RF-H**HI32DS-EF-2N Белый светодиод — Спецификация — 2,8×3,5×0,7 мм PLCC-2 — прямое напряжение 2,6–3,0 В — 60 мА — 2700–6500 К — CRI >80

1. Обзор продукта

Серия RF-H**HI32DS-EF-2N представляет собой высокопроизводительные белые светодиоды, предназначенные для общего внутреннего освещения. В них используется синий светодиодный кристалл в сочетании с жёлтым люминофором для получения белого света с высоким индексом цветопередачи (CRI ≥80). Прибор размещён в компактном корпусе PLCC-2 размером 2,8 мм × 3,5 мм × 0,7 мм, что позволяет монтировать его на поверхность и совместимо со стандартными процессами оплавления. Ключевые преимущества: чрезвычайно широкий угол обзора 120 градусов, отличное тепловое сопротивление (15 °C/Вт) и уровень чувствительности к влаге 3. Продукт соответствует директиве RoHS и поставляется в упаковке на ленте и катушке (4000 шт./катушка). Доступны несколько бинов цветовой температуры от тёплого белого (2700 К) до холодного дневного (6500 К) с типичным световым потоком от 29 до 36 лм при токе 60 мА.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрические характеристики

При испытательном токе 60 мА и температуре пайки Ts = 25 °C прямое напряжение (VF) находится в диапазоне от 2,6 В до 3,0 В, типичное значение — 2,77 В. Узкий диапазон VF обеспечивает стабильную яркость и энергопотребление в разных бинах. Обратный ток (IR) указан не более 10 мкА при обратном напряжении 5 В, что свидетельствует о хорошей целостности перехода. Абсолютные максимальные значения: постоянный прямой ток 180 мА, импульсный прямой ток 300 мА (коэффициент заполнения 1/10, длительность импульса 0,1 мс) и рассеиваемая мощность 540 мВт. Температура перехода не должна превышать 125 °C, диапазон рабочих температур от –40 °C до +85 °C. Устойчивость к электростатическому разряду (ESD) составляет 2000 В (HBM).

2.2 Оптические характеристики

Светодиод выпускается в семи бинах коррелированной цветовой температуры (CCT): 27H (2570–2870 К), 30H (2870–3220 К), 35H (3230–3660 К), 40H (3640–4260 К), 50H (4640–5350 К), 57H (5300–6110 К) и 65H (6070–7120 К). Бин 40H дополнительно разделён на четыре подбина (40H-1 – 40H-4) с точными координатами цветности, приведёнными на диаграмме CIE 1931. Типичный световой поток при 60 мА составляет от 31 лм (тёплые бины) до 36 лм (холодные бины). Угол обзора (2θ1/2) равен 120 градусам, что обеспечивает широкий угол излучения, подходящий для ламп и внутреннего освещения. Индекс цветопередачи (Ra) типично 81,5, минимум 80.

2.3 Тепловые характеристики

Тепловое сопротивление от перехода к контактной площадке (RTHJ-S) составляет 15 °C/Вт, что указывает на хорошую способность отводить тепло. Правильное управление тепловым режимом необходимо для поддержания температуры перехода ниже 125 °C и предотвращения ускоренной деградации. Рабочие характеристики светодиода, включая световой поток и прямое напряжение, изменяются в зависимости от температуры пайки, как показано на оптических кривых.

3. Описание системы сортировки по бинам

3.1 Бины прямого напряжения

Прямое напряжение сортируется по четырём бинам: F1 (2,6–2,7 В), F2 (2,7–2,8 В), G1 (2,8–2,9 В) и G2 (2,9–3,0 В). Такая жёсткая сортировка облегчает равномерное распределение тока в параллельных цепях и упрощает тепловое проектирование.

3.2 Бины светового потока

Бины светового потока обозначаются как REC (29–30 лм), RFD (30–31 лм), RFE (31–32 лм), RFF (32–33 лм), RGB (33–34,5 лм) и RGC (34,5–36 лм). Код бина на этикетке продукта указывает диапазоны VF и светового потока, что облегчает выбор под конкретные требования по яркости.

