Красный светодиод 2.7x2.0x0.6мм — прямое напряжение 2.0-2.6В — мощность 1.1Вт — доминирующая длина волны 612.5-625нм — техническая спецификация на русском языке

1. Обзор продукта

RF-A4E27-R15H-S1 — это высокопроизводительный красный светодиод на основе полупроводниковой технологии AlGaInP (алюминий-галлий-индий-фосфид). Он выполнен в компактном корпусе EMC (эпоксидный компаунд) с размерами 2,7 мм × 2,0 мм × 0,6 мм. Устройство обеспечивает диапазон доминирующей длины волны от 612,5 до 625 нм, что делает его подходящим для систем красной сигнализации и внутреннего/наружного автомобильного освещения. Благодаря чрезвычайно широкому углу обзора 120° и уровню чувствительности к влаге 2, светодиод предназначен для надёжного поверхностного монтажа и многократной пайки оплавлением. Он полностью соответствует требованиям RoHS, а план квалификационных испытаний соответствует стандарту AEC-Q102 для автомобильных дискретных полупроводников.

1.1 Ключевые особенности

• Корпус EMC для надёжных механических и тепловых характеристик
• Широкий угол обзора 120° для равномерного распределения света
• Подходит для всех видов сборки SMT и нескольких циклов пайки оплавлением
• Доступен в упаковке на ленте и катушке (4000 шт./катушка)
• Уровень чувствительности к влаге: 2 (MSL2)
• Соответствие RoHS и квалификация AEC-Q102

1.2 Целевые области применения

Автомобильное освещение — как внутреннее (атмосферное, индикаторное), так и наружное (задние фонари, стоп-сигналы, указатели поворота). Широкий угол обзора и высокая надёжность делают его идеальным для использования в сложных условиях эксплуатации транспортных средств.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C, IF=350мА)

2.2 Абсолютные максимальные значения

Примечание:Допуск измерения прямого напряжения ±0,1В, допуск координат цвета ±0,005, допуск светового потока ±10%. Все измерения проводятся в стандартизованных условиях производителя. Максимальный рабочий ток следует выбирать с учётом фактического теплоотвода, чтобы температура перехода не превышала 150°C. В импульсном режиме при 25°C эффективность фотоэлектрического преобразования составляет 47%.

2.3 Тепловые характеристики

Значения теплового сопротивления приведены в двух формах: реальное (Rth JS real) и электрическое (Rth JS el). Реальное тепловое сопротивление обычно составляет 12°C/Вт и представляет фактический тепловой путь от перехода к точке пайки. Электрическое тепловое сопротивление обычно составляет 6°C/Вт, измеряется при тестовом токе 350 мА и постоянной температуре окружающей среды 25°C. Правильное управление тепловым режимом критически важно для поддержания производительности и предотвращения преждевременной деградации.

3. Система бинирования

При IF=350 мА светодиоды сортируются по бинам прямого напряжения, светового потока и доминирующей длины волны для обеспечения согласованности в применении.

3.1 Бины прямого напряжения

• C0: 2,0 В – 2,2 В
• D0: 2,2 В – 2,4 В
• E0: 2,4 В – 2,6 В

3.2 Бины светового потока

• PA: 55,3 – 61,2 лм
• PB: 61,2 – 67,8 лм
• QA: 67,8 – 75,3 лм
• QB: 75,3 – 83,7 лм
• RA: 83,7 – 93,2 лм

3.3 Бины доминирующей длины волны

• C2: 612,5 – 615 нм
• D1: 615 – 617,5 нм
• D2: 617,5 – 620 нм
• E1: 620 – 622,5 нм
• E2: 622,5 – 625 нм

Бинирование позволяет клиентам выбрать точный диапазон напряжения, потока или длины волны, необходимый для их конкретной конструкции. Код бина указан на этикетке упаковки.

4. Анализ рабочих кривых

Техническая спецификация включает несколько типовых кривых, которые помогают инженерам понять поведение светодиода в различных условиях.

4.1 Прямое напряжение vs. прямой ток (Рис. 1-6)

Прямое напряжение линейно растёт с током. При токе около 350 мА напряжение составляет примерно 2,3 В. Эта кривая необходима для проектирования схем стабилизации тока.

4.2 Относительный световой поток vs. прямой ток (Рис. 1-7)

Световой выход увеличивается с током, но не строго линейно. При 350 мА относительный световой поток нормирован на 100%. При меньших токах эффективность выше.

4.3 Температура перехода vs. относительный световой поток (Рис. 1-8)

При повышении температуры перехода световой выход снижается. При 125°C поток составляет около 80% от значения при 25°C. Хороший тепловой расчёт необходим для минимизации потерь потока при высоких температурах.

