LED 2,7x2,0x0,6 mm Bianco 3,4 V 714 mW Specifica RF-A3E27-W60E-B1

1. Panoramica del Prodotto

Il RF-A3E27-W60E-B1 è un diodo emettitore di luce (LED) bianco ad alte prestazioni progettato per applicazioni di illuminazione automobilistica interna ed esterna. Utilizza un chip blu combinato con uno strato di conversione a fosforo per produrre luce bianca. Il componente è alloggiato in un package EMC (Composto di Stampaggio Epossidico) compatto da 2,7 mm x 2,0 mm x 0,6 mm, che offre un'eccellente gestione termica e affidabilità. Con una corrente diretta tipica di 150 mA e una dissipazione di potenza massima di 714 mW, questo LED fornisce un flusso luminoso compreso tra 55,3 e 83,7 lumen. È qualificato secondo gli standard di stress test AEC-Q102 per semiconduttori discreti di grado automobilistico, garantendo robustezza per ambienti impegnativi.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (Ts=25°C)

• Tensione Diretta (VF):2,8 V – 3,4 V (tipica 3,1 V) a IF=150 mA.
• Corrente Inversa (IR):≤10 µA a VR=5 V.
• Flusso Luminoso (Φ):55,3 lm – 83,7 lm a IF=150 mA.
• Angolo di Visione (2θ½):120° (tipico).
• Resistenza Termica (RTHJ-S reale):21°C/W tipica, 32°C/W max; (RTHJ-S el): 13°C/W tipica, 20°C/W max.

2.2 Valori Massimi Assoluti

• Dissipazione di Potenza (PD):714 mW
• Corrente Diretta (IF):210 mA (continua)
• Corrente di Picco Diretta (IFP):300 mA (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 10 ms)
• Tensione Inversa (VR):5 V
• ESD (HBM):8000 V (90% di resa)
• Temperatura di Esercizio (TOPR):-40°C a +125°C
• Temperatura di Stoccaggio (TSTG):-40°C a +125°C
• Temperatura di Giunzione (TJ):150°C max

A 25°C, test in modalità impulso, efficienza di conversione fotoelettrica ηe = 39%. La tolleranza di misura della tensione diretta è ±0,1V, la tolleranza delle coordinate cromatiche ±0,005 e la tolleranza del flusso luminoso ±10%.

3. Sistema di Binning

Il LED è categorizzato in base ai bin di tensione diretta e flusso luminoso a IF=150 mA.

3.1 Bin di Tensione Diretta

• G0: 2,8 – 3,0 V
• H0: 3,0 – 3,2 V
• I0: 3,2 – 3,4 V

3.2 Bin di Flusso Luminoso

• PA: 55,3 – 61,2 lm
• PB: 61,2 – 67,8 lm
• QA: 67,8 – 75,3 lm
• QB: 75,3 – 83,7 lm

I bin di cromaticità (da VM1 a VM7) sono definiti secondo il diagramma CIE 1931, con coordinate fornite nel datasheet. Questi bin garantiscono la consistenza del colore per gli standard di illuminazione automobilistica (es. ECE).

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve ottiche ed elettriche tipiche rivelano il comportamento del LED in varie condizioni:

• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Fig.1-7):La tensione diretta aumenta con la corrente, da ~2,8 V a 30 mA a ~3,4 V a 210 mA. Questa relazione è tipica per i LED InGaN.
• Corrente Diretta vs. Flusso Luminoso Relativo (Fig.1-8):Il flusso luminoso aumenta quasi linearmente con la corrente fino a 210 mA, con una leggera saturazione a correnti più elevate.
• Temperatura di Giunzione vs. Flusso Luminoso Relativo (Fig.1-9):All'aumentare della temperatura di giunzione da -40°C a 140°C, il flusso luminoso relativo diminuisce di circa il 20%, evidenziando l'importanza della gestione termica.
• Temperatura di Saldatura vs. Corrente Diretta (Fig.1-10):La corrente diretta massima consentita diminuisce all'aumentare della temperatura di saldatura per evitare il surriscaldamento.
• Variazione di Tensione vs. Temperatura di Giunzione (Fig.1-11):La tensione diretta diminuisce con la temperatura a un tasso di circa -2 a -4 mV/°C.
• Diagramma di Radiazione (Fig.1-12):Il LED presenta un'ampia emissione Lambertiana con un angolo di metà intensità di ±60°, ideale per un'illuminazione uniforme.
• Variazione delle Coordinate Cromatiche vs. Temperatura e Corrente (Fig.1-13, 1-14):Gli spostamenti di colore sono minimi, entro ±0,02 unità CIE nell'intervallo operativo.
• Distribuzione Spettrale (Fig.1-15):Lo spettro di emissione raggiunge il picco intorno a 450 nm (blu) con un'ampia banda di conversione del fosforo che copre 500-700 nm, tipica per i LED bianchi con conversione a fosforo.

5. Informazioni Meccaniche e sul Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package

Il package LED misura 2,70 mm (lunghezza) × 2,00 mm (larghezza) × 0,60 mm (altezza) con tolleranze di ±0,2 mm salvo diversa indicazione. La vista dal basso mostra un pad termico di 1,20 mm × 1,30 mm e marcature anodo/catodo. Vengono fornite le dimensioni consigliate per il pattern di saldatura per garantire un'adeguata dissipazione del calore e connessione elettrica.

5.2 Polarità

Il catodo è indicato da una piccola tacca sul package. La polarità corretta deve essere rispettata durante l'assemblaggio.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il profilo di rifusione consigliato si basa sugli standard JEDEC:

• Velocità media di rampa: ≤3°C/s
• Preriscaldamento: da 150°C a 200°C per 60-120 secondi
• Tempo sopra 217°C: 60s max
• Temperatura di picco: 260°C per 10s max
• Velocità di raffreddamento: ≤6°C/s

La saldatura a rifusione non deve superare due cicli. Se trascorrono più di 24 ore tra i cicli, i LED possono assorbire umidità e danneggiarsi.

6.2 Precauzioni di Manipolazione

• Non applicare stress meccanico durante il riscaldamento o il raffreddamento.
• Evitare di deformare il PCB dopo la saldatura.
• Utilizzare un saldatore a doppia punta per eventuali riparazioni necessarie.
• Gli ugelli pick-and-place devono applicare solo la pressione minima sulla superficie in silicone.

6.3 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità

Il livello di sensibilità all'umidità è Livello 2 (MSL 2). Condizioni di stoccaggio:

• Prima dell'apertura: ≤30°C, ≤75% UR, entro 1 anno dalla data di produzione.
• Dopo l'apertura: ≤30°C, ≤60% UR, uso consigliato entro 24 ore. Se superato, asciugare a 60±5°C per >24 ore.
• Se il sacchetto barriera contro l'umidità è danneggiato, contattare le vendite.

7. Informazioni sul Confezionamento e l'Ordine

I LED vengono forniti su nastro e bobina (larghezza del nastro portante 8 mm, diametro della bobina 180 mm) con 4.000 pezzi per bobina. Le dimensioni del nastro portante sono: A0=2,10±0,1mm, B0=3,05±0,1mm, K0=0,75±0,1mm. Ogni bobina è sigillata in un sacchetto barriera contro l'umidità con un'etichetta contenente il numero di parte, il numero di lotto, i codici di bin per flusso (Φ), cromaticità (XY), tensione diretta (VF), lunghezza d'onda (WLD), quantità e data.

8. Raccomandazioni Applicative

Il RF-A3E27-W60E-B1 è progettato specificamente per l'illuminazione automobilistica, sia interna (es. luci di cortesia, luci mappa) sia esterna (es. indicatori laterali, frecce). Il suo ampio angolo di visione (120°) e l'elevata affidabilità alle temperature estreme lo rendono adatto per ambienti difficili. La qualifica AEC-Q102 garantisce la conformità ai requisiti dell'industria automobilistica. Per prestazioni ottimali, i progettisti dovrebbero:

• Fornire un'adeguata dissipazione del calore utilizzando il pad termico esposto; la resistenza termica deve essere considerata nella progettazione del sistema per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 150°C.
• Includere resistori di limitazione della corrente per prevenire sovracorrenti.
• Evitare l'uso di materiali contenenti zolfo, bromo o cloro al di sopra dei limiti specificati (S<<100 ppm, Br<<900 ppm, Cl<<900 ppm, totale Br+Cl<<1500 ppm) per prevenire il degrado del LED.
• Utilizzare detergenti come alcol isopropilico se sono presenti residui; la pulizia a ultrasuoni non è consigliata.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED di media potenza standard, il package EMC offre una migliore resistenza meccanica e prestazioni termiche. La qualifica AEC-Q102 distingue questo prodotto dai LED di grado commerciale, rendendolo adatto per applicazioni critiche per la sicurezza. La stretta binatura del colore e del flusso garantisce uniformità negli array di LED multipli.

10. Domande Frequenti

D: Qual è la temperatura massima di giunzione?
R: La temperatura massima assoluta di giunzione è 150°C. Per affidabilità a lungo termine, si consiglia di mantenere TJ al di sotto di 125°C.

D: Posso pilotare questo LED a 300 mA continuativamente?
R: No, 300 mA è la corrente diretta di picco consentita solo con ciclo di lavoro 1/10 e larghezza impulso 10 ms. La corrente continua non deve superare 210 mA.

D: Come devo gestire la sensibilità ESD?
R: Sebbene il 90% delle unità superi 8 kV HBM, devono essere prese opportune precauzioni ESD (postazioni di lavoro con messa a terra, cinturini antistatici) durante la manipolazione.

D: Qual è la durata prevista?
R: Basandosi sui test AEC-Q102, il LED è progettato per una lunga vita operativa sotto stress automobilistici. La durata effettiva dipende dalle condizioni di pilotaggio e dalla gestione termica.

11. Caso di Studio Applicativo

In un tipico modulo di illuminazione ambientale interna automobilistica, sei LED RF-A3E27-W60E-B1 sono posizionati in un array lineare con spaziatura di 10 mm. Utilizzando un driver a corrente costante impostato a 150 mA, i moduli raggiungono un'illuminazione uniforme di 500 lux a 30 cm di distanza. La simulazione termica mostra una temperatura di giunzione di 85°C con un PCB in alluminio correttamente progettato (pad termico saldato). Il sistema supera i test di shock termico e vibrazioni secondo gli standard automobilistici.

12. Principio di Funzionamento

Il LED bianco funziona combinando un chip InGaN che emette blu con un fosforo che emette giallo (YAG:Ce o simile). Parte della luce blu viene assorbita dal fosforo e riemessa come luce gialla; la luce blu rimanente si mescola con il giallo per produrre luce bianca. La temperatura di colore e l'indice di resa cromatica sono determinati dalla composizione e dallo spessore del fosforo.

13. Tendenze di Sviluppo

L'illuminazione automobilistica si sta muovendo verso l'adozione totale dei LED grazie all'efficienza energetica, alla flessibilità di progettazione e alla lunga durata. La tendenza include una maggiore efficacia luminosa (oltre 150 lm/W), package miniaturizzati (come 2,7x2,0 mm) e standard di affidabilità migliorati (AEC-Q102). Gli sviluppi futuri potrebbero includere LED bianchi senza fosforo che utilizzano l'emissione diretta di più lunghezze d'onda, ma per ora, i LED con conversione a fosforo dominano il mercato.