LED Nyekundu 3.0x3.0x0.55mm – Volteji ya Mbele 2.3V – Nguvu 1.09W – Urefu wa Wimbi Mkuu 612.5-625nm – Karatasi ya Kiufundi

1. Muhtasari wa Bidhaa

RF-A4E31-R15H-S1 ni diodi inayotoa mwanga nyekundu (LED) yenye utendaji wa juu iliyoundwa kwa ajili ya matumizi magumu ya taa za ndani na nje za magari. Inatumia muundo wa kisasa wa epitaksia wa AlGaInP (Aluminiumi Gallium Indium Phosphide) uliootishwa kwenye substrate, ukitoa mwangaza bora na uaminifu wa hali ya juu. Kifaa kimewekwa katika kifurushi cha EMC (Epoxy Molding Compound) 3.0 mm × 3.0 mm × 0.55 mm, ambacho hutoa usimamizi bora wa joto na nguvu ya kimitambo yenye nguvu.

LED hii imehitimu kulingana na majaribio ya mkazo ya AEC‑Q102 kwa vifaa vya kielektroniki vya hali ya juu vya magari, na kuifanya kufaa kwa mazingira magumu. Inatoa pembe pana sana ya kutazama ya 120°, ikihakikisha usambazaji sawa wa mwanga. Bidhaa hii inatii RoHS na ina kiwango cha unyevu cha 2 (MSL‑2). Inasambazwa kwenye mkanda na reel (4000 pcs/reel) kwa ajili ya kuunganishwa kwa uso kwa ufanisi.

2. Vigezo vya Kiufundi

2.1 Tabia za Umeme na Macho (kwa Ts=25 °C, IF=350 mA)

Jedwali lifuatalo linafupisha vigezo muhimu vya umeme na macho vilivyopimwa chini ya hali ya msukumo kwa 25 °C:

• Volteji ya Mbele (V_F): Kiwango cha chini 2.0 V, cha kawaida 2.3 V, cha juu 2.6 V kwa IF=350 mA (ustahimilivu wa kipimo ±0.1 V).
• Sasa Kinyume (I_R): ≤10 µA kwa V_R=5 V.
• Mtiririko wa Mwanga (Φ): Kiwango cha chini 55.3 lm, cha juu 93.2 lm kwa IF=350 mA (ustahimilivu ±10%).
• Urefu wa Wimbi Mkuu (λ_D): Kiwango cha chini 612.5 nm, cha juu 625 nm kwa IF=350 mA.
• Pembe ya Kutazama (2θ_1/2): Cha kawaida 120°.
• Upinzani wa Joto (Kutoka kiungo hadi solder): R_{th JS real}Cha kawaida 12 °C/W (cha juu 19 °C/W); R_th JS elCha kawaida 6 °C/W (cha juu 10 °C/W) – lilipimwa kwa 350 mA, 25 °C.

Kwa 25 °C, ufanisi wa kubadilisha umeme hadi mwanga η_eni 47% (hali ya msukumo). Upeo wa kupoteza nguvu ni 1092 mW, na upeo wa sasa ya mbele ni 420 mA (700 mA kilele kwa mzunguko wa 1/10, upana wa msukumo 10 ms). Joto la kiungo halipaswi kuzidi 150 °C.

2.2 Viwango vya Juu kabisa

Kifaa lazima kifanyike ndani ya mipaka ifuatayo:

• Kupoteza Nguvu (P_D): 1092 mW
• Sasa ya Mbele (I_F): 420 mA
• Sasa ya Mbele Kilele (I_FP): 700 mA
• Volteji Kinyume (V_R): 5 V
• ESD (HBM): 2000 V
• Joto la Kufanya Kazi (T_OPR): −40 hadi +125 °C
• Joto la Kuhifadhia (T_STG): −40 hadi +125 °C
• Joto la Kiungo (T_J): 150 °C

3. Mfumo wa Kuweka Makundi

3.1 Makundi ya Volteji ya Mbele na Mtiririko wa Mwanga (IF=350 mA)

LED imegawanywa katika makundi kulingana na volteji ya mbele (V_F) na mtiririko wa mwanga (Φ):

• V_Fmakundi (V): C0 (2.0–2.2), D0 (2.2–2.4), E0 (2.4–2.6).
• Makundi ya mtiririko wa mwanga (lm): PA (55.3–61.2), PB (61.2–67.8), QA (67.8–75.3), QB (75.3–83.7), RA (83.7–93.2).
• Makundi ya urefu wa wimbi (nm): C2 (612.5–615), D1 (615–617.5), D2 (617.5–620), E1 (620–622.5), E2 (622.5–625).

