LED RF-A4E27-R15E-R4 Kırmızı LED Teknik Özellikleri - Boyut 2.7x2.0x0.6mm - İletim Gerilimi 2.0V - 2.6V - Güç 520mW - Türkçe Teknik Veri Sayfası

1. Ürün Genel Bakış

RF-A4E27-R15E-R4, bir alt tabaka üzerinde AlGaInP yarı iletken teknolojisi temelli yüksek performanslı bir kırmızı ışık yayan diyottur (LED). 2.7mm x 2.0mm x 0.6mm boyutlarında kompakt bir EMC (Epoksi Kalıplama Bileşiği) paketi içinde sunulur ve yüzey montaj teknolojisi (SMT) montajı için tasarlanmıştır. Bu LED, 120 derecelik son derece geniş bir görüş açısı sunarak homojen ışık dağılımı gerektiren uygulamalar için idealdir. Otomotiv sınıfı ayrık yarı iletkenler için AEC-Q102 stres testi yönergelerine göre onaylanmıştır ve zorlu ortamlarda güvenilirlik sağlar. Ürün RoHS uyumludur ve nem hassasiyeti seviyesi 2'dir (MSL 2).

1.1 Özellikler

• Sağlam mekanik ve termal performans için EMC paket
• Son derece geniş görüş açısı (2θ_1/2= 120°)
• Tüm SMT montaj ve lehim prosesleri için uygundur
• Otomatik al-ve-yerleştir için bant ve makara üzerinde sunulur
• Nem hassasiyeti seviyesi: Seviye 2
• RoHS uyumlu
• AEC-Q102 yönergeleri kapsamında onaylanmıştır

1.2 Uygulamalar

Gösterge paneli işaretçileri, iç aydınlatma, ortam aydınlatması, stop lambaları ve diğer sinyalizasyon fonksiyonları dahil olmak üzere iç ve dış otomotiv aydınlatması.

2. Teknik Özellikler

2.1 Elektrik ve Optik Karakteristikler (Ts=25°C, IF=150mA)

2.2 Mutlak Maksimum Değerler (Ts=25°C)

Notlar: - Tüm ölçümler Refond'da standart koşullar altında yapılmıştır. - Maksimum akım, birleşim sıcaklığının 150°C'yi aşmadığından emin olmak için paket sıcaklığının ölçülmesinin ardından belirlenmelidir. - 25°C'de darbe modu testi, fotoelektrik dönüşüm verimliliği ηe = %45 verir.

3. Gruplama Sistemi

Tutarlı performansı sağlamak için her LED, iletim gerilimi, ışık akısı ve baskın dalga boyuna göre gruplara ayrılır. IF=150mA ve Ts=25°C'deki grup aralıkları aşağıdaki gibidir:

3.1 İletim Gerilimi Grupları

3.2 Işık Akısı Grupları

3.3 Baskın Dalga Boyu Grupları

4. Performans Eğrileri Analizi

Veri sayfası, aksi belirtilmedikçe 25°C'de ölçülen çeşitli tipik optik ve elektriksel karakteristik eğrilerini içerir. Bu eğrileri anlamak, doğru devre tasarımı ve termal yönetim için gereklidir.

4.1 İletim Gerilimi ile İletim Akımı İlişkisi (Şekil 1-6)

Bu eğri, VF ve IF arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. 150mA'da iletim gerilimi tipik olarak yaklaşık 2.3V'tur (grup aralığının orta noktası). Eğri, gerilim değişiklikleri nedeniyle akım değişimlerini tahmin etmeye yardımcı olur.

4.2 İletim Akımı ile Bağıl Işık Akısı İlişkisi (Şekil 1-7)

Bağıl ışık akısı, iletim akımı ile birlikte artar ancak doğrusal değildir. Düşük akımlarda verimlilik daha yüksektir; eğri 150mA üzerinde doyuma ulaşır. Bu, nominal akım civarında çalışmanın, güvenli termal sınırlar içinde kalırken iyi bir ışık verimliliği sunduğunu gösterir.