3.3 Бины цветовой температуры

Координаты цветности для каждого бина CCT указаны в таблицах 1–4. Например, бин 40H имеет четыре подбина с точно заданными координатами (x, y). Это обеспечивает постоянство цвета в разных производственных партиях. Допуск на измерение координат цвета составляет ±0,003.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

На рисунке 1-7 показана линейная зависимость между прямым напряжением и током. При 60 мА VF составляет примерно 2,77 В; при 210 мА VF возрастает до примерно 3,05 В. Разработчики должны учитывать это изменение при задании рабочего тока.

4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности

Относительная световая интенсивность увеличивается почти линейно с током до примерно 150 мА, после чего начинает насыщаться. При 180 мА относительная интенсивность составляет около 250% от значения при 60 мА. Это позволяет регулировать яркость путём изменения тока с предсказуемым изменением светового потока.

4.3 Температура пайки в зависимости от относительной интенсивности и прямого тока

Рисунок 1-9 показывает, что при повышении температуры пайки с 25 °C до 100 °C относительный световой поток снижается примерно на 30%. Аналогично, максимально допустимый прямой ток должен быть снижен при более высоких температурах (рисунок 1-10). Например, при температуре пайки 80 °C максимальный ток уменьшается примерно до 120 мА, чтобы температура перехода не превышала 125 °C.

4.4 Прямое напряжение в зависимости от температуры пайки

Прямое напряжение линейно уменьшается с ростом температуры со скоростью около –2,5 мВ/°C. При 85 °C VF составляет примерно 2,5 В по сравнению с 2,8 В при 25 °C. Этот отрицательный температурный коэффициент необходимо учитывать при проектировании драйвера с постоянным током.

4.5 Диаграмма излучения и спектр

Диаграмма излучения (рисунок 1-12) показывает типичное ламбертовское распределение с половинным углом ±60°, что подтверждает угол обзора 120°. Спектр (рисунок 1-13) обнаруживает синий пик около 450 нм и широкую полосу излучения люминофора от 500 до 700 нм. Разные CCT достигаются изменением концентрации люминофора: для 6500 К характерна более сильная синяя составляющая, а для 3000 К — более сбалансированный спектр.

5. Информация о механических размерах и упаковке

5.1 Размеры корпуса

Корпус светодиода имеет размеры 2,80 мм × 3,50 мм × 0,70 мм (длина × ширина × высота). На виде снизу показаны контактная площадка катода (2,10 мм × 1,82 мм) и анода (2,10 мм × 0,48 мм), а также метка полярности, указывающая на угол катода. Рекомендуемая конфигурация пайки для печатной платы включает площадки размером 2,10 мм × 1,10 мм с расстоянием 0,5 мм, что обеспечивает хорошее формирование галтели припоя.

5.2 Размеры ленты-носителя и катушки

Лента-носитель имеет шаг 4,00 мм, ширину 8 мм и размер гнезда 3,84 мм × 5,24 мм. Размеры катушки: наружный диаметр 178 ± 1,0 мм, внутренний диаметр 59 ± 1,0 мм, диаметр ступицы 13,5 ± 0,3 мм, ширина 8,5 ± 0,3 мм. На каждой катушке 4000 штук. Направление подачи указано стрелками, полярность отмечена на ленте.

5.3 Информация на этикетке

Этикетка катушки содержит номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (включая световой поток, цветность, VF, длину волны), количество и дату. Для хранения, чувствительного к влаге, используется влагозащитный пакет с осушителем и индикатор влажности.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления

В таблице 3-1 указан рекомендуемый профиль оплавления: предварительный нагрев от 150 °C до 200 °C в течение 60–120 с, скорость подъёма ≤3 °C/с, температура выше 217 °C (ликвидус) не более 60 с, пиковая температура 260 °C с выдержкой не более 10 с, скорость охлаждения ≤6 °C/с. Общее время от 25 °C до пика не должно превышать 8 минут. Допускается не более двух циклов оплавления; если после первого оплавления прошло более 24 часов, светодиоды могут быть повреждены.