4.4 Температура точки пайки vs. прямой ток (Рис. 1-9)

Максимально допустимый прямой ток уменьшается с ростом температуры точки пайки. Например, при температуре пайки 120°C максимальный ток составляет около 200 мА.

4.5 Сдвиг напряжения vs. температура перехода (Рис. 1-10)

Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент. При повышении температуры на каждые 100°C напряжение падает примерно на 0,2 В. Это необходимо учитывать в драйверах с постоянным током во избежание дрейфа тока.

4.6 Диаграмма излучения (Рис. 1-11)

Диаграмма излучения очень широкая (120° полной ширины на половине максимума) и близка к ламбертовской, что делает её идеальной для применений, требующих широкого освещения.

4.7 Сдвиг доминирующей длины волны vs. температура перехода (Рис. 1-12)

Доминирующая длина волны незначительно смещается в сторону более длинных волн (красный сдвиг) с ростом температуры со скоростью примерно 0,05 нм/°C.

4.8 Распределение спектра (Рис. 1-13)

Спектральное излучение сцентрировано около 620 нм с узкой полной шириной на половине максимума около 20 нм. Пиковая длина волны близка к доминирующей, что обеспечивает насыщенный красный цвет.

5. Информация о механике и упаковке

5.1 Размеры корпуса

Светодиод имеет компактный контур: 2,70 мм × 2,00 мм × 0,60 мм. На виде сверху показана прямоугольная светоизлучающая область с маркировкой катода (C) снизу. Подробные виды сбоку и снизу указывают полярность: контактные площадки анода (A) и катода (C). Рекомендуемый рисунок для пайки включает тепловые площадки для отвода тепла.

5.2 Полярность и топология контактных площадок

Снизу (Рис. 1-3) контактная площадка катода больше (1,30 мм × 0,60 мм), а анода меньше (1,20 мм × 0,45 мм). Рисунок для пайки (Рис. 1-5) показывает рекомендуемые медные области: 1,40 мм × 1,30 мм для катода и 1,20 мм × 1,30 мм для анода с зазором 0,50 мм. Все размеры имеют допуск ±0,2 мм, если не указано иное.

5.3 Упаковка и маркировка

Светодиоды поставляются в упаковке на ленте и катушке по 4000 штук на катушку. Размеры несущей ленты: шаг кармана P0=4,0 мм, P1=4,0 мм, P2=2,0 мм, ширина W=8,0 мм. Наружный диаметр катушки 180 мм, диаметр ступицы 60 мм. Каждая катушка герметизируется во влагозащитном пакете с силикагелевым осушителем и индикатором влажности. Этикетка содержит номер детали, номер партии, коды бинов, количество и дату.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления при пайке

Рекомендуемый профиль оплавления (бессвинцовая пайка, на основе стандарта JEDEC):

• Скорость подъёма температуры: макс. 3°C/с
• Предварительный нагрев: от 150°C до 200°C, 60–120 с
• Время выше 217°C (TL): макс. 60 с
• Пиковая температура (TP): 260°C, макс. 10 с при TP
• Время в пределах 5°C от TP: макс. 30 с
• Скорость охлаждения: макс. 6°C/с
• Общее время от 25°C до пика: макс. 8 минут

Светодиод выдерживает до двух циклов оплавления. Если между циклами прошло более 24 часов, необходима сушка для удаления поглощённой влаги (60±5°C в течение >24 часов). Не прикладывайте усилие к силиконовой поверхности во время нагрева.

6.2 Меры предосторожности при обращении

• Контроль серы и галогенов:Окружающая среда и контактирующие материалы должны содержать менее 100 ppm серы, менее 900 ppm брома и хлора каждый, и менее 1500 ppm общего количества брома + хлора. Это предотвращает химическое воздействие на корпус светодиода.
• Выбросы ЛОС:Летучие органические соединения из материалов крепления могут проникать в силиконовый герметик и вызывать обесцвечивание под воздействием света и тепла. Используйте только совместимые клеи и заливочные материалы, не выделяющие газов.
• Защита от ESD:Светодиод чувствителен к электростатическому разряду (ESD HBM 2 кВ). Используйте заземлённые рабочие места и антистатическую упаковку.
• Очистка:При необходимости используйте изопропиловый спирт для очистки. Ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как может повредить светодиод.
• Хранение:Неоткрытые пакеты можно хранить при ≤30°C / ≤75% относительной влажности до одного года. После вскрытия использовать в течение 24 часов при ≤30°C / ≤60% относительной влажности. Если осушитель изменил цвет или срок хранения превышен, перед использованием сушить при 60±5°C не менее 24 часов.

6.3 Тепловое проектирование

Поскольку световой выход и стабильность цвета светодиода зависят от температуры перехода, необходим правильный теплоотвод. Абсолютная максимальная температура перехода составляет 150°C. Используйте достаточные медные области на печатной плате, тепловые переходы и при необходимости принудительное охлаждение, чтобы поддерживать TJ ниже максимального в предполагаемых рабочих условиях.