4.3 Birleşim Sıcaklığı ile Bağıl Işık Akısı İlişkisi (Şekil 1-8)

Birleşim sıcaklığı arttıkça LED daha az verimli hale gelir. Tj=125°C'de bağıl ışık akısı, 25°C'deki değerinin yaklaşık %85'ine düşer. Bu, yüksek sıcaklıklı otomotiv ortamlarında yeterli ısı emilimi gerektirir.

4.4 Lehim Sıcaklığı ile İletim Akımı İlişkisi (Şekil 1-9)

Bu düşürme eğrisi, lehim noktası sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum iletim akımını gösterir. Örneğin, Ts=100°C'de izin verilen akım yaklaşık 150mA'ya düşer. Tasarımcılar, gerçek çalışma noktasının bu eğrinin altında kaldığından emin olmalıdır.

4.5 Gerilim Kayması ile Birleşim Sıcaklığı İlişkisi (Şekil 1-10)

Sıcaklık -40°C'den 125°C'ye yükseldiğinde iletim gerilimi yaklaşık 0.2V azalır. Bu negatif sıcaklık katsayısı, yüksek sıcaklıkta akım artışını önlemek için sabit akım sürücülerinde dikkate alınmalıdır.

4.6 Işıma Diyagramı (Şekil 1-11)

LED, yarı yoğunluk açısı ±60° (toplam 120°) olan geniş bir ışıma desenine sahiptir. Yoğunluk kiriş boyunca nispeten homojendir ve bazı durumlarda ikincil optikler olmadan alan aydınlatması için uygundur.

4.7 Baskın Dalga Boyu Kayması ile Birleşim Sıcaklığı İlişkisi (Şekil 1-12)

Sıcaklık arttıkça baskın dalga boyu daha uzun dalga boylarına (kırmızı kayma) kayar. Kayma, -40°C'den 125°C'ye yaklaşık +8nm'dir. Bu renk kayması, renk kritik uygulamalarda hesaba katılmalıdır.

4.8 Spektrum Dağılımı (Şekil 1-13)

Emisyon spektrumu, yaklaşık 20nm'lik tam yarı maksimum genişliği (FWHM) ile 620nm civarında zirve yapar. Saflık yüksektir, bu AlGaInP kırmızı LED'ler için tipiktir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED paketi 2.70mm (uzunluk) × 2.00mm (genişlik) × 0.60mm (yükseklik) boyutlarına sahiptir. Üstten görünüm 1.70mm × 2.40mm'lik bir ışık yayan alanı gösterir. Alttan görünüm, optimize edilmiş termal ve elektriksel bağlantı için iki anot ve iki katot pedini belirtir. Önerilen lehim desenleri, ısı dağılımı için bir merkez ped içerir.

5.2 Taşıyıcı Bant ve Makara

LED'ler, 180mm çapında bir makaraya sarılmış 4mm adımlı 8mm genişliğinde taşıyıcı bant içinde tedarik edilir. Her makara 4000 adet içerir. Bant, bir örtü bandı içerir ve nem bariyerli bir torba içinde kurutucu ve nem göstergesi kartı ile kapatılır.

5.3 Etiket Bilgileri

Her makara, parça numarası, özellik numarası, lot numarası, grup kodu (ışık akısı, renklilik, iletim gerilimi, dalga boyu), miktar ve üretim tarihi ile etiketlenir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 SMT Reflow Lehimleme Profili

LED, zirve sıcaklığı 260°C (zirvede maksimum 10s) olan iki reflow döngüsüne dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Önerilen reflow profili:

• Ön ısıtma: 150°C ila 200°C, 60–120s
• 217°C üzerinde süre: maksimum 60s
• Zirve sıcaklığı: 260°C
• Soğutma hızı: maksimum 6°C/s
• 25°C'den zirveye toplam süre: maksimum 8 dakika

İkiden fazla reflow döngüsü gerçekleştirmeyin. Döngüler arasındaki süre 24 saati aşarsa, LED'ler nem emebilir ve fırınlama gerektirebilir.

6.2 Tamir ve Kullanım

Lehimlenmiş LED'lerin tamiri önerilmez. Kaçınılmazsa, çift uçlu bir havya kullanın. Lehimleme sırasında veya sonrasında silikon kapsülleyiciye mekanik stres uygulamayın. Hızlı soğutma ve PCB'nin eğrilmesinden kaçının.