Wateja wanaweza kutaja mchanganyiko wa makundi unaohitajika ili kuhakikisha utendaji thabiti katika matumizi yao.

4. Mikondo ya Utendaji

Tabia zifuatazo za kawaida za macho zinatolewa kwa ajili ya kumbukumbu ya kubuni. Mikondo yote hupimwa kwa 25 °C isipokuwa imebainishwa vinginevyo.

4.1 Volteji ya Mbele dhidi ya Sasa ya Mbele (Kielelezo 1‑6)

Kwa sasa ya chini, volteji ya mbele inaongezeka kwa kasi kutoka takriban 1.6 V kwa 0 mA hadi 2.0 V kwa 50 mA; zaidi ya 100 A, curve inakaribia kuwa mstari. Volteji ya mbele ya kawaida kwa 350 mA ni 2.3 V.

4.2 Sasa ya Mbele dhidi ya Mtiririko wa Mwanga wa Kulinganisha (Kielelezo 1‑7)

Mtiririko wa mwanga wa kulinganisha huongezeka karibu kwa mstari na sasa ya mbele hadi 350 mA, ikifikia 100% ya mtiririko wa kulinganisha kwa 350 mA. Zaidi ya 350 mA, mteremko hupungua hatua kwa hatua kutokana na athari za joto.

4.3 Joto la Kiungo dhidi ya Mtiririko wa Mwanga wa Kulinganisha (Kielelezo 1‑8)

Wakati joto la kiungo linapopanda kutoka -40 °C hadi 150 °C, mtiririko wa mwanga wa kulinganisha hupungua kwa takriban 40%. Kwa 125 °C, mtiririko hupungua hadi takriban 70% ya thamani ya 25 °C.

4.4 Joto la Solder dhidi ya Sasa ya Mbele (Kielelezo 1‑9)

Ili kuzuia kuzidi joto la juu la kiungo, sasa ya mbele lazima ipunguzwe wakati joto la solder linapozidi 25 °C. Kwa joto la solder la 125 °C, kiwango cha juu cha sasa kinachoruhusiwa ni takriban 150 mA.

4.5 Mabadiliko ya Volteji dhidi ya Joto la Kiungo (Kielelezo 1‑10)

Mabadiliko ya volteji ya mbele (ΔV_F) ni takriban mstari na joto: takriban -0.3 V kwa 150 °C na +0.3 V kwa -40 °C ikilinganishwa na 25 °C.

4.6 Mchoro wa Mionzi (Kielelezo 1‑11)

LED hutoa mwanga na usambazaji mpana kama wa Lamberti. Nguvu ya mwanga wa kulinganisha kwa ±60° ni takriban 50% ya nguvu ya mhimili, ikilingana na upana kamili kwa nusu ya kiwango cha juu (FWHM) cha 120°.

4.7 Mabadiliko ya Urefu wa Wimbi Mkuu dhidi ya Joto la Kiungo (Kielelezo 1‑12)

Urefu wa wimbi mkuu hubadilika kuelekea urefu mrefu zaidi kadri joto linavyoongezeka. Kwa 150 °C, mabadiliko ni takriban +8 nm ikilinganishwa na 25 °C; kwa -40 °C, mabadiliko ni takriban -7 nm.

4.8 Usambazaji wa Spektra (Kielelezo 1‑13)

Urefu wa wimbi la mwanga kilele ni karibu 620 nm na upana kamili kwa nusu ya kiwango cha juu (FWHM) cha takriban 20 nm. Spektra inaonyesha viwango vya pili visivyo na maana, kuhakikisha rangi nyekundu safi.

5. Maelezo ya Kifurushi cha Mitambo

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa ni kifurushi cha kuweka juu cha 3.0 mm × 3.0 mm na urefu wa jumla wa 0.55 mm. Sehemu ya juu ni silikoni iliyo wazi kwa macho, wakati chini ina pedi ya chuma kwa ajili ya muunganisho wa joto na umeme. Polarity inaonyeshwa na noti kwenye kona moja (cathode).

