Спецификация белого светодиода RF-A3H40-W60P-E5 - 5.6x3.0x0.8мм - 12В - 12Вт - 1200-1750лм

1. Обзор продукта

Этот белый светодиод изготовлен с использованием синего чипа и технологии преобразования люминофора, обеспечивая широкий белый спектр, подходящий для наружного автомобильного освещения. Размеры корпуса: 5,6 мм x 3,0 мм x 0,8 мм, с прочной керамической подложкой, обеспечивающей отличное управление теплом и надежность. Ключевые особенности: чрезвычайно широкий угол излучения 120 градусов, совместимость со всеми процессами SMT-сборки и пайки, упаковка на ленте и катушке, уровень чувствительности к влажности 2, полное соответствие RoHS и квалификация по стандарту стресс-теста AEC-Q102 для автомобильных дискретных полупроводников. Этот светодиод специально разработан для требовательных применений автомобильного освещения, таких как фары, дневные ходовые огни и противотуманные фары, где критически важны высокий световой поток, длительный срок службы и устойчивость к воздействию окружающей среды.

2. Интерпретация технических параметров

2.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C, IF=1000мА)

В следующей таблице приведены основные параметры:

• Прямое напряжение (VF): Мин. 12,0 В, Тип. 12,0 В (типичная кривая), Макс. 14,4 В. (Примечание: типичные кривые показывают 12,0 В при 1000 мА.)
• Обратный ток (IR): Макс. 10 мкА при VR=20 В.
• Световой поток (Φ): Мин. 1200 лм, Тип. 1300-1750 лм (в зависимости от бина), Макс. 1750 лм.
• Угол излучения (2θ1/2): Тип. 120 градусов.
• Тепловое сопротивление (RTHJ-S): Тип. 0,83 °C/Вт, Макс. 1,08 °C/Вт.

Эти параметры указывают на высокоэффективное мощное устройство. Низкое тепловое сопротивление имеет решающее значение для поддержания температуры p-n-перехода ниже максимально допустимой 150 °C, особенно при работе с высоким током.

2.2 Абсолютные максимальные номиналы

• Рассеиваемая мощность (PD): 21600 мВт (21,6 Вт)
• Прямой ток (IF): 1500 мА постоянного тока, пиковый прямой ток (IFP) 2000 мА (рабочий цикл 1/10, импульс 10 мс).
• Обратное напряжение (VR): 20 В
• Электростатический разряд (ESD HBM): 8000 В (выход >90%)
• Рабочая температура (TOPR): -40°C ~ +125°C
• Температура хранения (TSTG): -40°C ~ +125°C
• Температура перехода (TJ): макс. 150°C

Разработчики должны гарантировать, что рассеиваемая мощность никогда не превышает абсолютный максимальный номинал. Наличие адекватного теплоотвода необходимо, а ток должен быть снижен при высоких температурах пайки (см. кривые производительности).

3. Система бинирования

3.1 Бины прямого напряжения (IF=1000мА)

Прямое напряжение разделено на три бина: D1 (12,0-12,8 В), E1 (12,8-13,6 В), F1 (13,6-14,4 В). Это позволяет точно регулировать проектное напряжение системы.

3.2 Бины светового потока

Световой поток разбит на бины следующим образом: DF (1200-1300 лм), EA (1300-1450 лм), EB (1450-1600 лм), EC (1600-1750 лм).

3.3 Бины цветности

Определены три цветовых бина: 57N, 60N, 65N, каждый с четырьмя координатами углов четырехугольника (CIE 1931). Например, бин 57N: X1=0,3221 Y1=0,3255, X2=0,3206 Y2=0,3474, X3=0,3375 Y3=0,3628, X4=0,3365 Y4=0,3381. Пользователи могут выбрать желаемую цветовую точку в соответствии с конкретными требованиями приложения.

4. Анализ кривых производительности

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Рис. 1-7)

Кривая показывает типичное увеличение от 9 В при 0 мА до 14 В при 1500 мА, с изломом около 10-11 В. При 1000 мА VF составляет приблизительно 12 В. Нелинейное поведение должно учитываться при проектировании схемы управления током.

4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-8)

Относительный световой поток увеличивается сублинейно с током. При 1000 мА относительная интенсивность составляет около 100% (нормировано). При 500 мА - около 60%; при 1500 мА - около 140%. Это помогает оценить поток при различных токах возбуждения.

4.3 Температура пайки в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-9)

Относительная интенсивность снижается с повышением температуры пайки: -40°C дает ~130%, 25°C ~100%, 125°C ~70%. Управление теплом имеет решающее значение для поддержания высокой светоотдачи.