7. Kullanım Önlemleri

• Kükürt ve Halojen Kontrolü:Ortam ve temas eden malzemeler, 100ppm'den az kükürt ve ayrı ayrı 900ppm'den az brom veya klor içermeli ve toplam Br+Cl 1500ppm'den az olmalıdır.
• Gaz Çıkışı:Uçucu organik bileşikler silikon merceği nüfuz edebilir ve renk bozulmasına neden olabilir. Organik buharlar çıkarmayan yapıştırıcılar kullanın.
• Mekanik Kullanım:Yan yüzeylerden cımbız kullanın. Silikon merceğe dokunmayın veya basınç uygulamayın, çünkü iç devreye zarar verebilir.
• ESD Koruması:LED, elektrostatik boşalmaya (HBM 2000V) karşı hassastır. Uygun topraklama ve anti-statik önlemler kullanın.
• Termal Tasarım:Her zaman birleşim sıcaklığının 150°C'yi aşmadığından emin olun. Uygun ısı emilimini doğrulamak için termal simülasyonlar veya ölçümler kullanın.
• Temizlik:Temizlik gerekirse, izopropil alkol kullanın. LED'e zarar verebileceği için ultrasonik temizlik kullanmayın.
• Depolama:Açılmamış torbalar:<30°C,<%75 nem, 1 yıl içinde kullanın. Açıldıktan sonra, 24 saat içinde<30°C ve<%60 nem altında kullanın. Aşılırsa, kullanmadan önce 60±5°C'de en az 24 saat fırınlayın.

8. Uygulama Değerlendirmeleri

RF-A4E27-R15E-R4 ile tasarım yaparken aşağıdaki noktalara dikkat edin:

• Akım Düzenlemesi:Termal kaçakları önlemek için sabit akım sürücüsü kullanın. İletim gerilimi varyasyonu (2.0V - 2.6V), bu aralığı karşılayabilen bir sürücü gerektirir.
• Termal Yönetim:LED'in termal direnci (Rth JS gerçek = 40°C/W tipik), 150mA'da 2.3V iletim gerilimi ile güç dağılımının yaklaşık 345mW olduğu ve birleşimden lehime sıcaklık artışının ~13.8°C olduğu anlamına gelir. 85°C ortam sıcaklığında birleşim yaklaşık 99°C olur ki bu güvenlidir. Bununla birlikte, birçok LED yakın paketlenirse, ek ısı emilimi gerekir.
• Optik Tasarım:Geniş 120° görüş açısı genel aydınlatma için avantajlı olabilir, ancak odaklanmış ışınlar için mercekler veya reflektörler gibi harici optikler düşünülmelidir. Spektrum UV veya IR bileşenleri içermez, bu nedenle özel filtrelemeye gerek yoktur.
• Otomotiv Uyumluluğu:AEC-Q102 kalifikasyonu, termal şok, ömür testi ve yüksek nem gibi stres testlerini kapsar. Bununla birlikte, tasarımcılar LED'i kendi özel armatür ortamlarında, özellikle titreşim ve kimyasal maruziyet açısından yine de doğrulamalıdır.

9. Güvenilirlik ve Kalite Güvencesi

Ürün kalifikasyon test planı AEC-Q102 yönergelerini takip eder. Güvenilirlik testleri şunları içerir:

• Reflow (260°C, 10s, 2 döngü): 0/1 arızaya izin verilir
• MSL 2 (85°C/%60RH, 168s): 0/1 arıza
• Termal şok (-40°C ila 125°C, 1000 döngü): 0/1 arıza
• Ömür testi (Ta=105°C, IF=150mA, 1000s): 0/1 arıza
• Yüksek sıcaklık yüksek nem (85°C/%85RH, IF=150mA, 1000s): 0/1 arıza

Arıza kriterleri: İletim gerilimi > 1.1×ÜSL, ters akım > 2×ÜSL, ışık akısı<0.7×ASL.

Bu testlerin, iyi ısı dağılımı koşulları altında tek LED'ler üzerinde gerçekleştirildiğini unutmayın. Dizi uygulamalarında düşürme gerekebilir.

10. Çalışma Prensipleri

LED, bir GaAs alt tabaka üzerinde büyütülmüş AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) çok kuantum kuyusu yapısı kullanır. Bu malzeme sistemi, kırmızıdan kehribara kadar olan spektral aralıkta yüksek verimliliği ile bilinir. EMC paketi, mekanik sertlik ve iyi termal iletkenlik sağlayarak LED'in geleneksel epoksi paketlerden daha yüksek akımlarda çalışmasına olanak tanır. Geniş görüş açısı, kapsülleme şekli ve çip tasarımı ile elde edilir.

11. Alternatif Teknolojilerle Karşılaştırma

Geleneksel delikten geçmeli kırmızı LED'lerle karşılaştırıldığında, RF-A4E27-R15E-R4 çok daha küçük ayak izi, daha düşük profil ve otomatik SMT montajı ile uyumluluk sunar. EMC paketi, daha iyi nem direnci ve termal döngü altında daha yüksek güvenilirlik sağlar. AEC-Q102 kalifikasyonu, onu genel amaçlı LED'ler için her zaman mevcut olmayan otomotiv kullanımı için uygun hale getirir. Bununla birlikte, lümen başına maliyet bazı yüksek hacimli tüketici LED'lerinden daha yüksek olabilir, ancak kritik görev uygulamaları için haklı görülebilir.

12. Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED sabit gerilim kaynağı ile kullanılabilir mi?
C: İletim gerilimi değiştiği için sabit akım sürücüsü kullanılması önerilir. Sabit gerilim, gerilim grubun üst sınırında ise akımın maksimumu aşmasına neden olabilir.

S: 150mA'da tipik ömür nedir?
C: Bu veri sayfasında belirli L70/B10 verisi sağlanmamış olsa da, 105°C'de 1000 saat boyunca arızasız AEC-Q102 ömür testi iyi bir uzun ömür olduğunu gösterir. Otomotiv iç mekan uygulamaları için, uygun termal yönetim altında >10.000 saat ömür beklenir.

S: Bu LED'leri paralel kullanabilir miyim?
C: Paralel bağlantı mümkündür ancak VF varyasyonu nedeniyle akım paylaşımı sorununu önlemek için akım dengeleme dirençleri veya ortak bir sabit akım kaynağı ile yapılmalıdır.

S: Bu LED'ler kurşunsuz lehimleme ile uyumlu mu?
C: Evet, 260°C zirve sıcaklığı tipik kurşunsuz profillerle uyumludur.

S: Nem bariyerli torba çok uzun süre açık kaldıysa, kullanmadan önce LED'leri nasıl fırınlamalıyım?
C: 60±5°C'de en az 24 saat fırınlayın. Hasarı önlemek için 48 saati aşmayın.

13. Pratik Tasarım Örneği

Birim başına 50lm gerektiren bir gündüz farı (DRL) modülü düşünün. En yüksek grubu kullanarak (MB: 33.4-37.0lm), seri bağlı iki LED 150mA'da ~70lm elde eder. Her biri tipik 2.3V VF ile toplam iletim gerilimi 4.6V olur. 12V otomotiv veriyolundan girişli bir yükseltici tipi sabit akım sürücü, diziyi verimli bir şekilde sürebilir. PCB, kaput altı ortamında (ortam 85°C'ye kadar) birleşim sıcaklığını 100°C'nin altında tutmak için kartın metal çekirdeğine bağlı bir termal ped içermelidir. Işıma diyagramını kullanan optik simülasyon, ikincil reflektörler olmadan basit bir difüzörün gerekli fotometrik deseni elde edebileceğini gösterir.

14. Endüstri Trendleri

Otomotiv aydınlatma endüstrisi, kırmızı LED'lerin stop/arka lamba ve sinyal lambalarında akkor ampullerin yerini almasıyla tamamen yarı iletken çözümlere doğru kaymaya devam ediyor. AEC-Q102 kalifikasyonu bir temel gereklilik haline geliyor. Gelecekteki gelişmeler arasında daha yüksek etkinlik (kırmızı için hedef > 150 lm/W) ve uyarlanabilir aydınlatma için akıllı sürücülerle entegrasyon yer almaktadır. RF-A4E27-R15E-R4, iyi performans ve montaj kolaylığı ile mevcut otomotiv gereksinimlerini karşılayan olgun, güvenilir bir seçeneği temsil eder.