5.2 Mfumo wa Pedi za Solder Zinazopendekezwa

Ili kufikia utendaji mzuri wa joto na umeme, mfumo wa pedi wa PCB unaopendekezwa ni 2.4 mm × 2.3 mm kwa pedi ya anode na 1.5 mm × 0.65 mm kwa pedi ya cathode, na pengo la 0.55 mm. Vipimo vyote ni ±0.2 mm.

6. Miongozo ya Kuunganisha na Solder

6.1 Profaili ya Solder ya Reflow

LED inaoana na solder ya reflow ya kawaida ya SMT. Mzunguko wa juu wa reflow unaoruhusiwa ni mbili. Vigezo vya profaili vinavyopendekezwa ni:

• Kupasha joto awali: 150 °C → 200 °C, 60–120 s
• Muda juu ya 217 °C (T_L): max 60 s
• Joto la kilele (T_P): 260 °C, muda wa kushikilia ≤10 s (ndani ya 5 °C ya kilele, max 30 s)
• Kasi ya kupanda: ≤3 °C/s (kutoka T_Smaxhadi T_P)
• Kasi ya kupoa: ≤6 °C/s
• Muda wa jumla kutoka 25 °C hadi T_P: ≤8 min

Ikiwa zaidi ya masaa 24 yanapita kati ya reflow mbili, LED lazima ziokwe tena ili kuzuia uharibifu kutoka kwa unyevu.

6.2 Kushughulikia na Kusafisha

Kifuniko cha silikoni ni laini; epuka shinikizo la kimwamba kwenye lens. Tumia isopropili alkoholi pekee kwa kusafisha. Usafishaji kwa ultrasonic haupendekezwi. Usitumie vibandiko vinavyotoa mvuke za kikaboni, kwani zinaweza kubadilisha rangi ya silikoni.

7. Maelezo ya Ufungaji na Kuagiza

LED zimefungwa katika mifuko ya kuzuia unyevu na umeme tuli. Kila reel ina vipande 4000. Mkanda wa carrier (8 mm upana) una vipimo: A₀= 3.30 mm, B₀= 3.50 mm, K₀= 0.90 mm. Kipenyo cha reel ni 180 mm. Lebo zinajumuisha nambari ya sehemu, nambari ya kundi, msimbo wa makundi, idadi, na tarehe. Hali za kuhifadhia kabla ya kufungua mfuko: ≤30 °C na ≤75% RH kwa hadi mwaka 1. Baada ya kufungua, tumia ndani ya masaa 24 au oka kwa 60±5 °C kwa ≥24 h.

8. Vidokezo vya Matumizi

8.1 Matumizi ya Kawaida

LED hii nyekundu ni bora kwa taa za ndani za magari (viashiria vya chumba, taa za mazingira) na taa za nje (taa za nyuma, taa za breki, viashiria vya kugeuka). Mwangaza wake wa juu na pembe pana ya kutazama pia yanafaa kwa viashiria vya jumla na alama ambapo usafi wa rangi nyekundu ni muhimu.

8.2 Usimamizi wa Joto

Kwa sababu mwanga na urefu wa wimbi la LED hutegemea joto la kiungo, usambazaji mzuri wa joto ni muhimu. Upinzani wa joto wa PCB na heatsink yoyote ya ziada lazima ibuniwe kuweka T_Jchini ya 150 °C chini ya hali mbaya zaidi ya uendeshaji. Pedi ya solder inapaswa kuunganishwa na eneo kubwa la shaba.

8.3 Kupunguza Sasa

Wakati wa kufanya kazi kwa joto la mazingira la juu, sasa ya mbele lazima ipunguzwe kulingana na curve ya joto la solder dhidi ya sasa ya mbele. Kwa mfano, kwa T_s= 100 °C, kiwango cha juu cha sasa ya mbele kinachoruhusiwa ni takriban 200 mA.

