Техническое описание белого светодиода RF-A3E31-WYSH-B2 - Размер 3.0x3.0x0.55 мм - Напряжение 3.1 В - Мощность 1.1 Вт - Русский технический документ

2. Обзор продукта

2.1 Общее описание

RF-A3E31-WYSH-B2 — это высокопроизводительный белый светодиод, изготовленный путем объединения синего светодиодного чипа с люминофорным преобразованием. Он упакован в компактный поверхностно-монтируемый корпус EMC (эпоксидный компаунд) размером 3.0 мм × 3.0 мм × 0.55 мм, обеспечивающий отличную термостойкость и надежность. Этот светодиод предназначен для требовательных автомобильных приложений, как внутреннего, так и внешнего освещения, и соответствует строгим критериям квалификационных испытаний AEC-Q102 для автомобильных дискретных полупроводников.

2.2 Ключевые особенности

• Корпус EMC:Использование материала EMC обеспечивает превосходное рассеивание тепла и механическую прочность по сравнению с традиционными пластиковыми корпусами.
• Чрезвычайно широкий угол обзора:С углом половинной интенсивности 120° он обеспечивает равномерное распределение света для различных конструкций освещения.
• Совместимость с SMT:Подходит для всех стандартных процессов SMT-сборки и оплавления.
• Упаковка на ленте и катушке:Поставляется на 8-мм несущей ленте и 180-мм катушке, 5000 шт. на катушку, для эффективной автоматизированной установки.
• Уровень чувствительности к влаге:MSL уровень 2, требует минимальных мер предосторожности при обращении с чувствительными к влаге устройствами.
• Экологическое соответствие:Соответствует директивам RoHS и REACH, не содержит опасных веществ.
• Квалификация AEC-Q102:План квалификационных испытаний продукта основан на руководствах AEC-Q102, что гарантирует надежность в автомобильных условиях.

2.3 Применение

• Автомобильное освещение:Внутреннее освещение (приборная панель, плафоны) и внешнее освещение (задние фонари, указатели поворота, дневные ходовые огни).
• Общее освещение:Подходит для любых применений, требующих высокой яркости и широкого угла обзора в компактном корпусе.

3. Углубленный анализ технических параметров

3.1 Электрические и оптические характеристики

Измерено при температуре пайки 25°C и прямом токе 350 мА, светодиод демонстрирует следующие номинальные характеристики:

• Прямое напряжение (VF):Минимум 2,8 В, типичное 3,1 В, максимум 3,4 В. Такое узкое распределение позволяет согласованно проектировать последовательно-параллельные массивы.
• Световой поток (Φ):Минимум 83,7 лм, типичное 102 лм, максимум 117 лм. Этот диапазон соответствует высокой эффективности при токе 0,35 А, что делает его подходящим как для сигнального, так и для фонового освещения.
• Угол обзора (2θ1/2):120° (полная ширина на половине максимума), обеспечивает освещение большой площади.
• Термическое сопротивление (RTHJ-S):12°C/Вт, что указывает на эффективную передачу тепла от перехода к точке пайки, что критически важно для терморегулирования при работе с большими токами.
• Обратный ток (IR):Не предназначен для обратной работы; обратное напряжение не должно подаваться.

3.2 Абсолютные максимальные значения

Пределы безопасной работы светодиода четко определены:

• Рассеиваемая мощность (PD):Максимум 1700 мВт.
• Прямой ток (IF):500 мА непрерывно; 700 мА импульсный (коэффициент заполнения 1/10, длительность импульса 10 мс).
• Обратное напряжение (VR):Не предназначен для обратной работы.
• ESD (HBM):Выдерживает 8000 В, выход годных более 90%.
• Рабочая температура (TOPR):От -40°C до +125°C.
• Температура хранения:От -40°C до +125°C.
• Температура перехода (TJ):Максимум 150°C.

Примечание: Все измерения проводятся в стандартизированных условиях. Максимальный ток должен определяться после измерения температуры корпуса, чтобы гарантировать, что температура перехода не превышает номинального предела.

3.3 Тепловые характеристики

Благодаря термическому сопротивлению от перехода к точке пайки 12°C/Вт, светодиод обеспечивает хорошие тепловые характеристики. Например, при 350 мА и типичном VF 3,1 В мощность составляет примерно 1,085 Вт, что приводит к повышению температуры от перехода к пайке примерно на 13°C. Для поддержания температуры перехода ниже 150°C необходимо надлежащее охлаждение, особенно при более высоких токах или повышенной температуре окружающей среды.

