Spesifikasi LED RF-A4E27-R15E-R4 Merah - Saiz 2.7x2.0x0.6mm - Voltan Maju 2.0V hingga 2.6V - Kuasa 520mW - Lembaran Data Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

RF-A4E27-R15E-R4 ialah diod pemancar cahaya (LED) merah berprestasi tinggi berasaskan teknologi semikonduktor AlGaInP pada substrat. Ia ditempatkan dalam pakej EMC (Epoxy Molding Compound) padat berukuran 2.7mm x 2.0mm x 0.6mm, direka untuk pemasangan teknologi permukaan (SMT). LED ini menawarkan sudut tontonan yang sangat luas iaitu 120 darjah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan taburan cahaya seragam. Ia diluluskan mengikut garis panduan ujian tekanan AEC-Q102 untuk semikonduktor diskret gred automotif, memastikan kebolehpercayaan untuk persekitaran yang mencabar. Produk ini mematuhi RoHS dan mempunyai tahap kepekaan kelembapan 2 (MSL 2).

1.1 Ciri-ciri

• Pakej EMC untuk prestasi mekanikal dan terma yang mantap
• Sudut tontonan yang sangat luas (2θ_1/2= 120°)
• Sesuai untuk semua proses pemasangan SMT dan pematerian
• Dibekalkan dalam pita dan gelendong untuk pengambilan dan letak automatik
• Tahap kepekaan kelembapan: Tahap 2
• Mematuhi RoHS
• Diluluskan mengikut garis panduan AEC-Q102

1.2 Aplikasi

Pencahayaan automotif untuk aplikasi dalaman dan luaran, termasuk penunjuk papan pemuka, lampu sopan, lampu ambien, lampu belakang, dan fungsi isyarat lain.

2. Spesifikasi Teknikal

2.1 Ciri Elektrik dan Optik (pada Ts=25°C, IF=150mA)

2.2 Kadar Maksimum Mutlak (pada Ts=25°C)

Nota: - Semua pengukuran dibuat di bawah keadaan piawai di Refond. - Arus maksimum perlu ditentukan selepas mengukur suhu pakej untuk memastikan suhu simpang tidak melebihi 150°C. - Pada 25°C, ujian mod denyut menghasilkan kecekapan penukaran fotoelektrik ηe = 45%.

3. Sistem Bin

Untuk memastikan prestasi yang konsisten, setiap LED diisih ke dalam bin berdasarkan voltan maju, fluks bercahaya, dan panjang gelombang dominan. Julat bin pada IF=150mA dan Ts=25°C adalah seperti berikut:

3.1 Bin Voltan Maju

3.2 Bin Fluks Bercahaya

3.3 Bin Panjang Gelombang Dominan

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data ini merangkumi beberapa lengkung ciri optik dan elektrik biasa yang diukur pada 25°C kecuali dinyatakan sebaliknya. Memahami lengkung ini adalah penting untuk reka bentuk litar dan pengurusan terma yang betul.

4.1 Voltan Maju lawan Arus Maju (Rajah 1-6)

Lengkung ini menunjukkan hubungan eksponen antara VF dan IF. Pada 150mA, voltan maju biasanya sekitar 2.3V (titik tengah julat bin). Lengkung ini membantu meramalkan variasi arus akibat perubahan voltan.

4.2 Arus Maju lawan Fluks Bercahaya Relatif (Rajah 1-7)

Fluks bercahaya relatif meningkat dengan arus maju tetapi tidak secara linear. Pada arus rendah, kecekapan lebih tinggi; lengkung menjadi tepu di atas 150mA. Ini menunjukkan bahawa beroperasi berhampiran arus undian memberikan keberkesanan bercahaya yang baik sambil kekal dalam had terma yang selamat.

4.3 Suhu Simpang lawan Fluks Bercahaya Relatif (Rajah 1-8)

Apabila suhu simpang meningkat, LED menjadi kurang cekap. Pada Tj=125°C, fluks relatif menurun kepada kira-kira 85% daripada nilai pada 25°C. Ini memerlukan penyerapan haba yang mencukupi dalam persekitaran automotif bersuhu tinggi.