7. Надёжность и испытания

Продукт прошёл строгие испытания на надёжность в соответствии с рекомендациями AEC-Q102. Ключевые тесты включают:

• Пайка оплавлением (260°C, 10 с, 2×) – 0/1 отказ
• Предварительная подготовка MSL2 (85°C/60%RH, 168 ч) – 0/1
• Термоудар (-40°C до 125°C, 1000 циклов) – 0/1
• Испытание на срок службы (Ta=105°C, IF=350 мА, 1000 ч) – 0/1
• Испытание на срок службы при высокой температуре/влажности (85°C/85%RH, IF=350 мА, 1000 ч) – 0/1

Критерии оценки: прямое напряжение не должно превышать 1,1× USL, обратный ток не более 2× USL, световой поток не должен падать ниже 0,7× LSL. Эти испытания подтверждают устойчивость светодиода для автомобильных применений.

8. Примеры применения и конструктивные соображения

Автомобильное внутреннее освещение:Широкий угол обзора позволяет равномерно освещать приборную панель или создавать атмосферные световые полосы. Для указателей поворота высокая яркость (до 93 лм) при 350 мА может соответствовать требованиям SAE при правильной оптике.

Снижение тока:Абсолютный максимальный прямой ток составляет 420 мА, но непрерывная работа на этом уровне требует отличного теплового управления. Во многих автомобильных конструкциях светодиод запитывается током 200–350 мА с понижением в зависимости от температуры окружающей среды. Последовательный резистор или драйвер с постоянным током необходимы для предотвращения теплового разгона.

Несколько цепочек светодиодов:При последовательном включении нескольких светодиодов бинирование прямого напряжения (например, D0) помогает согласовать напряжения, снижая рассеиваемую мощность в регуляторе тока. Для параллельных цепочек убедитесь, что каждая цепочка имеет свой собственный токоограничивающий элемент, чтобы избежать дисбаланса токов.

9. Принцип технологии

В светодиоде используется AlGaInP (алюминий-галлий-индий-фосфид) в качестве активного материала. Этот четверной полупроводниковый материал согласован по решётке с подложкой GaAs, что обеспечивает высокую внутреннюю квантовую эффективность для красного и янтарного диапазонов. Корпус EMC обеспечивает низкое тепловое сопротивление и устойчивость к пожелтению по сравнению с традиционными материалами PPA. Прямое напряжение 2,0–2,6 В типично для красных светодиодов на AlGaInP. Доминирующая длина волны определяется содержанием индия в квантовых ямах: чем уже запрещённая зона, тем длиннее волна.

10. Отраслевые тенденции и будущие перспективы

Красные светодиоды продолжают набирать важность в автомобильном освещении благодаря своей эффективности и длительному сроку службы. Тенденция к миниатюризации (более мелкие корпуса, такие как 2,7×2,0 мм) обеспечивает большую гибкость конструкции. Квалификация AEC-Q102 становится обязательным требованием для поставщиков первого уровня. С развитием ADAS и автономного вождения красные сигнальные светодиоды должны соответствовать ещё более строгим стандартам надёжности и производительности. RF-A4E27-R15H-S1 хорошо позиционирован для обслуживания этих новых потребностей.

11. Часто задаваемые вопросы

В1: Можно ли непрерывно подавать на этот светодиод пиковый ток 700 мА?
Нет. Пиковый ток 700 мА допускается только при коэффициенте заполнения 1/10 и длительности импульса 10 мс. Непрерывная работа не должна превышать 420 мА.

В2: Каков типичный срок службы в автомобильных условиях?
Светодиод прошёл квалификацию по 1000-часовым испытаниям, но фактический срок службы в полевых условиях зависит от тепловых условий. При правильном тепловом управлении светодиод может проработать более 50 000 часов.

В3: Можно ли очищать светодиод ацетоном или другими растворителями?
Рекомендуется только изопропиловый спирт. Другие растворители могут воздействовать на силиконовый герметик. Перед использованием любого чистящего средства проверьте совместимость.

В4: Почему яркость при нагреве ниже, чем при 25°C?
Эффективность светодиода снижается с температурой из-за увеличения безызлучательной рекомбинации. Старайтесь поддерживать температуру перехода как можно более низкой.

12. Информация для заказа

Стандартное количество в упаковке — 4000 штук на катушку. Катушка диаметром 180 мм герметизируется во влагозащитном пакете. Для индивидуальных требований по бинированию (конкретный диапазон VF, потока или длины волны) обращайтесь к дистрибьютору или производителю. Номер детали: RF-A4E27-R15H-S1, код бина указан на этикетке. Всегда храните в соответствии с рекомендациями MSL2.