4. Система бинирования

4.1 Бины прямого напряжения

Светодиод сортируется на шесть бинов по напряжению при 350 мА: 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), I2 (3,3-3,4 В). Такое точное бинирование обеспечивает постоянную яркость и энергопотребление в массовом производстве.

4.2 Бины светового потока

Определены три бина светового потока: RA (83,7-93,2 лм), RB (93,2-105 лм), SA (105-117 лм). Выбор соответствующих бинов светового потока позволяет заказчикам удовлетворять конкретные требования по яркости, сохраняя однородность цвета.

4.3 Бины цветности

Светодиод предлагается в бине цветности 5E, определяемом четырьмя координатами CIE: (0,5536; 0,4221), (0,5764; 0,4075), (0,5883; 0,4111), (0,5705; 0,4289). Это соответствует области теплого белого цвета (янтарно-белый), обычно используемой в автомобильных сигнальных огнях, таких как указатели поворота и задние комбинированные фонари.

5. Анализ рабочих кривых

5.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (ВАХ)

ВАХ показывает, что при 100 мА прямое напряжение составляет примерно 2,7 В, при 350 мА — около 3,1 В, а при 500 мА приближается к 3,4 В. Кривая типична для синих светодиодов на GaN, с динамическим сопротивлением, незначительно возрастающим при больших токах.

5.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока

Относительная световая интенсивность увеличивается почти линейно с прямым током до примерно 300 мА, затем начинает насыщаться из-за нагрева и падения эффективности. При 500 мА относительная интенсивность составляет примерно 160% от интенсивности при 350 мА, что указывает на хорошую способность выдерживать ток.

5.3 Температурная зависимость

Работа светодиода зависит от температуры точки пайки (TS):

• Относительная интенсивность от TS:При TS=125°C относительная интенсивность падает примерно до 65% от значения при 25°C, что подчеркивает температурную чувствительность.
• Снижение прямого тока:Для поддержания температуры перехода ≤150°C максимальный прямой ток снижается с 500 мА при TS=25°C до примерно 200 мА при TS=125°C.
• Зависимость прямого напряжения от TS:VF уменьшается с повышением температуры (отрицательный коэффициент примерно -2 мВ/°C), что типично для светодиодов.

5.4 Диаграмма излучения

Диаграмма излучения показывает ламбертово-подобное распределение с половинным углом 60° (120° FWHM). Интенсивность максимальна при 0° и падает до 50% при ±60°, обеспечивая равномерное освещение на большой площади.

5.5 Смещение координат цветности в зависимости от прямого тока

При увеличении прямого тока от 0 до 500 мА координата CIE x смещается примерно на +0,012, а координата y — на +0,006. Это смещение связано с изменением спектрального распределения мощности при различных плотностях тока. Проектировщики должны учитывать этот сдвиг цвета в приложениях, требующих жесткого допуска по цвету.

5.6 Спектральное распределение

Спектр является типичным для белого светодиода: синий пик около 450 нм и широкая желтая эмиссия люминофора с центром около 560 нм. Относительная интенсивность синего пика составляет около 0,2 по сравнению с пиком люминофора, что указывает на теплый белый оттенок. Спектр охватывает диапазон от 430 нм до 750 нм.

6. Информация о механических характеристиках и упаковке

6.1 Размеры корпуса

Корпус светодиода имеет размеры 3,00 мм × 3,00 мм × 0,55 мм (длина × ширина × высота). Вид снизу показывает две катодные и две анодные площадки: большая площадка (2,60 мм × 1,50 мм) является анодом, а меньшая (2,40 мм × 0,65 мм) — катодом. Подробные размеры приведены на чертежах в техническом описании. Все размеры имеют допуск ±0,2 мм, если не указано иное.

6.2 Рекомендуемые схемы пайки

Рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате включает две прямоугольные площадки: одну для анода (1,55 мм × 0,65 мм) и одну для катода (0,65 мм × 0,55 мм), с соответствующим зазором для соответствия нижней части корпуса. Правильная конструкция площадок обеспечивает хорошее формирование паяного соединения и теплопередачу.

