LED Rouge 2.7x2.0x0.6mm - Tension directe 2.0-2.6V - Puissance 2.184W - Longueur d'onde 617nm - Grade Automobile

1. Présentation du produit

1.1 Description générale

Les dispositifs de source de couleur rouge sont fabriqués avec une diode électroluminescente AlGaInP (phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium) sur substrat. Les dimensions du boîtier du produit sont de 2,7 mm x 2,0 mm x 0,6 mm (longueur x largeur x hauteur). La LED est encapsulée dans un boîtier EMC (composé de moulage époxy) qui offre une excellente fiabilité et des performances thermiques.

1.2 Caractéristiques

• Boîtier EMC pour des propriétés mécaniques et thermiques robustes.
• Angle de vue extrêmement large de 120 degrés.
• Convient à tous les processus d'assemblage SMT et de soudure.
• Disponible en bande et bobine pour le pick-and-place automatisé.
• Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 2 (MSL 2).
• Conformité aux réglementations RoHS et REACH.
• Qualifications basées sur les tests de contrainte AEC-Q102 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile.

1.3 Applications

Applications d'éclairage automobile intérieur et extérieur, y compris l'éclairage d'ambiance intérieur, les feux de signalisation extérieurs, les feux arrière, les clignotants et autres fonctions d'éclairage nécessitant une haute fiabilité.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques (Ts=25°C)

À un courant direct de 700 mA, la LED présente les caractéristiques électriques et optiques typiques suivantes :

• Tension directe (VF) : 2,0 V (min) à 2,6 V (max). Cette plage de tension est contrôlée par classement.
• Courant inverse (IR) : Maximum 10 μA à une tension inverse de 5 V.
• Flux lumineux (Φ) : 105 lm (min) à 140 lm (max) à 700 mA. Une efficacité lumineuse élevée est obtenue grâce à une conception de puce efficace.
• Longueur d'onde dominante (Wd) : 612,5 nm (min), 617 nm (typique), 620 nm (max). Cela place l'émission dans la région rouge du spectre visible.
• Angle de vue (2θ1/2) : 120 degrés (typique). Le large angle de faisceau assure une répartition uniforme de la lumière.
• Résistance thermique (RTHJ-S) : Maximum 15 °C/W. Une faible résistance thermique facilite la dissipation de la chaleur vers le joint de soudure.

2.2 Valeurs maximales absolues

Le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents :

• Dissipation de puissance (PD) : 2184 mW
• Courant direct (IF) : 840 mA
• Courant direct de crête (IFP) : 1000 mA (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 10 ms)
• Tension inverse (VR) : 5 V
• Décharge électrostatique (ESD, HBM) : 2000 V (rendement 90 % ; manipulation appropriée requise)
• Température de fonctionnement (TOPR) : -40 °C à +125 °C
• Température de stockage (TSTG) : -40 °C à +125 °C
• Température de jonction (TJ) : 150 °C (max)

2.3 Plages de classement de la tension directe et du flux lumineux

Pour garantir la cohérence, chaque LED est triée en lots en fonction de la tension directe, du flux lumineux et de la longueur d'onde à IF=700 mA :

Classes de tension directe :

• C0 : 2,0 V – 2,2 V
• D0 : 2,2 V – 2,4 V
• E0 : 2,4 V – 2,6 V

Classes de flux lumineux :

• SA : 105 lm – 117 lm
• SB : 117 lm – 130 lm
• TA : 130 lm – 140 lm

Classes de longueur d'onde dominante :

• 612,5 – 615 nm
• 615 – 617,5 nm
• 617,5 – 620 nm

Les clients doivent spécifier les classes souhaitées pour leur application. Le code de classement sur l'étiquette (par exemple, VF: D0, Flux: SB, Longueur d'onde: 615-617,5) assure la traçabilité.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Tension directe en fonction du courant direct (courbe I-V)

La courbe caractéristique montre une augmentation exponentielle du courant direct avec la tension directe. À 700 mA, VF se situe entre 2,0 et 2,6 V. La forme de la courbe est typique des diodes AlGaInP.

3.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative

L'intensité lumineuse relative augmente linéairement à faibles courants et sature progressivement à des courants plus élevés en raison de l'échauffement. À 700 mA, l'intensité relative est proche de 100 %, offrant une efficacité optimale.