9. Ulinganisho wa Kiufundi

Ikilinganishwa na LED nyekundu za kawaida zenye msingi wa AlGaAs au GaAsP, teknolojia ya AlGaInP inayotumiwa katika kifaa hiki inatoa ufanisi wa juu wa mwanga na utulivu bora wa joto. Pembe pana ya kutazama ya 120° ni pana zaidi kuliko LED nyingi nyekundu za 3.0 mm × 3.0 mm zinazoshindana ambazo kwa kawaida zina pembe ya nusu ya 90°–100°. Uhitimu wa AEC‑Q102 hutoa uaminifu wa juu kwa matumizi ya magari, kwa majaribio makali zaidi kuliko vifaa vya kibiashara.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Swali la 1: Je, LED hii inaweza kutumika kwa mikondo zaidi ya 420 mA?
Hapana. Kiwango cha juu kabisa cha sasa ya mbele ni 420 mA (700 mA kilele kwa mzunguko wa kazi). Kufanya kazi zaidi ya kikomo hiki kutasababisha uharibifu wa kudumu.

Swali la 2: Je, maisha ya kawaida ya LED hii ni muda gani?
Ingawa haijatajwa moja kwa moja kwenye karatasi ya data, LED zilizohitimu AEC‑Q102 kwa kawaida zina maisha marefu sana (>50,000 h) zikifanya kazi ndani ya viwango na kwa usimamizi mzuri wa joto.

Swali la 3: Je, nishughulikiaje unyeti wa ESD?
Kifaa kimekadiriwa kwa 2 kV HBM. Tumia tahadhari za kawaida za ESD: vifunga vya mkono vya ardhini, kituo cha kazi chenye upitishaji, na ufungaji wa kuzuia umeme tuli.

Swali la 4: Je, naweza kuchanganya makundi tofauti ya mtiririko wa mwanga katika matumizi yale yale?
Kuchanganya makundi kunaweza kusababisha tofauti zinazoonekana za mwangaza. Inapendekezwa kutumia kundi moja kwa mwonekano sawa isipokuwa matumizi yanavumilia tofauti.

11. Uchunguzi wa Kesi ya Usanifu

Taa ya Mchanganyiko ya Nyuma ya Gari (RCL)
Mteja alibuni moduli ya LED nyekundu kwa taa ya kusimama kwa kutumia vipande 6 vya RF‑A4E31‑R15H‑S1. LED zilipangwa katika nyuzi 3 za mfululizo na 2 sambamba (3S2P) kufikia utangamano wa 12 V. Kila nyuzi iliendeshwa kwa jumla ya 350 mA (175 mA kwa kila LED) na dereva maalum wa sasa wa mara kwa mara. PCB yenye msingi wa shaba (unene 1.6 mm, shaba 2 oz) ilitumiwa kuweka joto la solder chini ya 85 °C. Moduli ilipita majaribio ya mshtuko wa joto (−40 °C hadi 125 °C, mizunguko 1000) na majaribio ya unyevu (85 °C/85% RH, 1000 h) bila kushindwa.

12. Kanuni ya Uendeshaji

LED inategemea safu ya kazi ya AlGaInP yenye muundo wa hetero mbili iliyokua kwenye substrate ya uwazi (GaAs). Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni na mashimo hujumuishwa kwa njia ya mionzi katika eneo la kazi, ikitoa fotoni zenye nishati inayolingana na bendi ya nyenzo (~2.0 eV, ikitoa mwanga nyekundu ~620 nm). Kifurushi cha EMC kinajumuisha chip na kutoa lens ya kutoa mwanga kwa ufanisi. Upotevu wa joto hufanyika kupitia pedi kubwa ya chini na traces za shaba za PCB.

13. Mwenendo wa Teknolojia na Mtazamo

Teknolojia ya AlGaInP inaendelea kuboresha katika ufanisi na utulivu wa joto. Mwenendo wa baadaye unajumuisha makundi ya juu ya mtiririko wa mwanga kupitia ukuaji bora wa epitaksia na usanifu bora wa chip (k.m., substrates zilizo na muundo). Kwa matumizi ya magari, kukubalika kwa uhitimu wa AEC‑Q102 kunakuwa kawaida, na LED hii tayari inakidhi kiwango hicho. Udogo (k.m., vifurushi vya 2.0 mm × 2.0 mm) ni mwenendo unaoendelea, lakini 3.0 mm × 3.0 mm bado ni maarufu kwa LED nyekundu zenye nguvu nyingi kwa sababu ya usawa wake kati ya usimamizi wa nguvu na eneo la kutoa mwanga.