6.3 Идентификация полярности

Полярность четко обозначена на корпусе: выемка или точка на виде сверху указывает сторону катода. Вид снизу также показывает, что большая площадка соответствует аноду. Неправильная полярность может привести к повреждению светодиода, так как обратная работа не допускается.

7. Рекомендации по пайке и сборке

7.1 Параметры оплавления

Светодиод совместим с бессвинцовой пайкой оплавлением. Рекомендуемый профиль оплавления включает:

• Средняя скорость нагрева:Макс. 3°C/с (от Tsmin до Tp).
• Предварительный нагрев:150°C до 200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше 217°C:60-120 секунд.
• Пиковая температура:260°C, с временем нахождения в пределах 5°C от пика не более 10 секунд.
• Скорость охлаждения:Макс. 6°C/с.
• Время от 25°C до пика:Макс. 8 минут.

Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз. Если между операциями пайки прошло более 24 часов, светодиоды могут быть повреждены из-за поглощенной влаги. Ручная пайка возможна паяльником при ≤300°C в течение ≤3 секунд, но только один раз.

7.2 Меры предосторожности при обращении

• Механические нагрузки:Не нажимайте на поверхность силиконовой линзы, так как она мягкая и может повредить внутренние цепи. Используйте правильные инструменты для захвата с боковой стороны.
• Деформация:Не устанавливайте компоненты на деформированные печатные платы; избегайте изгиба цепи после пайки.
• Охлаждение:Обеспечьте постепенное охлаждение после оплавления; быстрое охлаждение или вибрация во время охлаждения могут привести к повреждению.
• Очистка:Для очистки рекомендуется изопропиловый спирт. Ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как она может повредить светодиод.
• Хранение от влаги:Невскрытые пакеты: ≤30°C, ≤75% относительной влажности до 1 года. После вскрытия: ≤30°C, ≤60% относительной влажности, использовать в течение 24 часов. При превышении — сушка при 60±5°C в течение ≥24 часов.
• Защита от ESD:Светодиод чувствителен к электростатическому разряду; при обращении необходимо соблюдать надлежащие меры защиты от ESD.

8. Информация об упаковке и заказе

8.1 Спецификация упаковки

Светодиод поставляется в упаковке на ленте и катушке: 5000 шт. на катушку. Несущая лента имеет размеры: A0=3,30±0,1 мм, B0=3,30±0,1 мм, K0=0,90±0,1 мм, со стандартной шириной ленты 8 мм. Диаметр катушки 180 мм, диаметр ступицы 60 мм, отверстие 13 мм. Катушки помещаются во влагозащитные пакеты с осушителем и индикатором влажности.

8.2 Информация на этикетке

На каждой катушке имеется этикетка, содержащая: номер детали (модель), номер спецификации, номер партии, код бина (световой поток, цветность, напряжение), количество и дату. Это облегчает отслеживаемость и управление запасами.

9. Рекомендации по применению

9.1 Типовые сценарии применения

Благодаря высокой яркости, широкому углу обзора и квалификации AEC-Q102, RF-A3E31-WYSH-B2 идеально подходит для:

• Автомобильное внешнее освещение:Задние фонари, указатели поворота, стоп-сигналы, дневные ходовые огни (ДХО).
• Автомобильное внутреннее освещение:Плафоны, карты, ленты фонового освещения.
• Промышленное и коммерческое освещение:Вывески, декоративное освещение, аварийное освещение.

9.2 Конструктивные соображения

• Терморегулирование:Обеспечьте надлежащее охлаждение для поддержания температуры точки пайки ниже 125°C для оптимального срока службы. Используйте тепловые переходы и медные плоскости под контактными площадками светодиода.
• Стабилизация тока:Используйте драйверы с постоянным током или последовательные резисторы для ограничения тока и предотвращения теплового разгона из-за разброса VF. Избегайте обратного напряжения.
• Контроль серы и галогенов:Рабочая среда должна содержать менее 100 ppm соединений серы. Содержание отдельного брома и хлора в окружающих материалах должно быть ниже 900 ppm каждого, а суммарное — ниже 1500 ppm, чтобы предотвратить коррозию и обесцвечивание силиконовой линзы.
• Летучие органические соединения (ЛОС):Избегайте использования клеев и заливочных материалов, выделяющих органические пары, так как они могут проникать в силикон и вызывать пожелтение и снижение светового потока.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Могу ли я питать этот светодиод током 500 мА непрерывно?
Ответ: Абсолютный максимальный непрерывный прямой ток составляет 500 мА, но только при достаточно низкой температуре точки пайки, чтобы температура перехода была ≤150°C. На практике при высокой температуре окружающей среды необходимо снижение тока. Обратитесь к кривой снижения (Рис. 1-10).

