Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 2. Parameter Teknikal
- 2.1 Ciri Elektrik / Optik (Ts=25°C, IF=150mA kecuali dinyatakan sebaliknya)
- 2.2 Kadar Maksimum Mutlak (Ts=25°C)
- 3. Sistem Bin untuk Voltan Hadapan, Fluks Bercahaya, dan Panjang Gelombang Dominan
- 3.1 Bin Voltan Hadapan (VF)
- 3.2 Bin Fluks Bercahaya (Φ)
- 3.3 Bin Panjang Gelombang Dominan (Wd)
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 5. Dimensi Pakej dan Maklumat Mekanikal
- 6. Arahan Pematerian Aliran Semula SMT
- 7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
- 8. Item Ujian Kebolehpercayaan dan Kriteria
- 9. Langkah Berjaga-jaga Pengendalian dan Penyimpanan
- 10. Cadangan Aplikasi
- 11. Perbandingan Teknologi dengan Peranti Bersaing
- 12. Soalan Lazim
- 13. Kes Aplikasi Praktikal
- 14. Prinsip Operasi LED AlGaInP
- 15. Trend Pembangunan dalam Pencahayaan LED Automotif
- Terminologi Spesifikasi LED
- Prestasi Fotoelektrik
- Parameter Elektrik
- Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
- Pembungkusan & Bahan
- Kawalan Kualiti & Pengelasan
- Pengujian & Pensijilan
1. Gambaran Keseluruhan Produk
RF-A4T35-R30E-R4 ialah LED merah berprestasi tinggi berdasarkan teknologi substrat AlGaInP, direka untuk aplikasi pencahayaan automotif yang mencabar. Ia hadir dalam pakej PLCC6 padat dengan dimensi 3.5mm x 3.5mm x 1.9mm, sesuai untuk pemasangan permukaan (SMT). Ciri-ciri utama termasuk sudut tontonan yang sangat luas iaitu 120°, pematuhan terhadap RoHS dan REACH, serta kelayakan di bawah garis panduan AEC-Q102 untuk semikonduktor diskret gred automotif. LED ini menawarkan rintangan haba yang sangat baik (RthJ-S sehingga 50°C/W) dan tahap kepekaan lembapan 2. Aplikasi lazim termasuk pencahayaan automotif dalaman dan luaran seperti penunjuk papan pemuka, pencahayaan ambien dalaman, lampu belakang, dan isyarat membelok.
2. Parameter Teknikal
2.1 Ciri Elektrik / Optik (Ts=25°C, IF=150mA kecuali dinyatakan sebaliknya)
| Parameter | Simbol | Min | Typ | Maks | Unit | Keadaan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | VF | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V | IF=150mA |
| Arus Songsang | IR | — | — | 10 | µA | VR=5V |
| Fluks Bercahaya | Φ | 13.0 | 15.9 | 17.7 | lm | IF=150mA |
| Panjang Gelombang Dominan | Wd | 627.5 | 631.0 | 635.0 | nm | IF=150mA |
| Sudut Tontonan | 2θ1/2 | — | 120 | — | darjah | IF=150mA |
| Rintangan Haba | RTHJ-S | — | — | 50 | °C/W | IF=150mA |
2.2 Kadar Maksimum Mutlak (Ts=25°C)
| Parameter | Simbol | Kadar | Unit |
|---|---|---|---|
| Pelesapan Kuasa | PD | 468 | mW |
| Arus Hadapan | IF | 180 | mA |
| Arus Hadapan Puncak (kitar 1/10, 10ms) | IFP | 300 | mA |
| Voltan Songsang | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Suhu Operasi | TOPR | -40 ~ +110 | °C |
| Suhu Storan | TSTG | -40 ~ +110 | °C |
| Suhu Simpang | TJ | 125 | °C |
3. Sistem Bin untuk Voltan Hadapan, Fluks Bercahaya, dan Panjang Gelombang Dominan
LED ini diisih ke dalam bin pada keadaan ujian IF=150mA. Jadual berikut menunjukkan julat bagi setiap parameter.
3.1 Bin Voltan Hadapan (VF)
| Kod Bin | Julat Voltan (V) |
|---|---|
| C0 | 2.0 – 2.2 |
| D0 | 2.2 – 2.4 |
| E0 | 2.4 – 2.6 |
3.2 Bin Fluks Bercahaya (Φ)
| Kod Bin | Julat Fluks (lm) |
|---|---|
| IA | 13.0 – 14.4 |
| IB | 14.4 – 16.0 |
| JA | 16.0 – 17.7 |
3.3 Bin Panjang Gelombang Dominan (Wd)
| Kod Bin | Julat Panjang Gelombang (nm) |
|---|---|
| F2 | 627.5 – 630.0 |
| G1 | 630.0 – 632.5 |
| G2 | 632.5 – 635.0 |
4. Analisis Lengkung Prestasi
Ciri optik tipikal digambarkan dalam beberapa lengkung berdasarkan suhu pateri 25°C kecuali dinyatakan sebaliknya.
- Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Rajah 1-7):Voltan hadapan meningkat dengan arus. Pada 150mA, VF tipikal ialah 2.3V. Lengkung menunjukkan hubungan hampir linear dari 1.9V hingga 2.6V untuk arus sehingga 300mA.
- Arus Hadapan vs. Keamatan Relatif (Rajah 1-8):Keamatan relatif meningkat dengan arus hadapan, mencapai ~100% pada 150mA dan ~115% pada 200mA. Ia sedikit tepu pada arus tinggi disebabkan kesan haba.
- Suhu Pateri vs. Keamatan Relatif (Rajah 1-9):Keamatan relatif menurun apabila suhu pateri meningkat. Pada 100°C, keamatan turun kepada kira-kira 85% daripada nilai pada 25°C.
- Suhu Pateri vs. Arus Hadapan Maksimum (Rajah 1-10):Untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 125°C, arus hadapan maksimum yang dibenarkan mesti dinyahkadar apabila suhu meningkat. Pada 25°C maksimum ialah 180mA, tetapi pada 100°C ia berkurangan kepada lebih kurang 90mA.
- Voltan Hadapan vs. Suhu Pateri (Rajah 1-11):VF menurun secara linear dengan suhu pada kadar lebih kurang -2 mV/°C.
- Gambar Rajah Sinaran (Rajah 1-12):LED ini mempunyai corak sinaran seperti Lambertian dengan sudut separuh lebar 120°, memastikan taburan cahaya seragam.
- Arus Hadapan vs. Panjang Gelombang Dominan (Rajah 1-13):Panjang gelombang dominan berubah sedikit (~1nm) dalam julat arus dari 0 hingga 300mA, kekal dalam kawasan merah 627-635nm.
- Taburan Spektrum (Rajah 1-14):Puncak pancaran berpusat sekitar 630nm dengan FWHM sempit, ciri khas LED merah AlGaInP.
5. Dimensi Pakej dan Maklumat Mekanikal
LED ini ditempatkan dalam pakej PLCC6 dengan dimensi 3.50mm × 3.50mm × 1.90mm (P×L×T). Semua toleransi adalah ±0.05mm kecuali dinyatakan sebaliknya. Pakej ini termasuk tanda kekutuban untuk orientasi. Spesifikasi pita pembawa (Rajah 2-1) dan gelendong (Rajah 2-2) memastikan keserasian dengan peralatan pick-and-place SMT standard. Bahan asas ialah enkapsulan silikon, memberikan kejelasan optik dan kestabilan haba yang sangat baik.
6. Arahan Pematerian Aliran Semula SMT
Patuhi profil aliran semula berikut (mematuhi JESD22-B106) dengan suhu puncak 260°C selama maksimum 10 saat. Pra-panas dari 150°C hingga 200°C selama 60-120 saat. Kadar kenaikan ≤3°C/s, kadar penyejukan ≤6°C/s. Jangan melebihi dua kitaran aliran semula. Pematerian tangan perlu dilakukan di bawah 300°C selama kurang daripada 3 saat setiap pad. Elakkan tekanan mekanikal semasa penyejukan. Lihat Rajah 3-1 dan Jadual 3-1 untuk parameter terperinci.
7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
Pembungkusan standard: 4,000 keping setiap gelendong dalam pita pembawa dengan lebar 12mm. Beg penghalang lembapan (MBB) dengan pengering dan kad penunjuk kelembapan. Kotak kadbod luar seperti Rajah 2-5. Label termasuk nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod bin, fluks bercahaya, bin kromatik, voltan hadapan, panjang gelombang, kuantiti, dan tarikh. Produk ini adalah tahap kepekaan lembapan 2, memerlukan pembakaran jika keadaan penyimpanan melebihi had.
8. Item Ujian Kebolehpercayaan dan Kriteria
LED ini telah lulus ujian kebolehpercayaan berdasarkan garis panduan AEC-Q102. Ujian utama termasuk:
- Aliran Semula (JESD22-B106):Puncak 260°C, 2 kali – 0/1 kegagalan.
- Kepekaan Lembapan (JESD22-A113):MSL2, 168j pada 85°C/60%RH – 0/1 kegagalan.
- Kejutan Haba (JEITA ED-4701):-40°C hingga 125°C, 15min kediaman, 1000 kitaran – 0/1 kegagalan.
- Ujian Hayat (JESD22-A108):105°C, IF=150mA, 1000j – 0/1 kegagalan.
- Ujian Hayat Suhu Tinggi Kelembapan Tinggi (JESD22-A101):85°C/85%RH, IF=150mA, 1000j – 0/1 kegagalan.
Kriteria penilaian: Perubahan voltan hadapan ≤ U.S.L × 1.1, arus songsang ≤ U.S.L × 2.0, fluks bercahaya ≥ L.S.L × 0.7.