4.4 Температура пайки в зависимости от прямого тока (Рис. 1-10, Tj≤150°C)

Эта кривая снижения показывает, что максимально допустимый прямой ток уменьшается с 1500 мА при 25°C до 800 мА при 100°C и до 0 мА выше 125°C. Проектирование с учетом наихудшей температуры пайки имеет важное значение.

4.5 Прямое напряжение в зависимости от температуры пайки (Рис. 1-11)

Прямое напряжение линейно падает с температурой (приблизительно -2 мВ/°C). При -40°C VF~13,6 В, при 125°C VF~12,2 В. Это влияет на расчеты рассеиваемой мощности.

4.6 Диаграмма излучения (Рис. 1-12)

Диаграмма излучения близка к ламбертовской: относительная интенсивность падает до 50% при ±60°, до 10% при ±90°. Широкий угол излучения 120° делает этот светодиод подходящим для применений, требующих равномерного освещения.

4.7 Цветность в зависимости от температуры пайки (Рис. 1-13)

Цветовые координаты слегка смещаются с температурой. Например, при 25°C CIE x ~0,325, y ~0,330; при 125°C x ~0,318, y ~0,323. Это смещение незначительно и находится в допустимых пределах для автомобильного освещения.

4.8 Распределение спектра (Рис. 1-14)

Эмиссионный спектр широкий от 400 нм до 750 нм, с синим пиком около 450 нм и широким желтым пиком люминофора около 560 нм. Это обеспечивает высокую цветопередачу, подходящую для наружных сигнальных огней.

5. Информация о механических характеристиках и упаковке

5.1 Габариты корпуса

Светодиод размещен в керамическом корпусе размером 5,60 мм × 3,00 мм × 0,80 мм. На виде снизу показаны две большие тепловые контактные площадки (2,75 мм × 1,20 мм) и две меньшие контактные площадки анода/катода. Полярность отмечена выемкой сверху. Рекомендуемые рисунки для пайки имеют площадки размером 2,35 мм × 1,25 мм с шагом 5,05 мм. Все размеры имеют допуск ±0,2 мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация полярности

Контактная площадка анода больше снизу, а контактная площадка катода меньше. Фаска на углу сверху указывает полярность (см. Рис. 1-4).

5.3 Рекомендации по рисунку для пайки

Для оптимизации тепловых и электрических характеристик рекомендуется, чтобы рисунок контактных площадок на печатной плате соответствовал размерам нижних площадок. Симметричная компоновка помогает сбалансировать тепловое расширение.

6. Инструкции по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления при пайке

Стандартный профиль оплавления при пайке включает: скорость нарастания ≤3°C/с; предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 с; время выше 217°C (TL) макс. 60 с; пиковая температура (TP) 260°C макс. 10 с; скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика составляет максимум 8 минут. Оплавление не должно проводиться более двух раз, а интервал между двумя оплавлениями не должен превышать 24 часа для предотвращения повреждения от влаги.

6.2 Ремонт и переделка

Ремонт следует избегать. При необходимости может использоваться двусторонний паяльник, но влияние на надежность должно быть предварительно проверено.

6.3 Меры предосторожности при обращении

Силиконовый герметик мягкий; необходимо избегать механического давления на поверхность линзы. Не устанавливайте на деформированные печатные платы и не прилагайте усилие/вибрацию во время охлаждения. При необходимости используйте изопропиловый спирт для очистки; ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как может повредить светодиод.

6.4 Хранение и сушка

Перед вскрытием алюминиевого пакета: хранить при ≤30°C и ≤75% относительной влажности, использовать в течение 1 года. После вскрытия: использовать в течение 24 часов при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Если условия хранения превышены, перед использованием сушить при 60±5°C в течение >24 часов.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Требования к упаковке

Светодиоды поставляются в упаковке лента и катушка: 4000 штук на катушку. Размеры транспортной ленты: A0=3,40±0,1 мм, B0=6,10±0,1 мм, K0=1,00±0,1 мм, P0=4,00±0,1 мм, W=12,0±0,1 мм, T=0,25±0,05 мм и т.д. Размеры катушки: A=13,6±0,1 мм, B=180±1 мм, C=100±1 мм, D=13,0±0,5 мм.

7.2 Информация на этикетке

На каждой катушке имеется этикетка с: Номером детали, Номером спецификации, Номером партии, Кодом бина (световой поток, цветность, прямое напряжение, длина волны), Количеством и Датой.

