LED RF-A4E27-R15E-R4 लाल LED विनिर्देश - आकार 2.7x2.0x0.6mm - अग्र वोल्टेज 2.0V से 2.6V - शक्ति 520mW - तकनीकी डेटाशीट

1. उत्पाद अवलोकन

RF-A4E27-R15E-R4 एक उच्च-प्रदर्शन लाल प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है जो सब्सट्रेट पर AlGaInP अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर आधारित है। यह 2.7mm x 2.0mm x 0.6mm मापने वाले कॉम्पैक्ट EMC (एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड) पैकेज में रखा गया है, जो सतह माउंट प्रौद्योगिकी (SMT) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह LED 120 डिग्री का अत्यंत विस्तृत देखने का कोण प्रदान करता है, जो इसे समान प्रकाश वितरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है। यह ऑटोमोटिव-ग्रेड डिस्क्रीट अर्धचालकों के लिए AEC-Q102 तनाव परीक्षण दिशानिर्देशों के अनुसार योग्य है, जो मांग वाले वातावरण में विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है। उत्पाद RoHS अनुपालन है और इसमें नमी संवेदनशीलता स्तर 2 (MSL 2) है।

1.1 विशेषताएं

• मजबूत यांत्रिक और तापीय प्रदर्शन के लिए EMC पैकेज
• अत्यंत विस्तृत देखने का कोण (2θ_1/2= 120°)
• सभी SMT असेंबली और सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त
• स्वचालित पिक-एंड-प्लेस के लिए टेप और रील पर उपलब्ध
• नमी संवेदनशीलता स्तर: स्तर 2
• RoHS अनुपालन
• AEC-Q102 दिशानिर्देशों के अनुसार योग्य

1.2 अनुप्रयोग

डैशबोर्ड संकेतक, कोर्टेसी लाइट, एंबियंट लाइटिंग, टेल लाइट और अन्य सिग्नलिंग कार्यों सहित आंतरिक और बाहरी दोनों अनुप्रयोगों के लिए ऑटोमोटिव प्रकाश।

2. तकनीकी विनिर्देश

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं (Ts=25°C, IF=150mA पर)

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग (Ts=25°C पर)

नोट्स: - सभी माप मानकीकृत स्थितियों के तहत रिफॉन्ड में किए जाते हैं। - जंक्शन तापमान 150°C से अधिक न हो यह सुनिश्चित करने के लिए पैकेज तापमान मापने के बाद अधिकतम धारा निर्धारित की जानी चाहिए। - 25°C पर, पल्स मोड परीक्षण से फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता ηe = 45% प्राप्त होती है।

3. बिन प्रणाली

लगातार प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक LED को अग्र वोल्टेज, दीप्त प्रवाह और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के आधार पर बिनों में क्रमबद्ध किया जाता है। IF=150mA और Ts=25°C पर बिन श्रेणियां इस प्रकार हैं:

3.1 अग्र वोल्टेज बिन

3.2 दीप्त प्रवाह बिन

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटा शीट में 25°C पर मापी गई कई विशिष्ट प्रकाशीय और विद्युत विशेषता वक्र शामिल हैं, जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो। उचित सर्किट डिज़ाइन और तापीय प्रबंधन के लिए इन वक्रों को समझना आवश्यक है।

4.1 अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा (चित्र 1-6)

यह वक्र VF और IF के बीच घातीय संबंध दर्शाता है। 150mA पर अग्र वोल्टेज आमतौर पर लगभग 2.3V (बिन श्रेणी का मध्यबिंदु) होता है। यह वक्र वोल्टेज परिवर्तनों के कारण धारा भिन्नताओं का अनुमान लगाने में मदद करता है।

4.2 अग्र धारा बनाम सापेक्ष दीप्त प्रवाह (चित्र 1-7)