Вопрос: Какая типичная цветовая температура этого светодиода?
Ответ: Исходя из бина цветности 5E (координаты CIE около 0,57; 0,41), коррелированная цветовая температура составляет примерно 2700-3000 K, что соответствует теплому белому/янтарному цвету. Это типично для автомобильных сигнальных огней.

Вопрос: Как ведет себя светодиод при обратном смещении?
Ответ: Этот светодиод не предназначен для обратной работы. Подача обратного напряжения может привести к необратимому повреждению. Всегда обеспечивайте в схеме защиту от обратного напряжения.

Вопрос: Какие рекомендуемые условия хранения после вскрытия влагозащитного пакета?
Ответ: Светодиод следует хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности и использовать в течение 24 часов. При неиспользовании — сушить при 60±5°C в течение ≥24 часов перед оплавлением.

Вопрос: Можно ли использовать ультразвуковую очистку после пайки?
Ответ: Ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как она может вызвать механические повреждения светодиода, особенно проволочных соединений и силиконовой линзы. Используйте изопропиловый спирт и щадящие методы очистки.

11. Практические примеры применения

11.1 Модуль автомобильного указателя поворота

В типичном модуле указателя поворота 6-8 светодиодов этого типа соединяются последовательно с токоограничивающим резистором и питаются от бортовой сети 12 В. При типичном VF 3,1 В и токе 350 мА шесть последовательных светодиодов требуют 18,6 В плюс падение на резисторе. Для эффективности рекомендуется понижающе-повышающий драйвер постоянного тока. Широкий угол луча 120° обеспечивает видимость со всех сторон.

11.2 Лента внутреннего фонового освещения

Для фонового освещения светодиоды можно разместить на гибкой печатной плате с шагом 10-15 мм. При питании током 100-200 мА они излучают мягкий теплый белый свет. Для устранения горячих точек можно использовать силиконовые рассеиватели. Из-за уровня MSL 2 сборку необходимо выполнить в течение 24 часов после вскрытия пакета, а печатная плата должна быть свободна от загрязнений.

12. Принцип работы

Этот белый светодиод работает по принципу светодиода с люминофорным преобразованием (pc-LED). Синий светодиодный чип InGaN/GaN излучает синий свет с длиной волны около 450 нм. Этот синий свет возбуждает желтый люминофор (обычно YAG:Ce или аналогичный), нанесенный на чип. Комбинация синего и желтого света дает белый свет. Точная цветовая точка (цветность) определяется толщиной и составом слоя люминофора. Устройство питается постоянным током; ток напрямую управляет яркостью и также незначительно влияет на цветовую температуру из-за различного теплового поведения люминофора и чипа.

13. Отраслевые тенденции и направления развития

Автомобильная осветительная промышленность быстро переходит от традиционных галогенных и ксеноновых ламп к светодиодным решениям. Ключевые тенденции включают:

• Более высокая эффективность:Непрерывное улучшение эффективности люминофора и технологии чипов поднимает эффективность выше 150 лм/Вт для белых светодиодов.
• Миниатюризация:Меньшие корпуса, такие как 3,0x3,0 мм, позволяют создавать более тонкие и гибкие конструкции освещения.
• Настройка цвета:Многоцветные и настраиваемые белые светодиоды набирают популярность для адаптивных фар и фонового освещения салона.
• Надежность:Стандарты, такие как AEC-Q102, обеспечивают надежность автомобильного класса с жесткими испытаниями на термоциклирование, влажность и вибрацию.
• Умное освещение:Интеграция с датчиками и коммуникационными модулями (Li-Fi, V2X) — следующая граница.

Светодиод RF-A3E31-WYSH-B2 с его квалификацией AEC-Q102 и высокой производительностью хорошо подходит для удовлетворения этих растущих требований в автомобильном секторе.