6.2 Ручная пайка и ремонт

При необходимости ручной пайки температура жала должна быть ниже 300 °C, время контакта менее 3 секунд, допускается только одна попытка. Ремонт следует избегать; в случае необходимости рекомендуется использовать двусторонний паяльник. Силиконовый герметик мягкий и может быть повреждён чрезмерным давлением во время установки или переделки.

6.3 Хранение и сушка

До вскрытия алюминиевого пакета светодиоды могут храниться при ≤30 °C / ≤75% относительной влажности в течение одного года с даты запечатывания. После вскрытия их необходимо использовать в течение 24 часов при ≤30 °C / ≤60% относительной влажности. Если индикатор влажности показывает избыточное увлажнение или срок хранения превышен, требуется сушка при 60 ± 5 °C в течение не менее 24 часов.

7. Информация об упаковке и заказе

Стандартная упаковка: 4000 штук на катушку, запечатана во влагозащитный пакет с осушителем и этикеткой. Картонная коробка (рис. 2-5) обеспечивает механическую защиту при транспортировке. Испытания на надёжность (таблица 2-3) включают оплавление, термоудар (–40 °C до 100 °C), хранение при высокой температуре (100 °C/1000 ч), хранение при низкой температуре (–40 °C/1000 ч), испытание на срок службы (25 °C/60 мА/1000 ч), испытание на срок службы при высокой температуре и влажности (60 °C/90% отн. влажности/60 мА/1000 ч) и хранение при высокой температуре/влажности (85 °C/85% отн. влажности). Критерии приёмки (таблица 2-4) допускают VF до 1,1× U.S.L., IR до 2,0× U.S.L. и световой поток не ниже 0,7× L.S.L.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые области применения

Светодиод RF-H**HI32DS-EF-2N идеально подходит для внутреннего освещения, включая светодиодные лампы, встраиваемые светильники, панельные светильники и общее освещение, где требуется высокий CRI и широкий угол излучения. Малые габариты позволяют плотно размещать светодиоды для конструкций с высокой плотностью светового потока. Широкий диапазон цветовых температур подходит как для тёплого, так и для холодного белого рынка.

8.2 Проектные соображения

• Ограничение тока:Всегда используйте токоограничивающий резистор или драйвер с постоянным током, чтобы предотвратить тепловой разгон из-за отрицательного температурного коэффициента VF.
• Управление тепловыделением:Обеспечьте достаточный отвод тепла, чтобы температура пайки оставалась ниже 85 °C для поддержания светового потока и срока службы.
• Последовательные/параллельные конфигурации:Учитывайте сортировку VF для балансировки распределения тока; используйте отдельные драйверы для параллельных цепочек.
• Защита от электростатического разряда (ESD):Используйте устройства защиты от ESD (например, стабилитроны) на линиях светодиода, особенно в условиях высокого ESD.
• Химическая совместимость:Избегайте материалов, выделяющих летучие органические соединения (ЛОС) или содержащих серу (предел 100 ppm), бром (<900 ppm), хлор (<900 ppm), общее содержание галогенов<1500ppm.
• Механические нагрузки:Не оказывайте давления на силиконовую линзу; захватывайте светодиод за боковые стороны пинцетом.

9. Техническое сравнение с альтернативами

По сравнению с обычными светодиодами 2835 других производителей, RF-H**HI32DS-EF-2N имеет несколько преимуществ: (1) Более высокий CRI (мин. 80 против типичных 70 для стандартных) для лучшей цветопередачи. (2) Более широкий угол обзора (120°) против типичных 110°, что обеспечивает более равномерное освещение. (3) Более низкое тепловое сопротивление (15 °C/Вт), улучшающее отвод тепла. (4) Более жёсткая сортировка цвета (±0,003), гарантирующая постоянство цвета. Однако его максимальный номинальный ток (180 мА непрерывно) умеренный; некоторые конкурирующие компоненты могут выдерживать более высокие токи для увеличения светового потока за счёт эффективности.

10. Часто задаваемые технические вопросы

Вопрос: Можно ли непрерывно подавать на этот светодиод ток 150 мА?

