Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 2. Технические параметры
- 2.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C)
- 2.2 Абсолютные максимальные значения (при Ts=25°C)
- 3. Система биннинга
- 3.1 Бины прямого напряжения и светового потока (IF=140 мА)
- 3.2 Бины цветности
- 4. Кривые характеристик
- 4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
- 4.2 Прямой ток в зависимости от относительного светового потока
- 4.3 Температура перехода в зависимости от относительного светового потока
- 4.4 Температура пайки в зависимости от прямого тока
- 4.5 Сдвиг напряжения в зависимости от температуры перехода
- 4.6 Диаграмма излучения
- 4.7 Сдвиг цветовых координат в зависимости от температуры перехода и прямого тока
- 4.8 Спектральное распределение
- 5. Информация о механике и упаковке
- 5.1 Размеры корпуса
- 5.2 Лента и катушка
- 5.3 Этикетка и влагозащитный пакет
- 6. Рекомендации по пайке и сборке
- 6.1 Профиль оплавления
- 6.2 Ремонт и обращение
- 7. Меры предосторожности при хранении и обращении
- 8. Испытания на надежность
- 9. Рекомендации по проектированию применения
- 10. Сравнение с альтернативными технологиями
- 11. Часто задаваемые вопросы
- 12. Примеры применения
- 13. Принцип работы
- 14. Тенденции развития
- Терминология спецификаций LED
- Фотоэлектрическая производительность
- Электрические параметры
- Тепловой менеджмент и надежность
- Упаковка и материалы
- Контроль качества и сортировка
- Тестирование и сертификация
1. Обзор продукта
Белый светодиод модели RF-A1F30-W57J-A8 представляет собой поверхностно-монтируемое устройство, изготовленное по технологии синего чипа с преобразованием люминофора. Он обеспечивает высокую яркость и надежность, необходимые для требовательных применений в автомобильном освещении. Размеры корпуса: 3,00 мм x 1,40 мм x 0,52 мм, что делает его идеальным для компактных конструкций.
1.1 Общее описание
Этот белый светодиод производится путем возбуждения желтого люминофора синим светодиодным чипом, что дает широкий белый спектр. Корпус продукта выполнен из EMC (эпоксидный компаунд для литья), что обеспечивает отличные тепловые характеристики и надежность. Он предназначен для внутреннего и внешнего освещения автомобилей.
1.2 Особенности
- Корпус EMC для надежных механических и тепловых характеристик
- Чрезвычайно широкий угол обзора 120° (типичный)
- Подходит для всех процессов SMT-сборки и пайки
- Доступен на ленте и катушке для автоматического размещения
- Уровень чувствительности к влаге: Уровень 2 (по J-STD-020)
- Соответствие RoHS и без свинца
- Квалификация на основе теста на стресс AEC-Q102 для автомобильных дискретных полупроводников
1.3 Применение
Автомобильное освещение – как внутреннее (приборная панель, окружающее освещение), так и внешнее (боковые габариты, стоп-сигналы, указатели поворота).
2. Технические параметры
2.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C)
| Параметр | Символ | Условие | Мин | Тип | Макс | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | VF | IF=140 мА | 2.8 | 3.05 | 3.4 | V |
| Обратный ток | IR | VR=5 В | — | — | 10 | мкА |
| Световой поток | Φ | IF=140 мА | 50 | — | 67.8 | лм |
| Угол обзора | 2θ1/2 | IF=140 мА | — | 120 | — | град |
| Тепловое сопротивление (переход-пайка) реальное | Rth JS реальное | IF=140 мА | — | 34 | 43 | °C/Вт |
| Тепловое сопротивление (переход-пайка) электрическое | Rth JSel | IF=140 мА | — | 20 | 25 | °C/Вт |
2.2 Абсолютные максимальные значения (при Ts=25°C)
| Параметр | Символ | Номинал | Ед. изм. |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | PD | 680 | мВт |
| Прямой ток | IF | 200 | мА |
| Пиковый прямой ток (рабочий цикл 1/10, 10 мс) | IFP | 350 | мА |
| Обратное напряжение | VR | 5 | V |
| Электростатический разряд (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Рабочая температура | TOPR | -40 ~ +110 | °C |
| Температура хранения | TSTG | -40 ~ +110 | °C |
| Температура перехода | TJ | 135 | °C |
Примечание: допуск измерения прямого напряжения ±0,1 В. Допуск измерения цветовых координат ±0,005. Допуск измерения светового потока ±10%. Все измерения выполнены в стандартизированной среде. При импульсном режиме 25°C эффективность фотоэлектрического преобразования составляет 41%.