7.3 Влагозащитная упаковка

Катушка герметично запаяна во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. После вскрытия светодиоды следует использовать немедленно или хранить в сухом шкафу.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные применения

Автомобильное наружное освещение: фары (ближний свет, дальний свет), дневные ходовые огни (DRL), передние противотуманные фары, указатели поворота и задние фонари.

8.2 Рекомендации по проектированию

• Управление теплом: используйте адекватный теплоотвод для поддержания температуры пайки ниже 125°C. Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки составляет типично 0,83°C/Вт.
• Регулировка тока: всегда включайте последовательный резистор или используйте драйверы постоянного тока для предотвращения неконтролируемого роста тока из-за температурного коэффициента VF.
• Защита от ЭСР: хотя устройство выдерживает 8 кВ HBM, правильное обращение с ЭСР во время сборки обязательно.
• Ограничения по сере и галогенам: избегайте материалов, содержащих более 100 ppm серосодержащих соединений, и поддерживайте содержание брома и хлора на уровне менее<900 ppm (суммарно<1500 ppm) для предотвращения деградации светодиода.

9. Сравнительные преимущества

По сравнению с обычными мощными светодиодами в пластиковом корпусе, это устройство в керамическом корпусе обеспечивает превосходное рассеивание тепла (низкое тепловое сопротивление), более высокую надежность при тепловом ударе и совместимость с квалификацией AEC-Q102. Широкий угол излучения 120° снижает потребность во вторичной оптике для приложений с рассеянным светом. Высокая световая отдача (до 1750 лм при 12 Вт) делает его конкурентоспособным с другими автомобильными светодиодами в своем классе мощности.

10. Часто задаваемые вопросы

В1: Какой рекомендуемый рабочий ток для максимальной надежности?
О1: Для долгосрочной надежности работайте при токе 1000 мА или ниже с надлежащим теплоотводом. Абсолютный максимум составляет 1500 мА постоянного тока, но снижение тока требуется при повышенных температурах.

В2: Можно ли использовать этот светодиод для внутреннего освещения?
О2: Он оптимизирован для автомобильных наружных применений, но может использоваться в высокопролетных или уличных светильниках при соблюдении тепловых и экологических условий.

В3: Как очистить светодиод после пайки?
О3: Используйте изопропиловый спирт с мягкой кистью. Не используйте ультразвуковую очистку или растворители, которые могут воздействовать на силикон.

В4: Каков ожидаемый срок службы?
О4: На основании испытаний AEC-Q102 светодиод должен сохранять >90% светового потока в течение >5000 часов при номинальном токе и температуре. Обратитесь к производителю за подробными данными LM-80.

11. Практические примеры проектирования

Пример 1: Модуль фары ближнего света
Типичная конструкция использует 6-8 светодиодов, соединенных последовательно, с постоянным током 1000 мА. Общее напряжение ~72-96 В. Используется печатная плата с металлическим основанием (MCPCB) с тепловыми переходами, подключенная к теплоотводу. Моделирование показывает, что температура перехода остается ниже 130°C при температуре окружающей среды 85°C при соответствующем теплоотводе.

Пример 2: Дневной ходовой огонь (DRL)
Для линейной полосы DRL используется 3-4 светодиода последовательно при токе 700 мА для достижения ~1000 лм. Широкий угол излучения обеспечивает равномерное распределение света. Керамический корпус позволяет создать компактную конструкцию с низким профилем.

12. Принцип работы

Этот белый светодиод использует синий чип InGaN, излучающий свет на длине волны приблизительно 450 нм. Синий свет возбуждает люминофор с желтым излучением (YAG:Ce или аналогичный), встроенный в силиконовый герметик. Комбинация синего и желтого света создает белый свет. Состав люминофора может быть точно настроен для достижения определенных цветовых температур; бины в этой спецификации соответствуют холодному белому (5000-6000K), типичному для автомобильного переднего освещения.

13. Технологические тенденции

Светодиоды для автомобильного освещения развиваются в сторону более высокой световой отдачи (>200 лм/Вт), уменьшения размеров и интеграции передовых функций, таких как адаптивный дальний свет (ADB) и матричное освещение. Тенденция к полностью светодиодным системам освещения стимулирует спрос на корпуса, обеспечивающие высокую надежность в суровых условиях. Керамические корпуса, такие как этот, становятся стандартом для мощных автомобильных светодиодов благодаря превосходным тепловым характеристикам и долгосрочной стабильности. Будущие разработки могут включать многокристальные модули, конфигурации с более высоким напряжением и еще более строгое бинирование для однородности цвета.