4.4 Suhu Pateri lawan Arus Maju (Rajah 1-9)

Lengkung derating ini menunjukkan arus maju maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu titik pateri. Sebagai contoh, pada Ts=100°C, arus yang dibenarkan menurun kepada kira-kira 150mA. Pereka mesti memastikan titik operasi sebenar berada di bawah lengkung ini.

4.5 Peralihan Voltan lawan Suhu Simpang (Rajah 1-10)

Voltan maju menurun kira-kira 0.2V apabila suhu meningkat dari -40°C hingga 125°C. Pekali suhu negatif ini perlu dipertimbangkan dalam pemacu arus tetap untuk mengelakkan peningkatan arus pada suhu tinggi.

4.6 Rajah Sinaran (Rajah 1-11)

LED mempunyai corak sinaran luas dengan sudut separuh intensiti ±60° (jumlah 120°). Intensiti agak seragam merentasi pancaran, menjadikannya sesuai untuk pencahayaan kawasan tanpa optik sekunder dalam beberapa kes.

4.7 Peralihan Panjang Gelombang Dominan lawan Suhu Simpang (Rajah 1-12)

Panjang gelombang dominan beralih ke arah panjang gelombang lebih panjang (peralihan merah) apabila suhu meningkat. Peralihan adalah kira-kira +8nm dari -40°C hingga 125°C. Peralihan warna ini mesti diambil kira dalam aplikasi kritikal warna.

4.8 Taburan Spektrum (Rajah 1-13)

Spektrum pancaran memuncak sekitar 620nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) kira-kira 20nm. Ketulenan adalah tinggi, yang tipikal untuk LED merah AlGaInP.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Pakej LED mempunyai dimensi 2.70mm (panjang) × 2.00mm (lebar) × 0.60mm (tinggi). Pandangan atas menunjukkan kawasan pemancar cahaya 1.70mm × 2.40mm. Pandangan bawah menunjukkan dua pad anod dan dua pad katod untuk sambungan terma dan elektrik yang dioptimumkan. Corak pematerian yang disyorkan termasuk pad tengah untuk pelesapan haba.

5.2 Pita Pembawa dan Gelendong

LED dibekalkan dalam pita pembawa selebar 8mm dengan pic 4mm, dililit pada gelendong berdiameter 180mm. Setiap gelendong mengandungi 4000 keping. Pita termasuk pita penutup dan dimeterai dalam beg penghalang lembapan dengan bahan pengering dan kad penunjuk kelembapan.

5.3 Maklumat Label

Setiap gelendong dilabel dengan nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod bin (fluks bercahaya, kromatik, voltan maju, panjang gelombang), kuantiti, dan tarikh pembuatan.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Aliran Semula SMT

LED direka untuk menahan dua kitaran aliran semula dengan suhu puncak 260°C (maks 10s pada puncak). Profil aliran semula yang disyorkan:

• Pra-panas: 150°C hingga 200°C selama 60–120s
• Masa di atas 217°C: maks 60s
• Suhu puncak: 260°C
• Kadar penyejukan: maks 6°C/s
• Jumlah masa dari 25°C ke puncak: maks 8 minit

Jangan lakukan lebih daripada dua kitaran aliran semula. Jika selang antara kitaran melebihi 24 jam, LED mungkin menyerap lembapan dan perlu dibakar.

6.2 Pembaikan dan Pengendalian

Pembaikan LED yang telah dipateri tidak disyorkan. Jika tidak dapat dielakkan, gunakan besi pematerian dua kepala. Jangan kenakan tekanan mekanikal pada enkapsulan silikon semasa atau selepas pematerian. Elakkan penyejukan pantas dan meledingkan PCB.