3. Система биннинга
3.1 Бины прямого напряжения и светового потока (IF=140 мА)
Светодиоды сортируются по бинам прямого напряжения (VF) и светового потока (Φ). Бины VF: G1 (2,8-2,9 В), G2 (2,9-3,0 В), H1 (3,0-3,1 В), H2 (3,1-3,2 В), I1 (3,2-3,3 В). Бины потока: OB (50-55,3 лм), PA (55,3-61,2 лм), PB (61,2-67,8 лм). Это позволяет клиентам выбирать группы с узким допуском для стабильной работы.
3.2 Бины цветности
Диаграмма цветности CIE содержит два бина: ZG0 и ZG1. Координаты для ZG0: X1=0,3059 Y1=0,3112, X2=0,3122 Y2=0,3258, X3=0,3240 Y3=0,3258, X4=0,3177 Y4=0,3112. Для ZG1: X1=0,3122 Y1=0,3258, X2=0,3185 Y2=0,3404, X3=0,3303 Y3=0,3404, X4=0,3240 Y4=0,3258. Эти бины обеспечивают однородность цвета.
4. Кривые характеристик
4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
При увеличении прямого тока от 20 мА до 200 мА прямое напряжение возрастает примерно с 2,7 В до 3,4 В. Кривая типична для InGaN-светодиодов с наклоном, указывающим на последовательное сопротивление.
4.2 Прямой ток в зависимости от относительного светового потока
Относительный световой поток почти линеен по отношению к прямому току до 200 мА. При 140 мА поток нормирован на 100%; при 200 мА он достигает примерно 150%.
4.3 Температура перехода в зависимости от относительного светового потока
Повышение температуры перехода снижает светоотдачу. При Tj=120°C относительный поток падает примерно до 70% от значения при 25°C. Управление тепловым режимом критически важно.
4.4 Температура пайки в зависимости от прямого тока
Максимально допустимый прямой ток уменьшается при повышении температуры окружающей среды/пайки. При Ts=100°C допустимый ток составляет около 80 мА по сравнению с 200 мА при 25°C.
4.5 Сдвиг напряжения в зависимости от температуры перехода
Прямое напряжение уменьшается примерно на 0,2 В при повышении температуры от -40°C до 140°C с коэффициентом около -1,5 мВ/°C.
4.6 Диаграмма излучения
Диаграмма излучения показывает типичное ламбертовское распределение с широким углом обзора 120° на половине интенсивности. Относительная интенсивность превышает 90% при ±40°.
4.7 Сдвиг цветовых координат в зависимости от температуры перехода и прямого тока
ΔCx и ΔCy сдвигаются отрицательно с повышением температуры (ΔCx ~ -0,01, ΔCy ~ -0,015 при 140°C). С увеличением тока ΔCx и ΔCy также слегка сдвигаются в отрицательную сторону. Эти сдвиги находятся в допустимых пределах для автомобильного освещения.
4.8 Спектральное распределение
Белый светодиод излучает широкий спектр от 420 нм до 700 нм с пиками около 450 нм (синий) и 560 нм (люминофор). Коррелированная цветовая температура составляет примерно 5700 К для указанного бина.
5. Информация о механике и упаковке
5.1 Размеры корпуса
Корпус: 3,00 мм (Д) x 1,40 мм (Ш) x 0,52 мм (В). Вид сзади показывает две контактные площадки: анод (положительный) и катод (отрицательный) с размерами площадок 0,50 мм x 0,86 мм (катод) и 0,50 мм x 0,91 мм (анод). Рекомендуемый рисунок печатной платы: 2,10 мм x 0,40 мм для каждой площадки с шагом 1,00 мм. Полярность обозначена.
5.2 Лента и катушка
Упаковка: 2000 шт. на катушку. Транспортная лента шириной 8,0 мм, шаг карманов 4,0 мм. Размеры катушки: диаметр 178 мм, ступица 60 мм, ширина фланца 13 мм. Лента включает лидер и трейлер с 80-100 пустыми карманами.
5.3 Этикетка и влагозащитный пакет
На этикетках указаны номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина, световой поток, бин цветности, прямое напряжение, код длины волны, количество и дата. Катушка запечатана во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. Уровень MSL 2 требует сушки при превышении времени воздействия 24 часа при ≤30°C/60%RH.
