوهای لحیم‌کاری توصیه شده

الگوی PCB توصیه شده شامل دو پد مستطیلی است: یکی برای آند (1.55mm × 0.65mm) و یکی برای کاتد (0.65mm × 0.55mm) با فاصله مناسب برای مطابقت با زیر بسته. طراحی مناسب پد تشکیل مفصل لحیم خوب و انتقال حرارت را تضمین می‌کند.

6.3 شناسایی قطبیت

قطبیت به وضوح روی بسته مشخص شده است: یک بریدگی یا نقطه در نمای بالایی سمت کاتد را نشان می‌دهد. نمای زیرین نیز نشان می‌دهد که پد بزرگتر مربوط به آند است. قطبیت نادرست می‌تواند منجر به آسیب LED شود زیرا عملکرد معکوس مجاز نیست.

7. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

7.1 پارامترهای لحیم‌کاری Reflow

LED با لحیم‌کاری reflow بدون سرب سازگار است. پروفایل reflow توصیه شده شامل:

• نرخ افزایش شیب متوسط:حداکثر 3°C/s (از Tsmin تا Tp).
• پیش‌گرمایش:150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه.
• زمان بالای 217°C:60-120 ثانیه.
• دمای اوج:260°C، با زمان درون 5°C از اوج حداکثر 10 ثانیه.
• نرخ سرمایش:حداکثر 6°C/s.
• زمان از 25°C تا اوج:حداکثر 8 دقیقه.

لحیم‌کاری reflow نباید بیش از دو بار انجام شود. اگر بیش از 24 ساعت بین عملیات لحیم‌کاری فاصله افتد، LEDها ممکن است توسط رطوبت جذب شده آسیب ببینند. لحیم‌کاری دستی با آهن لحیم در دمای ≤300°C به مدت ≤3 ثانیه امکان‌پذیر است، اما فقط یک بار.

7.2 اقدامات احتیاطی در هنگام کار

• تنش مکانیکی:به سطح لنز سیلیکونی فشار وارد نکنید، زیرا نرم است و ممکن است به مدارهای داخلی آسیب برساند. از ابزار مناسب برای حمل از طرفین استفاده کنید.
• تاب خوردگی:قطعات را روی PCBهای تاب خورده نصب نکنید؛ از خم کردن مدار پس از لحیم‌کاری خودداری کنید.
• سرمایش:اجازه دهید پس از reflow به تدریج خنک شود؛ سرمایش سریع یا لرزش در طول سرمایش ممکن است باعث آسیب شود.
• تمیزکاری:الکل ایزوپروپیل برای تمیزکاری توصیه می‌شود. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است به LED آسیب برساند.
• نگهداری رطوبت:کیسه‌های باز نشده: ≤30°C، ≤75% RH تا 1 سال. پس از باز شدن: ≤30°C، ≤60% RH، ظرف 24 ساعت استفاده شود. در صورت превышение، در دمای 60±5°C به مدت ≥24 ساعت پخت شود.
• حفاظت ESD:LED نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس است؛ اقدامات احتیاطی مناسب ESD در هنگام کار باید انجام شود.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 مشخصات بسته‌بندی

LED در بسته‌بندی نوار و قرقره عرضه می‌شود: 5000 عدد در هر قرقره. نوار حامل دارای ابعاد: A0=3.30±0.1mm، B0=3.30±0.1mm، K0=0.90±0.1mm با عرض نوار استاندارد 8mm. قطر قرقره 180mm، قطر مرکز 60mm و سوراخ محور 13mm است. قرقره‌ها در کیسه‌های مانع رطوبت با ماده خشک‌کننده و نشانگر رطوبت قرار می‌گیرند.

8.2 اطلاعات برچسب

هر قرقره دارای برچسبی است شامل: شماره قطعه (مدل)، شماره مشخصات، شماره لات، کد Bin (شار، رنگی، ولتاژ)، تعداد و تاریخ. این امر ردیابی و مدیریت موجودی را تسهیل می‌کند.

9. توصیه‌های کاربردی

9.1 سناریوهای کاربرد معمول

به دلیل روشنایی بالا، زاویه دید گسترده و گواهینامه AEC-Q102، RF-A3E31-WYSH-B2 برای موارد زیر ایده‌آل است:

• روشنایی خارجی خودرو:چراغ‌های عقب، راهنما، چراغ ترمز، چراغ‌های روشنایی روز (DRL).
• روشنایی داخلی خودرو:چراغ‌های سقفی، چراغ نقشه، نوارهای روشنایی محیطی.
• روشنایی صنعتی و تجاری:تابلوهای تبلیغاتی، روشنایی تزئینی، روشنایی اضطراری.

9.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی:از اتلاف حرارت کافی برای نگه داشتن دمای نقطه لحیم زیر 125°C برای عمر بهینه اطمینان حاصل کنید. از vias حرارتی و صفحات مسی زیر پدهای LED استفاده کنید.
• تنظیم جریان:از درایورهای جریان ثابت یا مقاومت‌های سری برای محدود کردن جریان و جلوگیری از فرار حرارتی به دلیل تغییر VF استفاده کنید. از ولتاژ معکوس خودداری کنید.
• کنترل گوگرد و هالوژن:محیط عملیاتی باید حاوی کمتر از 100ppm ترکیبات گوگرد باشد. محتوای برم و کلر منفرد در مواد اطراف باید به ترتیب زیر 900ppm و مجموع زیر 1500ppm باشد تا از خوردگی و تغییر رنگ لنز سیلیکونی جلوگیری شود.
• ترکیبات آلی فرار (VOCs):از چسب‌ها و مواد پاتینگ که بخارات آلی منتشر می‌کنند خودداری کنید، زیرا می‌توانند به سیلیکون نفوذ کرده و باعث زردی و کاهش لومن شوند.