सापेक्ष दीप्त प्रवाह अग्र धारा के साथ बढ़ता है लेकिन रैखिक रूप से नहीं। कम धाराओं पर दक्षता अधिक होती है; वक्र 150mA से ऊपर संतृप्त हो जाता है। यह इंगित करता है कि रेटेड धारा के पास संचालन सुरक्षित तापीय सीमाओं के भीतर रहते हुए अच्छी दीप्त प्रभावकारिता प्रदान करता है।

4.3 जंक्शन तापमान बनाम सापेक्ष दीप्त प्रवाह (चित्र 1-8)

जैसे-जैसे जंक्शन तापमान बढ़ता है, LED कम कुशल हो जाता है। Tj=125°C पर, सापेक्ष प्रवाह 25°C पर मान का लगभग 85% तक गिर जाता है। इसके लिए उच्च तापमान वाले ऑटोमोटिव वातावरण में पर्याप्त हीट सिंकिंग की आवश्यकता होती है।

4.4 सोल्डर तापमान बनाम अग्र धारा (चित्र 1-9)

यह डिरेटिंग वक्र सोल्डर बिंदु तापमान के फलन के रूप में अधिकतम अनुमत अग्र धारा दर्शाता है। उदाहरण के लिए, Ts=100°C पर अनुमत धारा घटकर लगभग 150mA हो जाती है। डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करना होगा कि वास्तविक संचालन बिंदु इस वक्र से नीचे हो।

4.5 वोल्टेज शिफ्ट बनाम जंक्शन तापमान (चित्र 1-10)

जब तापमान -40°C से 125°C तक बढ़ता है तो अग्र वोल्टेज लगभग 0.2V कम हो जाता है। इस नकारात्मक तापमान गुणांक को स्थिर-धारा ड्राइवरों में ध्यान में रखा जाना चाहिए ताकि उच्च तापमान पर धारा में वृद्धि से बचा जा सके।

4.6 विकिरण आरेख (चित्र 1-11)

LED में अर्ध-तीव्रता कोण ±60° (कुल 120°) के साथ एक विस्तृत विकिरण पैटर्न है। बीम में तीव्रता अपेक्षाकृत समान है, जो कुछ मामलों में द्वितीयक प्रकाशिकी के बिना क्षेत्र प्रकाश के लिए उपयुक्त बनाती है।

4.7 प्रमुख तरंगदैर्ध्य शिफ्ट बनाम जंक्शन तापमान (चित्र 1-12)

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, प्रमुख तरंगदैर्ध्य लंबी तरंगदैर्ध्य (लाल शिफ्ट) की ओर स्थानांतरित हो जाता है। -40°C से 125°C तक शिफ्ट लगभग +8nm है। रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में इस रंग शिफ्ट को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

4.8 स्पेक्ट्रम वितरण (चित्र 1-13)

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम लगभग 620nm पर चरम पर होता है जिसमें पूर्ण-चौड़ाई आधा-अधिकतम (FWHM) लगभग 20nm होता है। शुद्धता उच्च है, जो AlGaInP लाल LEDs के लिए सामान्य है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

LED पैकेज के आयाम 2.70mm (लंबाई) × 2.00mm (चौड़ाई) × 0.60mm (ऊंचाई) हैं। शीर्ष दृश्य 1.70mm × 2.40mm का प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र दर्शाता है। निचला दृश्य अनुकूलित तापीय और विद्युत कनेक्शन के लिए दो एनोड और दो कैथोड पैड दर्शाता है। अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न में गर्मी अपव्यय के लिए एक केंद्रीय पैड शामिल है।

5.2 कैरियर टेप और रील

LED 4mm पिच के साथ 8mm चौड़े कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती है, जो 180mm व्यास की रील पर लपेटा जाता है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। टेप में एक कवर टेप शामिल है और इसे डेसिकैंट और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ नमी अवरोध बैग में सील किया जाता है।

5.3 लेबल जानकारी

प्रत्येक रील को भाग संख्या, विशिष्टता संख्या, लॉट संख्या, बिन कोड (दीप्त प्रवाह, वर्णिकता, अग्र वोल्टेज, तरंगदैर्ध्य), मात्रा और निर्माण तिथि के साथ लेबल किया जाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 SMT रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल

LED को 260°C (अधिकतम 260°C पर 10s) के शिखर तापमान के साथ दो रिफ्लो चक्रों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अनुशंसित रिफ्लो प्रोफ़ाइल:

• प्रीहीट: 150°C से 200°C तक 60–120s के लिए
• 217°C से ऊपर का समय: अधिकतम 60s
• शिखर तापमान: 260°C
• शीतलन दर: अधिकतम 6°C/s
• 25°C से शिखर तक कुल समय: अधिकतम 8 मिनट

दो से अधिक रिफ्लो चक्र न करें। यदि चक्रों के बीच अंतराल 24 घंटे से अधिक है, तो LED नमी को अवशोषित कर सकते हैं और बेकिंग की आवश्यकता होती है।

6.2 मरम्मत और हैंडलिंग

सोल्डर किए गए LEDs की मरम्मत अनुशंसित नहीं है। यदि अपरिहार्य है, तो दोहरे-सिर वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। सोल्डरिंग के दौरान या बाद में सिलिकॉन एनकैप्सुलेंट पर यांत्रिक तनाव न डालें। तेजी से शीतलन और PCB के वार्पिंग से बचें।

7. हैंडलिंग सावधानियां

• सल्फर और हैलोजन नियंत्रण:वातावरण और संपर्क सामग्री में 100ppm से कम सल्फर और 900ppm से कम ब्रोमीन या क्लोरीन अलग-अलग, और कुल Br+Cl 1500ppm से कम होना चाहिए।
• गैस उत्सर्जन:वाष्पशील कार्बनिक यौगिक सिलिकॉन लेंस में प्रवेश कर सकते हैं और मलिनकिरण का कारण बन सकते हैं। ऐसे चिपकने वाले पदार्थों का उपयोग करें जो कार्बनिक वाष्प उत्सर्जित न करें।
• यांत्रिक हैंडलिंग:साइड सतहों पर फोरसेप्स का उपयोग करें। सिलिकॉन लेंस को स्पर्श या दबाएं नहीं, क्योंकि यह आंतरिक सर्किटरी को नुकसान पहुंचा सकता है।
• ESD सुरक्षा:LED स्थैतिक विद्युत निर्वहन (HBM 2000V) के प्रति संवेदनशील है। उचित ग्राउंडिंग और एंटी-स्टैटिक सावधानियों का उपयोग करें।
• तापीय डिज़ाइन:हमेशा सुनिश्चित करें कि जंक्शन तापमान 150°C से अधिक न हो। उचित हीट सिंकिंग को सत्यापित करने के लिए तापीय सिमुलेशन या माप का उपयोग करें।
• सफाई:यदि सफाई की आवश्यकता है, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें। अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग न करें, क्योंकि यह LED को नुकसान पहुंचा सकता है।
• भंडारण:खोले न गए बैग:<30°C,<75% आर्द्रता, 1 वर्ष के भीतर उपयोग करें। खोलने के बाद,<30°C और<60% आर्द्रता के तहत 24 घंटे के भीतर उपयोग करें। यदि अधिक हो जाए, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर कम से कम 24 घंटे बेक करें।

8. अनुप्रयोग विचार

RF-A4E27-R15E-R4 के साथ डिज़ाइन करते समय, निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान दें:

• धारा नियमन:थर्मल रनअवे से बचने के लिए स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें। अग्र वोल्टेज भिन्नता (2.0V से 2.6V) के लिए ऐसे ड्राइवर की आवश्यकता होती है जो श्रेणी को समायोजित कर सके।
• तापीय प्रबंधन:LED का तापीय प्रतिरोध (Rth JS real = 40°C/W सामान्य) का अर्थ है कि 150mA पर, 2.3V के अग्र वोल्टेज के साथ, शक्ति अपव्यय लगभग 345mW है, जिससे जंक्शन-से-सोल्डर तापमान वृद्धि ~13.8°C होती है। 85°C एंबियंट में, जंक्शन लगभग 99°C होगा, जो सुरक्षित है। हालांकि, यदि कई LEDs को करीब रखा जाता है, तो अतिरिक्त हीट सिंकिंग की आवश्यकता होती है।
• प्रकाशीय डिज़ाइन:विस्तृत 120° देखने का कोण सामान्य प्रकाश के लिए लाभप्रद हो सकता है, लेकिन फोकस्ड बीम के लिए, लेंस या रिफ्लेक्टर जैसे बाहरी प्रकाशिकी पर विचार किया जाना चाहिए। स्पेक्ट्रम में UV या IR घटक नहीं हैं, इसलिए किसी विशेष फ़िल्टरिंग की आवश्यकता नहीं है।
• ऑटोमोटिव अनुपालन:AEC-Q102 योग्यता में थर्मल शॉक, लाइफ टेस्ट और उच्च आर्द्रता जैसे तनाव परीक्षण शामिल हैं। हालांकि, डिज़ाइनरों को अभी भी अपने विशिष्ट फिक्स्चर वातावरण में LED को मान्य करना होगा, विशेष रूप से कंपन और रासायनिक एक्सपोज़र के संबंध में।

9. विश्वसनीयता और गुणवत्ता आश्वासन

उत्पाद योग्यता परीक्षण योजना AEC-Q102 दिशानिर्देशों का पालन करती है। विश्वसनीयता परीक्षणों में शामिल हैं:

• रिफ्लो (260°C, 10s, 2 चक्र): 0/1 विफलता स्वीकार्य
• MSL 2 (85°C/60%RH, 168h): 0/1 विफलता
• थर्मल शॉक (-40°C से 125°C, 1000 चक्र): 0/1 विफलता
• लाइफ टेस्ट (Ta=105°C, IF=150mA, 1000h): 0/1 विफलता
• उच्च तापमान उच्च आर्द्रता (85°C/85%RH, IF=150mA, 1000h): 0/1 विफलता

विफलता मानदंड: अग्र वोल्टेज > 1.1×USL, प्रतिवर्ती धारा > 2×USL, दीप्त प्रवाह<0.7×LSL.

ध्यान दें कि ये परीक्षण एकल LEDs पर अच्छी गर्मी अपव्यय स्थितियों के तहत किए जाते हैं। सरणी अनुप्रयोगों में, डिरेटिंग की आवश्यकता हो सकती है।

10. संचालन के सिद्धांत

LED GaAs सब्सट्रेट पर उगाए गए AlGaInP (एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) मल्टी-क्वांटम-वेल संरचना का उपयोग करता है। यह सामग्री प्रणाली लाल से एम्बर वर्णक्रमीय श्रेणी में उच्च दक्षता के लिए जानी जाती है। EMC पैकेज यांत्रिक कठोरता और अच्छी तापीय चालकता प्रदान करता है, जिससे LED पारंपरिक एपॉक्सी पैकेजों की तुलना में उच्च धाराओं पर काम कर सकता है। विस्तृत देखने का कोण एनकैप्सुलेशन आकार और चिप डिज़ाइन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

11. वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों के साथ तुलना

पारंपरिक थ्रू-होल लाल LEDs की तुलना में, RF-A4E27-R15E-R4 बहुत छोटा पदचिह्न, कम प्रोफ़ाइल और स्वचालित SMT असेंबली के साथ संगतता प्रदान करता है। इसका EMC पैकेज बेहतर नमी प्रतिरोध और थर्मल साइक्लिंग के तहत उच्च विश्वसनीयता प्रदान करता है। AEC-Q102 योग्यता इसे ऑटोमोटिव उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है, जो सामान्य LEDs के लिए हमेशा उपलब्ध नहीं है। हालांकि, प्रति लुमेन लागत कुछ उच्च-मात्रा उपभोक्ता LEDs की तुलना में अधिक हो सकती है, लेकिन मिशन-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए उचित है।

12. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या इस LED का उपयोग स्थिर वोल्टेज आपूर्ति के साथ किया जा सकता है?
उत्तर: स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है क्योंकि अग्र वोल्टेज बदलता है। स्थिर वोल्टेज से धारा अधिकतम से अधिक हो सकती है यदि वोल्टेज बिन के उच्च सिरे पर हो।

प्रश्न: 150mA पर सामान्य जीवनकाल क्या है?
उत्तर: हालांकि इस डेटाशीट में विशिष्ट L70/B10 डेटा प्रदान नहीं किया गया है, 105°C पर 1000 घंटे के लिए AEC-Q102 लाइफ टेस्ट बिना विफलता के अच्छी दीर्घायु का सुझाव देता है। ऑटोमोटिव आंतरिक अनुप्रयोगों के लिए, उचित तापीय प्रबंधन के तहत 10,000 घंटे से अधिक जीवनकाल की उम्मीद है।

प्रश्न: क्या मैं इन LEDs को समानांतर में उपयोग कर सकता हूं?
उत्तर: समानांतर करना संभव है लेकिन VF भिन्नता के कारण वर्तमान हॉगिंग से बचने के लिए वर्तमान संतुलन प्रतिरोधक या साझा स्थिर-धारा स्रोत के साथ किया जाना चाहिए।

प्रश्न: क्या ये LEDs लीड-फ्री सोल्डरिंग के साथ संगत हैं?
उत्तर: हां, 260°C का शिखर तापमान सामान्य लीड-फ्री प्रोफ़ाइल के साथ संगत है।

प्रश्न: यदि नमी अवरोध बैग बहुत देर तक खोला गया है तो मैं उपयोग से पहले LEDs को कैसे बेक करूं?
उत्तर: 60±5°C पर कम से कम 24 घंटे बेक करें। नुकसान से बचने के लिए 48 घंटे से अधिक न करें।

13. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

एक डेटाइम रनिंग लाइट (DRL) मॉड्यूल पर विचार करें जिसमें प्रति यूनिट 50lm की आवश्यकता है। उच्चतम बिन (MB: 33.4-37.0lm) का उपयोग करके, श्रृंखला में दो LEDs 150mA पर ~70lm प्राप्त करेंगे। प्रत्येक के 2.3V के सामान्य VF के साथ, कुल अग्र वोल्टेज 4.6V है। 12V ऑटोमोटिव बस के इनपुट के साथ एक बूस्ट-प्रकार स्थिर-धारा ड्राइवर स्ट्रिंग को कुशलतापूर्वक चला सकता है। PCB में बोर्ड के धातु कोर से जुड़ा एक थर्मल पैड शामिल होना चाहिए ताकि हुड के नीचे के वातावरण (एंबियंट 85°C तक) में जंक्शन तापमान 100°C से नीचे रहे। विकिरण आरेख का उपयोग करके प्रकाशीय सिमुलेशन से पता चलता है कि एक साधारण डिफ्यूज़र द्वितीयक रिफ्लेक्टर के बिना आवश्यक फोटोमेट्रिक पैटर्न प्राप्त कर सकता है।

14. उद्योग के रुझान

ऑटोमोटिव प्रकाश उद्योग सभी-अर्धचालक समाधानों की ओर बढ़ रहा है, जिसमें लाल LEDs स्टॉप/टेल और टर्न सिग्नल के लिए तापदीप्त बल्बों की जगह ले रहे हैं। AEC-Q102 योग्यता एक आधारभूत आवश्यकता बन रही है। भविष्य के विकास में उच्च प्रभावकारिता (लाल के लिए लक्ष्य > 150 lm/W) और अनुकूली प्रकाश के लिए स्मार्ट ड्राइवरों के साथ एकीकरण शामिल है। RF-A4E27-R15E-R4 एक परिपक्व, विश्वसनीय विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है जो अच्छे प्रदर्शन और असेंबली में आसानी के साथ वर्तमान ऑटोमोटिव आवश्यकताओं को पूरा करता है।