7. Langkah Berjaga-jaga Pengendalian

• Kawalan Sulfur dan Halogen:Persekitaran dan bahan yang dipasangkan mesti mengandungi kurang daripada 100ppm sulfur dan kurang daripada 900ppm bromin atau klorin secara individu, dan jumlah Br+Cl kurang daripada 1500ppm.
• Pengeluaran Gas:Sebatian organik meruap boleh menembusi kanta silikon dan menyebabkan perubahan warna. Gunakan pelekat yang tidak mengeluarkan wap organik.
• Pengendalian Mekanikal:Gunakan forsep pada permukaan sisi. Jangan sentuh atau tekan kanta silikon, kerana ia boleh merosakkan litar dalaman.
• Perlindungan ESD:LED sensitif kepada pelepasan elektrostatik (HBM 2000V). Gunakan pembumian dan langkah berjaga-jaga anti-statik yang betul.
• Reka Bentuk Terma:Sentiasa pastikan suhu simpang tidak melebihi 150°C. Gunakan simulasi atau pengukuran terma untuk mengesahkan penyerapan haba yang betul.
• Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan, gunakan alkohol isopropil. Jangan gunakan pembersihan ultrasonik, kerana ia boleh merosakkan LED.
• Penyimpanan:Beg yang belum dibuka:<30°C,<75% kelembapan, gunakan dalam tempoh 1 tahun. Selepas dibuka, gunakan dalam tempoh 24 jam di bawah<30°C dan<60% kelembapan. Jika melebihi, bakar pada 60±5°C sekurang-kurangnya 24 jam sebelum digunakan.

8. Pertimbangan Aplikasi

Apabila mereka bentuk dengan RF-A4E27-R15E-R4, perhatikan perkara berikut:

• Peraturan Arus:Gunakan pemacu arus tetap untuk mengelakkan larian terma. Variasi voltan maju (2.0V hingga 2.6V) memerlukan pemacu yang boleh menampung julat tersebut.
• Pengurusan Terma:Rintangan terma LED (Rth JS nyata = 40°C/W tipikal) bermaksud pada 150mA, dengan voltan maju 2.3V, pelesapan kuasa adalah kira-kira 345mW, menyebabkan kenaikan suhu simpang-ke-pateri ~13.8°C. Dalam persekitaran 85°C, simpang akan berada sekitar 99°C, yang selamat. Walau bagaimanapun, jika banyak LED dibungkus rapat, penyerapan haba tambahan diperlukan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut tontonan lebar 120° mungkin bermanfaat untuk pencahayaan umum, tetapi untuk pancaran fokus, optik luaran seperti kanta atau pemantul perlu dipertimbangkan. Spektrum tidak mengandungi komponen UV atau IR, jadi tiada penapisan khas diperlukan.
• Pematuhan Automotif:Pensijilan AEC-Q102 merangkumi ujian tekanan seperti kejutan terma, ujian hayat, dan kelembapan tinggi. Walau bagaimanapun, pereka masih perlu mengesahkan LED dalam persekitaran lekapan khusus mereka, terutamanya mengenai getaran dan pendedahan kimia.

9. Kebolehpercayaan dan Jaminan Kualiti

Pelan ujian kelayakan produk mengikut garis panduan AEC-Q102. Ujian kebolehpercayaan termasuk:

• Aliran semula (260°C, 10s, 2 kitaran): 0/1 kegagalan dibenarkan
• MSL 2 (85°C/60%RH, 168j): 0/1 kegagalan
• Kejutan terma (-40°C hingga 125°C, 1000 kitaran): 0/1 kegagalan
• Ujian hayat (Ta=105°C, IF=150mA, 1000j): 0/1 kegagalan
• Suhu tinggi kelembapan tinggi (85°C/85%RH, IF=150mA, 1000j): 0/1 kegagalan

Kriteria kegagalan: Voltan maju > 1.1×USL, arus songsang > 2×USL, fluks bercahaya<0.7×LSL.

Perhatikan bahawa ujian ini dijalankan di bawah keadaan pelesapan haba yang baik pada LED tunggal. Dalam aplikasi tatasusunan, derating mungkin diperlukan.

10. Prinsip Operasi

LED menggunakan struktur berbilang telaga kuantum AlGaInP (Aluminium Galium Indium Fosfida) yang ditanam pada substrat GaAs. Sistem bahan ini terkenal dengan kecekapan tinggi dalam julat spektrum merah hingga ambar. Pakej EMC memberikan ketegaran mekanikal dan kekonduksian terma yang baik, membolehkan LED beroperasi pada arus lebih tinggi daripada pakej epoksi tradisional. Sudut tontonan luas dicapai melalui bentuk enkapsulasi dan reka bentuk cip.

11. Perbandingan dengan Teknologi Alternatif

Berbanding dengan LED merah lubang tembus konvensional, RF-A4E27-R15E-R4 menawarkan jejak yang lebih kecil, profil rendah, dan keserasian dengan pemasangan SMT automatik. Pakej EMCnya memberikan ketahanan kelembapan yang lebih baik dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi di bawah kitaran terma. Pensijilan AEC-Q102 menjadikannya sesuai untuk kegunaan automotif, yang tidak selalu tersedia untuk LED generik. Walau bagaimanapun, kos per lumen mungkin lebih tinggi daripada beberapa LED pengguna volum tinggi, tetapi wajar untuk aplikasi kritikal misi.

12. Soalan Lazim

S: Bolehkah LED ini digunakan dengan bekalan voltan tetap?
J: Adalah disyorkan untuk menggunakan pemacu arus tetap kerana voltan maju berbeza-beza. Voltan tetap boleh menyebabkan arus melebihi maksimum jika voltan berada di hujung atas bin.

S: Apakah jangka hayat tipikal pada 150mA?
J: Walaupun data L70/B10 khusus tidak disediakan dalam lembaran data ini, ujian hayat AEC-Q102 pada 105°C selama 1000 jam tanpa kegagalan mencadangkan jangka hayat yang baik. Untuk aplikasi dalaman automotif, jangka hayat >10,000 jam dijangka di bawah pengurusan terma yang betul.

S: Bolehkah saya menggunakan LED ini secara selari?
J: Paralel adalah mungkin tetapi mesti dilakukan dengan perintang pengimbang arus atau sumber arus tetap yang dikongsi untuk mengelakkan rampasan arus akibat variasi VF.

S: Adakah LED ini serasi dengan pematerian bebas plumbum?
J: Ya, suhu puncak 260°C adalah serasi dengan profil bebas plumbum biasa.

S: Bagaimana saya perlu membakar LED sebelum digunakan jika beg penghalang lembapan telah dibuka terlalu lama?
J: Bakar pada 60±5°C sekurang-kurangnya 24 jam. Jangan melebihi 48 jam untuk mengelakkan kerosakan.

13. Contoh Reka Bentuk Praktikal

Pertimbangkan modul lampu siang hari (DRL) yang memerlukan 50lm per unit. Menggunakan bin tertinggi (MB: 33.4-37.0lm), dua LED secara siri akan mencapai ~70lm pada 150mA. Dengan VF tipikal 2.3V setiap satu, jumlah voltan maju ialah 4.6V. Pemacu arus tetap jenis naikkan dengan input 12V bus automotif boleh memacu rentetan dengan cekap. PCB harus termasuk pad terma yang disambungkan ke teras logam papan untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 100°C dalam persekitaran bawah hud (ambien hingga 85°C). Simulasi optik menggunakan rajah sinaran menunjukkan bahawa penyebar ringkas boleh mencapai corak fotometrik yang diperlukan tanpa pemantul sekunder.

14. Trend Industri

Industri pencahayaan automotif terus beralih ke arah penyelesaian semua semikonduktor, dengan LED merah menggantikan mentol pijar untuk isyarat berhenti/ekor dan belok. Pensijilan AEC-Q102 menjadi keperluan asas. Perkembangan masa depan termasuk keberkesanan lebih tinggi (sasaran > 150 lm/W untuk merah) dan integrasi dengan pemacu pintar untuk pencahayaan adaptif. RF-A4E27-R15E-R4 mewakili pilihan matang dan boleh dipercayai yang memenuhi keperluan automotif semasa dengan prestasi baik dan kemudahan pemasangan.