3.3 Température de soudure en fonction de l'intensité relative

Lorsque la température du point de soudure (Ts) augmente de 20 °C à 120 °C, l'intensité relative chute à environ 80 %, indiquant une chute thermique significative. Un dissipateur thermique adéquat est nécessaire pour maintenir la luminosité.

3.4 Température de soudure en fonction du courant direct (déclassement)

Le courant direct maximal autorisé doit être déclassé à mesure que la température augmente pour maintenir la température de jonction en dessous de 150 °C. À Ts=100 °C, environ 600 mA est autorisé.

3.5 Tension directe en fonction de la température de soudure

La tension directe diminue linéairement avec l'augmentation de la température (coefficient de température négatif). Cela aide à équilibrer les courants dans les chaînes parallèles mais doit être pris en compte dans la conception.

3.6 Diagramme de rayonnement

La LED émet de la lumière sur un large angle de 120° (largeur à mi-hauteur). Le diagramme de rayonnement est de type lambertien, adapté à un éclairage uniforme d'une zone.

3.7 Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante

L'augmentation du courant direct de 0 à 250 mA provoque un léger décalage vers le rouge d'environ 2 nm. Cet effet est minime mais peut être pris en compte dans les applications critiques en termes de couleur.

3.8 Distribution spectrale

Le spectre d'émission culmine autour de 617 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) étroite d'environ 20 nm, typique des LED rouges AlGaInP. Aucun pic secondaire dans la gamme UV ou IR.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la LED a des dimensions de vue de dessus de 2,70 mm x 2,00 mm et une hauteur de 0,60 mm. La vue de dessous montre deux plots d'anode (A) et de cathode (C) de dimensions 1,30 mm x 0,45 mm espacés de 1,20 mm. La polarité est marquée sur le boîtier. Le motif de soudure recommandé comprend des plots thermiques pour la dissipation de la chaleur.

4.2 Dimensions de la bande support

La bande support a les dimensions de poche : A0=2,10±0,1 mm, B0=3,05±0,1 mm, K0=0,75±0,1 mm. Largeur de bande W=8,0±0,2 mm. Trous d'entraînement : D0=1,55±0,05 mm, E=1,75±0,1 mm, P0=4,0±0,1 mm, P1=4,0±0,1 mm, P2=2,0±0,1 mm, F=3,5±0,1 mm, D1=1,0±0,1 mm.

4.3 Dimensions de la bobine

Dimensions de la bobine : diamètre du moyeu 12±0,1 mm, diamètre extérieur 180±1 mm, largeur 60±1 mm, trou de broche 13,0±0,5 mm.

4.4 Spécifications de l'étiquette

Chaque bobine et sac barrière contre l'humidité sont étiquetés avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, les codes de classement (pour le flux, la chromaticité, la tension, la longueur d'onde), la quantité et le code de date.

5. Guide de soudure et d'assemblage

5.1 Profil de soudure par refusion SMT

Le profil de soudure par refusion recommandé garantit des joints de soudure fiables sans endommager la LED. Paramètres clés : préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes ; montée en température jusqu'à 217 °C ; temps au-dessus de 217 °C : maximum 60 secondes ; température de crête 260 °C pendant maximum 10 secondes ; vitesse de refroidissement maximum 6 °C/s. Ne pas effectuer plus de deux cycles de refusion. Si plus de 24 heures séparent deux cycles de refusion, la LED peut absorber de l'humidité et être endommagée.

5.2 Réparation

La réparation après soudure est déconseillée. Si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double tête et vérifiez l'impact sur les caractéristiques de la LED.

5.3 Précautions

• L'encapsulant silicone est souple ; évitez toute pression sur la surface supérieure.
• Ne montez pas sur un PCB gondolé et ne pliez pas après soudure.
• Évitez les contraintes mécaniques et les vibrations pendant le refroidissement.
• Ne refroidissez pas rapidement le dispositif après soudure.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécification d'emballage

Emballage standard : 4000 pièces par bobine. Chaque bobine est scellée dans un sac barrière contre l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité.

6.2 Emballage résistant à l'humidité

La bobine est placée dans un sac barrière contre l'humidité avec étiquette. Le sac est scellé sous vide pour empêcher la pénétration de l'humidité.

6.3 Carton

Plusieurs bobines sont emballées dans un carton pour l'expédition. Le carton est étiqueté avec les informations sur le produit.

6.4 Éléments et conditions des tests de fiabilité

Critères : changement de VF ≤ 10% de USL, IR ≤ 200% de USL, flux ≥ 70% de LSL.

6.5 Critères de jugement des dommages

Après les tests de fiabilité, la LED est considérée comme défaillante si la tension directe dépasse 1,1 fois la limite supérieure de spécification (USL), le courant inverse dépasse 2,0 fois USL, ou le flux lumineux tombe en dessous de 0,7 fois la limite inférieure de spécification (LSL).

7. Recommandations d'application

Lors de la conception avec cette LED rouge, tenez compte des éléments suivants :

• Gestion thermique :Utilisez une surface de cuivre adéquate sur le PCB et assurez un bon contact thermique pour maintenir la température du joint de soudure dans les limites. La température de jonction ne doit pas dépasser 150 °C.
• Limitation du courant :Une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant est essentiel pour empêcher l'emballement du courant dû au coefficient de température négatif de VF.
• Protection ESD :Utilisez des dispositifs de protection ESD (par exemple, des diodes TVS) et suivez les procédures de manipulation sans ESD.
• Restrictions environnementales :L'environnement et les matériaux en contact doivent avoir une teneur en soufre inférieure à 100 ppm, en brome et chlore chacun inférieure à 900 ppm, et totale inférieure à 1500 ppm. Évitez les COV qui peuvent décolorer le silicone.
• Stockage :Stockez les sacs non ouverts à ≤30 °C, ≤75 % HR jusqu'à 1 an. Après ouverture, utilisez dans les 24 heures à ≤30 °C, ≤60 % HR. Cuire à 60±5 °C pendant >24 heures si ces limites sont dépassées.

8. Comparaison technique

Comparée aux LED rouges conventionnelles utilisant des boîtiers PPA ou PCT, ce dispositif en boîtier EMC offre une stabilité thermique supérieure, un angle de faisceau plus large et une résistance thermique plus faible. La qualification AEC-Q102 garantit une fiabilité de qualité automobile. Le classement strict en tension, flux et longueur d'onde offre une meilleure uniformité pour la production en série.

9. Foire aux questions

1. Q : Quelle est la tension directe typique à 700 mA ?R : Elle se situe entre 2,0 V et 2,6 V selon le lot. Les lots les plus courants sont autour de 2,2-2,4 V.
2. Q : Puis-je alimenter cette LED avec un courant pulsé ?R : Oui, un courant de crête jusqu'à 1000 mA est autorisé avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms.
3. Q : Cette LED est-elle adaptée aux feux automobiles extérieurs ?R : Oui, elle est qualifiée selon AEC-Q102 et peut supporter -40 °C à +125 °C.
4. Q : Comment dois-je gérer la sensibilité à l'humidité ?R : Suivez les procédures MSL2. Cuire si nécessaire.
5. Q : Puis-je utiliser un nettoyage par ultrasons ?R : Non recommandé ; utilisez de l'alcool isopropylique si un nettoyage est nécessaire.

10. Cas d'application pratiques

Cas 1 : Feu arrière automobile.Plusieurs LED rouges sont placées en réseau pour atteindre la luminosité requise du feu arrière. Configuration série-parallèle avec résistances d'équilibrage de courant. Dissipation thermique appropriée via un PCB à noyau métallique.

Cas 2 : Éclairage d'ambiance intérieur.LED rouges utilisées pour l'éclairage d'ambiance. Gradation PWM contrôlée par microcontrôleur. Un angle de vue large assure un éclairage uniforme.

11. Principe de fonctionnement

La LED est basée sur une hétérostructure AlGaInP développée sur un substrat GaAs. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons du côté n et les trous du côté p se recombinent dans la région active, émettant des photons avec une énergie correspondant à la bande interdite. La composition de la couche AlGaInP est ajustée pour obtenir une émission rouge autour de 617 nm. Le substrat absorbe les longueurs d'onde plus courtes, et le boîtier EMC protège la puce et améliore l'extraction de la lumière.

12. Tendances de développement

L'industrie de l'éclairage automobile évolue vers une efficacité plus élevée, la miniaturisation et l'intégration de fonctions intelligentes. Les LED avec des boîtiers plus petits (comme ce 2,7x2,0 mm) permettent des modules lumineux plus fins. Les progrès de la technologie des puces continuent d'améliorer l'efficacité lumineuse. De plus, l'adoption accrue des feux arrière entièrement LED et des phares matriciels stimule la demande de composants fiables qualifiés AEC-Q102. Ce produit s'aligne sur ces tendances en offrant un classement strict, une haute fiabilité et un encombrement réduit.