6. Рекомендации по пайке и сборке
6.1 Профиль оплавления
Рекомендуемый профиль оплавления (JEDEC) включает: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 с; скорость подъема ≤3°C/с; время выше 217°C до 60 с; пиковая температура 260°C максимум 10 с; охлаждение ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика ≤8 мин. Допускается максимум два цикла оплавления с интервалом >24 ч, требующим сушки.
6.2 Ремонт и обращение
Ремонт следует избегать. При необходимости используйте двухжальный паяльник. Не оказывайте давление на силиконовую линзу во время нагрева. После пайки не деформируйте и не вибрируйте плату во время охлаждения.
7. Меры предосторожности при хранении и обращении
Концентрация сернистых и галогенных соединений в окружающей среде должна контролироваться: сера ≤100 ppm, отдельный бром ≤900 ppm, отдельный хлор ≤900 ppm, сумма Br+Cl ≤1500 ppm. Летучие органические соединения могут проникать в силикон и вызывать обесцвечивание; используйте совместимые клеи. Требуется защита от электростатического разряда (HBM 8 кВ). Для очистки рекомендуется изопропиловый спирт; избегайте ультразвуковой очистки. Условия сушки при превышении воздействия влаги: 60±5°C в течение ≥24 ч.
8. Испытания на надежность
Следующие испытания проводятся в соответствии с AEC-Q102: оплавление (260°C, 10 с, 2x), предварительная обработка MSL2 (85°C/60%RH, 168 ч), термоудар (-40°C ~125°C, 1000 циклов), испытание на срок службы (Ta=105°C, IF=140 мА, 1000 ч), высокая температура и высокая влажность (85°C/85%RH, IF=140 мА, 1000 ч). Критерии приемки: 0/1 отказ на 20 образцов. После испытания прямое напряжение не должно превышать 1,1x верхнего предела спецификации, обратный ток ≤2x верхнего предела, световой поток ≥0,7x нижнего предела.
9. Рекомендации по проектированию применения
Тепловое проектирование имеет первостепенное значение. Температура перехода должна оставаться ниже 135°C. Используйте надлежащий теплоотвод и избегайте превышения абсолютных максимальных значений. Ток следует ограничивать последовательными резисторами для предотвращения теплового разгона. Избегайте обратного напряжения. Для автомобильного освещения учитывайте снижение характеристик в зависимости от температуры окружающей среды и теплового сопротивления платы.
10. Сравнение с альтернативными технологиями
По сравнению с традиционными светодиодами в корпусе PPA (полифталамид), корпус EMC обеспечивает более высокую термостойкость, лучшую устойчивость к УФ-излучению и более низкое тепловое сопротивление. Широкий угол обзора (120°) обеспечивает равномерное освещение, что полезно для внутреннего окружающего света. Квалификация AEC-Q102 гарантирует надежность в суровых автомобильных условиях.
11. Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Можно ли использовать этот светодиод для наружных задних фонарей? Ответ: Да, квалификация AEC-Q102 охватывает наружные применения, но необходимо надлежащее управление теплом. Вопрос: Каков типичный срок службы? Ответ: Согласно данным LM-80 (не включены в данную спецификацию), L70 при 140 мА и 85°C обычно >50 000 часов. Вопрос: Совместим ли светодиод с бессвинцовой пайкой? Ответ: Да, пиковая температура оплавления 260°C, подходит для бессвинцовых процессов.
12. Примеры применения
Автомобильный интерьер: подсветка приборной панели, ленты окружающего освещения. Экстерьер: боковые габаритные огни, центральный стоп-сигнал (CHMSL), указатели поворота. Компактный размер и широкий луч делают его подходящим для линейных световых модулей.
13. Принцип работы
В светодиоде используется синий чип InGaN, покрытый люминофором YAG:Ce. Синий свет (450-465 нм) от чипа возбуждает люминофор, который излучает желтый свет. Комбинация синего и желтого дает белый свет (коррелированная цветовая температура ~5700 К). Люминофор встроен в силикон, который инкапсулирован в корпус EMC.
14. Тенденции развития
Технология автомобильных светодиодов продолжает развиваться в направлении более высокой эффективности, меньших корпусов и лучших тепловых характеристик. Корпуса EMC заменяют стандартные SMD в приложениях с высокими требованиями к надежности. Интеграция с современными драйверными ИС и адаптивными системами освещения становится обычной. Этот светодиод соответствует тенденции использования квалифицированных компонентов для функциональной безопасности (ISO 26262) и требований длительного срока службы.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |