LED Bianco 3,00x1,40x0,52mm 2,8-3,4V 680mW Grado Automotive | RF-A1F30-W1FN-B1

1. Panoramica del Prodotto

1.1 Descrizione Generale

Il RF-A1F30-W1FN-B1 è un diodo emettitore di luce bianca (LED) realizzato combinando un chip blu con conversione a fosforo. È confezionato in un pacchetto EMC (composto di stampaggio epossidico) con dimensioni di 3,00mm x 1,40mm x 0,52mm. Questo ingombro compatto lo rende adatto per applicazioni di illuminazione automobilistica interna ed esterna con vincoli di spazio. Il LED fornisce un flusso luminoso tipico di 26,8 a 39,8 lumen a una corrente diretta di 80mA, con una tensione diretta compresa tra 2,8V e 3,4V. Il suo ampio angolo di visione di 120° garantisce una distribuzione uniforme della luce. Il dispositivo è qualificato AEC-Q101, soddisfacendo rigorosi standard di affidabilità automobilistica.

1.2 Caratteristiche

• Pacchetto EMC per stabilità e robustezza alle alte temperature.
• Angolo di visione estremamente ampio di 120°.
• Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura a rifusione.
• Disponibile in confezione su nastro e bobina (5.000 pezzi/bobina).
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 2 (MSL 2).
• Conforme ai requisiti RoHS e REACH.
• Qualificato secondo il test di sollecitazione AEC-Q101 per semiconduttori discreti di grado automobilistico.

1.3 Applicazioni

Questo LED è progettato per applicazioni di illuminazione automobilistica, inclusi illuminazione ambientale interna, indicatori del cruscotto e lampade di segnalazione esterne. La sua elevata affidabilità e l'ampio intervallo di temperatura operativa (da -40°C a +110°C) lo rendono ideale per ambienti automobilistici impegnativi.

2. Parametri Tecnici

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

La tabella seguente riassume i principali parametri elettrici e ottici misurati a una corrente diretta di 80mA (salvo diversa indicazione).

Nota: Le tolleranze di misura sono ±0,1V per la tensione diretta, ±10% per il flusso luminoso e ±0,005 per le coordinate cromatiche.

2.2 Valori Massimi Assoluti (Ts=25°C)

I valori massimi assoluti non devono essere superati per evitare danni permanenti al LED.

3. Sistema di Binning

3.1 Bin di Tensione Diretta e Flusso Luminoso

Per garantire prestazioni costanti, il LED viene suddiviso in bin in base alla tensione diretta (VF) e al flusso luminoso (Φ) a IF=80mA. I bin VF sono designati da V2 (2,8-2,9V) a V7 (3,3-3,4V). I bin del flusso luminoso vanno da 8P (26,8-28,7lm) a 9Q (37,3-39,8lm). Questo sistema di binning consente ai clienti di selezionare dispositivi con caratteristiche elettriche e ottiche strettamente controllate.

3.2 Bin di Cromaticità

Le coordinate cromatiche sono suddivise in 18 bin di cromaticità (da A1 a A9 e da B1 a B9) all'interno dello spazio colore CIE 1931. Ogni bin è definito da quattro coordinate CIE x,y angolari. Ad esempio, il bin A1 copre x da 0,3013 a 0,3063 e y da 0,2943 a 0,3135. Questo binning fine garantisce un aspetto del bianco uniforme per i sistemi di illuminazione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs Corrente Diretta

La curva I-V (Fig. 1-7) mostra la tipica relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente diretta. A 25°C, una tensione diretta di circa 2,9V produce 80mA. All'aumentare della tensione a 3,4V, la corrente supera 200mA. Questa curva è essenziale per progettare driver a corrente costante per evitare sovracorrente.

4.2 Corrente Diretta vs Flusso Luminoso Relativo

Il flusso luminoso relativo aumenta quasi linearmente con la corrente diretta fino a 160mA (Fig. 1-8). A 80mA, l'intensità relativa è circa il 50% del massimo a 200mA. Questo comportamento aiuta a prevedere la luminosità a varie correnti di pilotaggio.

4.3 Effetti della Temperatura

Le Fig. 1-9 a 1-11 illustrano l'impatto della temperatura di saldatura sulle prestazioni. All'aumentare della temperatura, il flusso luminoso relativo diminuisce (Fig. 1-9). La corrente diretta massima consentita deve essere ridotta a temperature più elevate (Fig. 1-10). Anche la tensione diretta diminuisce con l'aumento della temperatura a un tasso di circa -2mV/°C (Fig. 1-11). Una corretta gestione termica è fondamentale per mantenere l'emissione luminosa e l'affidabilità.

4.4 Diagramma di Radiazione

Il diagramma di radiazione (Fig. 1-12) mostra una distribuzione di tipo Lambertiano con un angolo a metà intensità di 60° (120° larghezza totale a metà massimo). L'intensità relativa diminuisce simmetricamente dal 100% a 0° a circa il 50% a ±60°.

4.5 Distribuzione Spettrale

Lo spettro (Fig. 1-14) si estende da 380nm a 780nm con un picco intorno a 450nm (chip blu) e una banda larga del fosforo da 500nm a 700nm. Questa combinazione produce una temperatura di colore correlata dal bianco caldo a neutro a seconda del bin.

4.6 Variazione del Colore vs Corrente e Temperatura

La Fig. 1-13 mostra che le coordinate cromatiche si spostano leggermente con l'aumento della temperatura. Lo spostamento è più pronunciato nella direzione y. Questa informazione è vitale per applicazioni di illuminazione critiche per il colore.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Pacchetto

Il pacchetto misura 3,00mm (lunghezza) × 1,40mm (larghezza) × 0,52mm (altezza) con tolleranze di ±0,2mm. La vista dall'alto mostra un'area rettangolare di emissione luminosa di 2,61mm × 1,40mm. Due cuscinetti catodo e anodo si trovano sul fondo per la saldatura a montaggio superficiale.

5.2 Pattern di Saldatura

Dimensioni consigliate del layout dei pad di saldatura: 3,50mm (lunghezza) × 0,91mm (larghezza) per ogni pad, con un passo di 2,10mm. Una corretta progettazione dei pad garantisce una buona affidabilità del giunto di saldatura e dissipazione del calore.

5.3 Polarità

La polarità del LED è contrassegnata con un segno (+) e (-) sul fondo del pacchetto. Il lato catodo è indicato da un bordo piatto sul contorno del pacchetto. Una polarità errata può danneggiare il LED.

6. Linee Guida per la Saldatura a Rifusione SMT

6.1 Profilo di Rifusione

Il profilo di saldatura a rifusione consigliato si basa sugli standard JEDEC. Parametri chiave: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, velocità di rampa ≤3°C/s, tempo sopra 217°C (TL) massimo 60 secondi, temperatura di picco 260°C con un tempo di permanenza di 10 secondi, e velocità di raffreddamento ≤6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare 8 minuti. Non eseguire più di due passaggi di rifusione.

6.2 Precauzioni

Non applicare sollecitazioni meccaniche al LED durante il riscaldamento o il raffreddamento. Evitare il raffreddamento rapido. L'incapsulante del LED è in silicone, che è morbido; evitare pressione diretta sulla lente. Utilizzare un ugello pick-and-place appropriato con forza adeguata. I componenti non devono essere montati su PCB deformati.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione

7.1 Nastro e Bobina

Il LED è fornito in confezione su nastro e bobina con 5.000 pezzi per bobina. Dimensioni del nastro di trasporto: larghezza 8,0±0,1mm, passo 4,0mm. Dimensioni della bobina: diametro 178±1mm, diametro del mozzo 60±1mm e larghezza 13,0±0,5mm. Il nastro include un leader e un trailer di 80-100 tasche vuote.

7.2 Informazioni sull'Etichetta

Ogni bobina è etichettata con Part Number, Spec Number, Lot Number, Bin Code (per flusso, cromaticità, tensione), Quantità e Data. L'etichetta include anche un codice a barre per il tracciamento dell'inventario.

7.3 Sensibilità all'Umidità

Il livello MSL è 2. La borsa barriera all'umidità deve essere conservata a ≤30°C e ≤75% RH prima dell'apertura. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 24 ore o sottoposti a cottura a 60±5°C per almeno 24 ore.

8. Test di Affidabilità

Il LED ha superato i test di affidabilità standard secondo le linee guida AEC-Q101. Gli elementi di test includono: Saldatura a rifusione (260°C, 10s, 2 volte), Sensibilità all'umidità (MSL2, 85°C/60%RH, 168h), Shock termico (-40°C a 125°C, 1000 cicli), Test di vita (105°C, IF=80mA, 1000h) e Alta temperatura e alta umidità (85°C/85%RH, IF=80mA, 1000h). Tutti i test richiedono 0 guasti in 20 campioni. Criteri di guasto: deriva della tensione diretta >10% rispetto a USL, corrente inversa >2x USL, o calo del flusso luminoso >30% rispetto a LSL.

9. Precauzioni di Stoccaggio e Manipolazione

9.1 Condizioni di Stoccaggio

Borse non aperte: conservare a ≤30°C e ≤75% RH per un massimo di 1 anno. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore a ≤30°C e ≤60% RH. Se superato, cuocere a 60±5°C per >24 ore.

9.2 Protezione ESD e EOS

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Il 90% dei dispositivi supera 8000V HBM. Utilizzare misure di protezione ESD appropriate: postazioni di lavoro con messa a terra, ionizzatori e imballaggi antistatici. È inoltre necessario evitare il sovraccarico elettrico (EOS) utilizzando resistori limitatori di corrente e una corretta progettazione del circuito.

9.3 Compatibilità Chimica

Evitare l'esposizione a composti di zolfo >100PPM, bromo >900PPM, cloro >900PPM e Br+Cl totale >1500PPM. Non utilizzare adesivi che emettono composti organici volatili (VOC). Per la pulizia, si consiglia l'alcol isopropilico. La pulizia ultrasonica non è consigliata in quanto potrebbe danneggiare il LED.

10. Considerazioni di Progettazione Applicativa

10.1 Progettazione Termica

La gestione termica è fondamentale per mantenere l'emissione luminosa e la durata. La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura è di 50°C/W. Si consigliano un'adeguata area di rame del PCB e vie termiche. La temperatura di giunzione non deve superare 125°C.

10.2 Derating della Corrente

A temperature ambiente superiori a 25°C, la corrente diretta massima deve essere ridotta. Fare riferimento alla curva di derating (Fig. 1-10) che mostra che a 100°C, la corrente massima si riduce a circa 80mA. Operare sempre nell'area operativa sicura.

10.3 Protezione del Circuito

Utilizzare un driver a corrente costante o un resistore in serie per limitare la corrente. Un resistore di valore appropriato (ad esempio, per impostare 80mA da una tensione di 5V) garantisce un funzionamento stabile. Potrebbe essere necessaria una protezione da tensione inversa (ad esempio, un diodo) per prevenire danni.

11. Principio Tecnico

Questo LED bianco utilizza un chip blu InGaN coperto con un fosforo giallo (tipicamente YAG:Ce). La luce blu del chip (picco ~450nm) eccita parzialmente il fosforo, che emette luce gialla. La combinazione di luce blu e gialla produce luce bianca. Le coordinate cromatiche CIE specifiche dipendono dalla composizione e concentrazione del fosforo, consentendo varie temperature di colore.

12. Domande Frequenti

1. D: Il LED può essere utilizzato con pilotaggio impulsivo?R: Sì, la corrente di picco nominale è di 350mA con duty cycle 1/10 e larghezza di impulso di 10ms. Assicurarsi che la potenza media non superi i 680mW.
2. D: Come pulire il LED dopo la saldatura?R: Utilizzare alcol isopropilico. Non utilizzare la pulizia ultrasonica. Se si utilizzano altri solventi, verificare la compatibilità con l'incapsulante in silicone.
3. D: Cosa succede se il tempo di stoccaggio dopo l'apertura della borsa supera le 24 ore?R: Il LED potrebbe assorbire umidità, richiedendo una cottura a 60±5°C per >24 ore prima dell'uso.
4. D: Il LED può essere utilizzato per illuminazione esterna automobilistica?R: Sì, il dispositivo è qualificato AEC-Q101 e funziona da -40°C a +110°C, adatto per applicazioni esterne. Tuttavia, è necessaria una corretta sigillatura contro umidità e contaminanti.
5. D: Il LED è compatibile con la saldatura senza piombo?R: Sì, il profilo di rifusione consigliato è Pb-free con temperatura di picco 260°C.