10. سوالات متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 500mA روشن کنم؟
ج: حداکثر جریان پیشرو پیوسته 500mA است، اما تنها زمانی که دمای نقطه لحیم به اندازه کافی پایین باشد تا دمای اتصال ≤150°C باقی بماند. در عمل، در دمای محیط بالا، کاهش جریان ضروری است. برای راهنمایی به منحنی کاهش (شکل 1-10) مراجعه کنید.

س: دمای رنگ معمولی این LED چقدر است؟
ج: بر اساس bin رنگی 5E (مختصات CIE حدود 0.57,0.41)، دمای رنگ همبسته تقریباً 2700-3000K است که سفید گرم/کهربایی است. این برای چراغ‌های سیگنال خودرو معمول است.

س: LED در بایاس معکوس چگونه رفتار می‌کند؟
ج: این LED برای عملکرد معکوس طراحی نشده است. اعمال ولتاژ معکوس ممکن است باعث آسیب دائمی شود. همیشه اطمینان حاصل کنید که طراحی مدار از ولتاژ معکوس جلوگیری می‌کند.

س: شرایط نگهداری توصیه شده پس از باز کردن کیسه مانع رطوبت چیست؟
ج: LED باید در دمای ≤30°C و ≤60% RH نگهداری شود و ظرف 24 ساعت استفاده شود. در صورت عدم استفاده، قبل از reflow در دمای 60±5°C به مدت ≥24 ساعت پخت شود.

س: آیا می‌توانم پس از لحیم‌کاری از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده کنم؟
ج: تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است باعث آسیب مکانیکی به LED، به ویژه سیم‌های اتصال و لنز سیلیکونی شود. از الکل ایزوپروپیل و روش‌های تمیزکاری ملایم استفاده کنید.

11. نمونه‌های کاربردی عملی

11.1 ماژول راهنمای خودرو

در یک ماژول راهنمای معمولی، 6-8 عدد از این LEDها به صورت سری با یک مقاومت محدودکننده جریان متصل شده و توسط سیستم الکتریکی 12V خودرو تغذیه می‌شوند. با فرض VF معمولی 3.1V و 350mA، شش LED سری به 18.6V به علاوه افت مقاومت نیاز دارند. یک درایور جریان ثابت buck-boost برای راندمان توصیه می‌شود. زاویه باریک 120° دید را از تمام زوایا تضمین می‌کند.

11.2 نوار روشنایی محیطی داخلی

برای روشنایی محیطی، LEDها را می‌توان روی یک PCB انعطاف‌پذیر با فاصله 10-15mm قرار داد. با رانش در 100-200mA، نور سفید گرم ملایمی تولید می‌کنند. می‌توان از دیفیوزرهای سیلیکونی برای حذف نقاط داغ استفاده کرد. به دلیل MSL Level 2، مونتاژ باید ظرف 24 ساعت از باز کردن کیسه انجام شود و PCB باید عاری از آلاینده‌ها نگه داشته شود.

12. اصل عملکرد

این LED سفید بر اساس اصل LED تبدیل فسفر (pc-LED) کار می‌کند. یک تراشه LED آبی InGaN/GaN نور آبی در حدود 450nm ساطع می‌کند. این نور آبی یک فسفر زرد (معمولاً YAG:Ce یا مشابه) را که روی تراشه پوشانده شده است تحریک می‌کند. ترکیب نور آبی و زرد نور سفید تولید می‌کند. نقطه رنگ دقیق (رنگی) توسط ضخامت و ترکیب لایه فسفر تعیین می‌شود. دستگاه با جریان ثابت رانده می‌شود؛ جریان مستقیماً روشنایی را کنترل می‌کند و همچنین به دلیل رفتار حرارتی متفاوت فسفر و تراشه، دمای رنگ را کمی تحت تأثیر قرار می‌دهد.

13. روندهای صنعت و جهت توسعه

صنعت روشنایی خودرو به سرعت از لامپ‌های سنتی هالوژن و زنون به راه‌حل‌های مبتنی بر LED در حال تغییر است. روندهای کلیدی عبارتند از:

• راندمان بالاتر:بهبودهای مداوم در کارایی فسفر و فناوری تراشه، راندمان را برای LEDهای سفید به بالای 150 lm/W می‌رساند.
• کوچک‌سازی:بسته‌های کوچکتر مانند 3.0x3.0mm طراحی‌های روشنایی نازک‌تر و انعطاف‌پذیرتر را امکان‌پذیر می‌کنند.
• تنظیم رنگ:LEDهای چندرنگ و سفید قابل تنظیم برای چراغ‌های جلوی تطبیقی و روشنایی محیطی در حال محبوب شدن هستند.
• قابلیت اطمینان:استانداردهایی مانند AEC-Q102 قابلیت اطمینان درجه خودرو را با آزمون‌های سختگیرانه برای چرخه‌های حرارتی، رطوبت و لرزش تضمین می‌کنند.
• روشنایی هوشمند:ادغام با حسگرها و ماژول‌های ارتباطی (Li-Fi، V2X) مرز بعدی است.

LED RF-A3E31-WYSH-B2 با گواهینامه AEC-Q102 و عملکرد بالا، به خوبی برای پاسخگویی به این تقاضاهای در حال تحول در بخش خودرو موقعیت دارد.