Ответ: Абсолютный максимальный непрерывный ток составляет 180 мА, но необходимо убедиться, что температура пайки не превышает кривую снижения номиналов (рис. 1-10). При температуре окружающей среды 25 °C и хорошем тепловом управлении ток 150 мА допустим. Однако световой поток будет примерно в 2 раза больше, чем при 60 мА, а температура перехода должна оставаться ниже 125 °C.

Вопрос: Как светодиод работает при высокой температуре окружающей среды?

Ответ: При температуре окружающей среды 85 °C максимально допустимый прямой ток снижается примерно до 60 мА, чтобы не превысить TJmax. Световой поток падает примерно на 30% по сравнению с 25 °C (рис. 1-9). Тепловое проектирование критически важно для высокотемпературных применений.

Вопрос: Можно ли смешивать разные бины CCT в одном светильнике?

Ответ: Не рекомендуется, так как будут заметны сдвиги цветности. Всегда заказывайте один и тот же код бина, чтобы обеспечить однородность цвета. Допуск координат ±0,003 достаточно жёсток для большинства коммерческих применений.

Вопрос: Какие растворители для очистки безопасны?

Ответ: Рекомендуется изопропиловый спирт. Избегайте растворителей, которые могут воздействовать на силиконовый герметик (например, ацетон, толуол). Ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как может повредить проволочные соединения.

11. Пример проектирования

Цель проектирования:Светодиодная лампа мощностью 7 Вт со световым потоком 800 лм, CCT 3000 K, CRI >80.
Решение:Используйте 24 светодиода в конфигурации 12S2P (12 последовательно, 2 параллельно). Каждый светодиод работает при 60 мА, общий ток 120 мА. При типичном VF 2,77 В общее напряжение составляет около 33,2 В. Мощность = 33,2 В × 0,12 А ≈ 4 Вт. Для достижения 800 лм с учётом оптических потерь (примерно 85% эффективности) требуется около 941 лм от светодиодов. Каждый светодиод даёт примерно 32 лм при 60 мА (бин 30H), поэтому 24 светодиода дают 768 лм — недостаточно. Увеличьте ток до 80 мА на светодиод: относительная интенсивность ~130% → ~41,6 лм каждый → всего 998 лм, мощность ~33,2 В × 0,16 А = 5,3 Вт, что по-прежнему в пределах тепловых ограничений при наличии достаточного радиатора. Выберите бин RFF (32–33 лм) для более высокого светового потока. Требуется тепловое моделирование, чтобы обеспечить температуру перехода<125 °C.

12. Принцип получения белого света

Этот светодиод производит белый свет с помощью конверсии люминофора: синий светодиодный кристалл InGaN/GaN излучает синий свет (пик ~450 нм). Синий свет возбуждает жёлтый люминофор (обычно YAG:Ce), который преобразует часть синих фотонов в более длинные волны (зелёную-красную область). Комбинация оставшегося синего света и широкого жёлтого излучения воспринимается человеческим глазом как белый. Регулируя состав и концентрацию люминофора, получают различные коррелированные цветовые температуры от тёплой (больше жёлтого/красного) до холодной (больше синего). Индекс цветопередачи улучшается за счёт использования люминофоров с дополнительным красным излучением для повышения значений R9.

13. Тенденции развития технологии

Светодиодная промышленность продолжает стремиться к более высокой эффективности (лм/Вт), лучшему качеству цвета (CRI >90, R9 >50) и меньшим корпусам. Данный продукт представляет собой зрелую технологию PLCC-2, но будущие тенденции включают: (1) корпуса масштаба кристалла (CSP) для ещё меньшего размера, (2) многокристальные модули или модули «кристалл на плате» (COB) для мощных применений, (3) полноспектральные светодиоды с фиолетовыми или ближними УФ кристаллами и RGB-люминофорами для максимальной цветопередачи, (4) интеллектуальные светодиодные модули со встроенными драйверами и беспроводным управлением. Спрос на светодиоды с высоким CRI (Ra>90) растёт в розничном и музейном освещении. Данная серия может быть обновлена с более высокой эффективностью и лучшими тепловыми характеристиками в будущих версиях.