9. Langkah Berjaga-jaga Pengendalian dan Penyimpanan
Disebabkan enkapsulan silikon lembut, elakkan tekanan mekanikal pada permukaan atas. Kendalikan dengan permukaan sisi menggunakan pinset. Keadaan penyimpanan: sebelum membuka beg aluminium, simpan pada ≤30°C/≤75%RH selama ≤1 tahun; selepas dibuka, gunakan dalam tempoh 24 jam pada ≤30°C/≤60%RH. Jika melebihi, bakar pada 60±5°C selama ≥24j. LED adalah sensitif ESD (HBM 2kV), oleh itu perlindungan ESD yang sesuai diperlukan. Elakkan bahan yang mengandungi sulfur, bromin, klorin melebihi 100PPM (sulfur) atau 900PPM setiap satu (Br/Cl). Gunakan alkohol isopropil untuk pembersihan; pembersihan ultrasonik tidak disyorkan.
10. Cadangan Aplikasi
LED ini dioptimumkan untuk pencahayaan automotif sama ada dalaman (penunjuk papan pemuka, pencahayaan ambien) dan luaran (lampu belakang, lampu brek, isyarat membelok). Reka bentuk pengurusan haba yang betul adalah penting untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 125°C. Gunakan perintang pengehad arus untuk mengelakkan arus berlebihan akibat variasi VF. Sudut tontonan lebar (120°) membolehkan taburan cahaya seragam dalam aplikasi lampu latar. LED boleh dipacu dengan isyarat PWM; pastikan voltan hadapan hanya semasa keadaan ON untuk mengelakkan pincang songsang.
11. Perbandingan Teknologi dengan Peranti Bersaing
Berbanding dengan LED merah tradisional (contohnya AlGaAs), teknologi AlGaInP menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi pada arus pemacu yang sama, kestabilan suhu yang lebih baik, dan jangka hayat yang lebih panjang. Pakej PLCC6 memberikan profil rendah yang sesuai untuk reka bentuk nipis, sambil mengekalkan pelesapan haba yang sangat baik melalui pad haba. Kelayakan AEC-Q102 membezakan peranti ini untuk aplikasi automotif di mana kebolehpercayaan dalam keadaan keras adalah kritikal. Banyak LED merah bersaing dalam pakej serupa tidak mempunyai kelayakan automotif yang ketat seperti ini.
12. Soalan Lazim
S: Apakah voltan hadapan tipikal pada 150mA?J: 2.3V (julat 2.0-2.6V).
S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 300mA?J: Arus puncak sehingga 300mA hanya dibenarkan dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 10ms; arus berterusan tidak boleh melebihi 180mA.
S: Apakah profil pematerian yang disyorkan?J: Ikuti standard JEDEC dengan puncak 260°C selama maks 10s, pra-panas 150-200°C selama 60-120s.
S: Adakah LED ini sesuai untuk penggunaan luar?J: Ya, julat suhu operasi -40°C hingga +110°C dan kelayakan AEC-Q102 menjadikannya sesuai untuk pencahayaan automotif luaran.
S: Bagaimana membersihkan LED selepas pematerian?J: Gunakan alkohol isopropil; elakkan pembersihan ultrasonik kerana ia boleh merosakkan kanta silikon.
13. Kes Aplikasi Praktikal
Dalam reka bentuk pencahayaan ambien dalaman, jalur 20 LED dipacu pada 150mA setiap satu (jumlah 3A) boleh menerangi kabin kenderaan secara seragam disebabkan sudut tontonan 120°. Untuk aplikasi lampu belakang, matriks 6 LED secara bersiri (dengan pengimbangan perintang yang sesuai) memberikan kecerahan yang mencukupi (>90 lm) untuk mematuhi peraturan FMVSS 108. Julat suhu operasi peranti yang luas memastikan operasi yang boleh dipercayai dalam kedua-dua permulaan sejuk (-40°C) dan ruang enjin panas (+110°C).
14. Prinsip Operasi LED AlGaInP
LED merah menggunakan lapisan aktif telaga kuantum berbilang AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) yang ditanam pada substrat GaAs. Di bawah pincang hadapan, elektron dan lubang bergabung semula secara sinaran di kawasan aktif, memancarkan foton dengan panjang gelombang sekitar 630nm. Sistem bahan AlGaInP menyediakan kecekapan kuantum dalaman yang tinggi dan prestasi suhu yang baik. Pakej PLCC6 termasuk rongga reflektif untuk meningkatkan pengekstrakan cahaya dan kanta silikon untuk sudut pancaran lebar.
15. Trend Pembangunan dalam Pencahayaan LED Automotif
Pencahayaan automotif terus berkembang ke arah kecekapan yang lebih tinggi, pakej yang lebih kecil, dan fungsi yang lebih besar. Trend yang muncul termasuk lampu utama LED matriks dengan kawalan piksel individu, pancaran pemanduan adaptif, dan pencahayaan ambien bersepadu dengan warna boleh laras. LED merah seperti peranti ini akan kekal penting untuk fungsi isyarat belakang. Perkembangan masa depan mungkin termasuk fluks yang lebih tinggi setiap cip (contohnya, >20lm pada arus yang sama) dan pengurusan haba yang lebih baik untuk mengurangkan penyahkadaran. Pergerakan ke arah kelayakan automotif (AEC-Q102) menjadi standard, memberikan keyakinan kepada pereka bentuk dalam kebolehpercayaan jangka panjang.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |