RF-OMRB14TS-AK LED Rouge PLCC2 - Taille 2,2x1,4x1,3mm - Tension 1,8V - Puissance 72mW - Grade Automobile

1. Présentation du produit

La RF-OMRB14TS-AK est une LED rouge haute performance montée en surface (SMD) dans un boîtier PLCC-2, conçue pour les applications exigeantes d'éclairage intérieur automobile. Ce composant utilise une technologie épitaxiale avancée AlGaInP (phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium) sur substrat, produisant une émission rouge riche avec une longueur d'onde dominante centrée autour de 615 nm. Les dimensions du boîtier sont 2,2 mm × 1,4 mm × 1,3 mm (longueur × largeur × hauteur), ce qui le rend adapté aux conceptions de circuits imprimés compacts. La LED présente un angle de vue extrêmement large de 120 degrés, garantissant une distribution uniforme de la lumière. Elle est qualifiée selon les normes de test de contrainte AEC-Q101 pour les semi-conducteurs discrets de grade automobile, assurant une fiabilité dans des conditions difficiles. Le niveau de sensibilité à l'humidité est de classe 2, et le dispositif est entièrement conforme aux réglementations RoHS et REACH.

2. Interprétation des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques

La tension directe (V_F) à un courant de test de 20 mA a un minimum de 1,8 V, une valeur typique de 2,0 V et un maximum de 2,4 V. Cette tension directe relativement faible est caractéristique des LED rouges AlGaInP. Le courant inverse (I_R) à une tension inverse de 5 V est inférieur à 10 µA, indiquant un excellent comportement de redressement. Le courant direct maximal autorisé est de 30 mA en continu, avec un courant direct de crête de 100 mA à un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms. La dissipation de puissance totale est limitée à 72 mW, ce qui doit être respecté pour éviter les dommages thermiques.

2.2 Caractéristiques optiques

À 20 mA, l'intensité lumineuse typique (I_V) est de 800 mcd, avec un minimum de 800 mcd et un maximum de 1200 mcd selon le bac L2. La longueur d'onde dominante (λ_D) varie de 612,5 nm à 620 nm, avec une valeur typique de 615 nm, plaçant l'émission dans la région rouge profond. L'angle de vue (2θ_1/2) est de 120 degrés, offrant un large diagramme de rayonnement adapté à l'éclairage ambiant intérieur.

2.3 Caractéristiques thermiques

La résistance thermique de la jonction au point de soudure (R_thJ-S) est spécifiée à 300 °C/W (max). Ce paramètre est critique pour la gestion thermique. La température de jonction (T_J) ne doit pas dépasser 120 °C, et la plage de température de fonctionnement est de -40 °C à +100 °C. Un dissipateur thermique approprié est essentiel pour maintenir la LED dans des limites de sécurité.

3. Explication du système de tri

3.1 Bacs de tension directe

La tension directe est triée en six groupes : B1 (1,8–1,9 V), B2 (1,9–2,0 V), C1 (2,0–2,1 V), C2 (2,1–2,2 V), D1 (2,2–2,3 V), D2 (2,3–2,4 V). Cela permet aux clients de sélectionner des LED avec une V_Fétroitement appariée pour les conceptions en chaînes parallèles.

3.2 Bacs d'intensité lumineuse

Deux bacs d'intensité sont définis : L1 (800–1000 mcd) et L2 (1000–1200 mcd). La valeur typique spécifiée (800 mcd) correspond à l'extrémité inférieure de L1, mais la production peut expédier l'un ou l'autre bac selon la commande.

3.3 Bacs de longueur d'onde

La longueur d'onde dominante est divisée en trois bacs : C2 (612,5–615,0 nm), D1 (615,0–617,5 nm), D2 (617,5–620,0 nm). La longueur d'onde typique de 615 nm tombe dans le bac D1. Le tri serré garantit la cohérence des couleurs dans les modules multi-LED.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La figure 1-6 montre une relation presque linéaire : lorsque le courant direct augmente de 0 à 30 mA, la tension directe passe d'environ 1,7 V à 2,3 V. C'est typique pour les LED AlGaInP et les concepteurs doivent tenir compte de la variation de V_F lorsqu'ils utilisent un entraînement à tension constante.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

La figure 1-7 montre que l'intensité lumineuse relative augmente avec le courant. À 20 mA, l'intensité est normalisée ; doubler le courant à 40 mA doublerait approximativement la sortie (bien que le courant maximal absolu soit de 30 mA en continu).

4.3 Dépendance à la température

La figure 1-8 montre que le flux lumineux relatif diminue à mesure que la température de soudure (T_S) augmente. À 100 °C, la sortie peut chuter à environ 70 % de la valeur à 25 °C. La figure 1-9 indique que le courant direct maximal autorisé doit être réduit au-dessus de 55 °C pour éviter de dépasser la limite de température de jonction de 120 °C. La figure 1-10 confirme que la tension directe diminue avec la température à un taux d'environ -2 mV/°C.

4.4 Diagramme de rayonnement

La figure 1-11 montre un diagramme de rayonnement de type lambertien avec un demi-angle de ±60° par rapport à l'axe optique. L'intensité relative reste supérieure à 50 % jusqu'à ±60°, confirmant la large angle de vue revendiqué.

4.5 Longueur d'onde en fonction du courant

La figure 1-12 indique un léger décalage vers le rouge de la longueur d'onde dominante avec l'augmentation du courant : d'environ 614 nm à 5 mA à 618 nm à 30 mA. L'effet est mineur mais doit être pris en compte si un ajustement précis des couleurs est requis.

4.6 Distribution spectrale

La figure 1-13 fournit la distribution de puissance spectrale normalisée. L'émission culmine près de 630 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) d'environ 20 nm. Aucun pic secondaire n'est présent, confirmant une bonne pureté de couleur.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Les dimensions en vue de dessus sont de 2,2 mm × 1,4 mm ; la hauteur est de 1,3 mm. L'anode est indiquée par un point sur le boîtier (figure 1-4). La disposition recommandée des plages de soudure (figure 1-5) utilise deux plages rectangulaires : 0,8 mm × 1,2 mm chacune avec un espacement de 1,4 mm. Toutes les tolérances sont de ±0,20 mm sauf indication contraire.

5.2 Bande porteuse et bobine

La LED est conditionnée dans une bande porteuse de 8 mm avec 3000 pièces par bobine. Dimensions clés de la bande : pas de cavité P0 = 4,0 mm, pas de composant P1 = 4,0 mm, pas de trou de pignon P2 = 2,0 mm, largeur de bande W = 8,0 mm. Le diamètre extérieur de la bobine est de 178 mm, le diamètre du moyeu de 60 mm.

5.3 Étiquette et barrière anti-humidité

Chaque bobine porte une étiquette indiquant le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de bac (bac VF, bac d'intensité, bac de longueur d'onde), la quantité et le code de date. Les bobines sont scellées sous vide dans un sac barrière anti-humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité, répondant aux exigences MSL-2.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de refusion recommandé suit la norme JEDEC J-STD-020. Paramètres clés : taux de montée en température ≤ 3 °C/s, préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 s, temps au-dessus de 217 °C (T_L) de 60 à 150 s, température de crête (T_P) de 260 °C pendant max 10 s à moins de 5 °C de T_P, et taux de refroidissement ≤ 6 °C/s. Seuls deux cycles de refusion sont autorisés. Si le temps entre deux étapes de soudure dépasse 24 heures, les LED peuvent être endommagées.

6.2 Soudure manuelle et réparation

Si la soudure manuelle est nécessaire, utilisez une température de pointe de fer à souder inférieure à 300 °C et maintenez le temps de contact sous 3 secondes, et une seule reprise est autorisée. Pour la réparation, un fer à souder à double tête est recommandé ; évitez de toucher la lentille en silicone avec le fer.

6.3 Conditions de stockage

Avant d'ouvrir le sac scellé, stockez à ≤30 °C et ≤75 % HR pendant une durée maximale d'un an à compter de la date de scellage. Après ouverture, les LED doivent être utilisées dans les 24 heures à ≤30 °C et ≤60 % HR. Si la carte indicatrice d'humidité montre une humidité excessive ou si le temps de stockage est dépassé, faites cuire les composants à 60±5 °C pendant au moins 24 heures avant utilisation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

La quantité d'emballage standard est de 3000 pièces par bobine. Chaque bobine est placée dans un sac barrière anti-humidité avec une étiquette. L'étiquette comprend le numéro de pièce (par exemple, RF-OMRB14TS-AK), le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de bac (VF, IV, WLD), la quantité et la date. Le carton d'expédition final contient plusieurs bobines. Le code de commande doit faire référence aux exigences spécifiques de bac si un appariement précis est nécessaire. Il est recommandé de consulter l'usine pour la disponibilité des bacs spécifiques de V_F, d'intensité et de longueur d'onde.

8. Recommandations d'application

8.1 Applications typiques

L'application principale est l'éclairage intérieur automobile, comme le rétroéclairage du tableau de bord, les bandes lumineuses d'ambiance, les plafonniers et les voyants. Le large angle de vue est bénéfique pour un éclairage uniforme du panneau. La qualification AEC-Q101 garantit la fiabilité sur la durée de vie du véhicule.

8.2 Considérations de conception

• Réduction du courant :Fonctionnez toujours en dessous de 30 mA en continu ; réduisez le courant au-dessus de 55 °C ambiants conformément à la figure 1-9.
• Gestion thermique :Utilisez des plages de cuivre adéquates et des vias thermiques pour maintenir la température du point de soudure en dessous de 85 °C pour une stabilité maximale du flux lumineux.
• Protection ESD :La LED a une tension de tenue ESD HBM de 2000 V. Cependant, une protection ESD est toujours recommandée lors de la manipulation et de l'assemblage. Utilisez des postes de travail mis à la terre et un emballage antistatique.
• Conception du circuit :Pour éviter l'emballement thermique, utilisez une résistance de limitation de courant par LED ou un driver à courant constant. La connexion en parallèle de LED avec différents bacs de V_F peut entraîner une distribution inégale du courant.
• Conception optique :Le diagramme de rayonnement de type lambertien permet une intégration facile dans des guides de lumière ou des diffuseurs. L'angle de vue de 120° couvre une large zone.
• Contrôle du soufre et des halogènes :L'environnement doit maintenir une teneur en soufre inférieure à 100 ppm dans les matériaux en contact. Les teneurs en brome et en chlore dans les matériaux externes doivent chacune être inférieures à 900 ppm, avec un total inférieur à 1500 ppm, pour éviter la corrosion du cadre de connexion plaqué argent.

9. Comparaison technologique

Comparée aux LED rouges conventionnelles utilisant les technologies GaAsP ou GaP, la RF-OMRB14TS-AK à base d'AlGaInP offre une efficacité lumineuse plus élevée (jusqu'à 40 lm/W à 20 mA) et une meilleure stabilité en température. Son boîtier PLCC-2 offre une empreinte plus petite que les composants traversants plus anciens et est compatible avec l'assemblage SMT automatisé. L'angle de vue de 120° est plus large que celui de nombreuses LED rouges concurrentes (souvent 110° ou moins), offrant plus de flexibilité de conception pour un éclairage uniforme. La qualification AEC-Q101 la distingue des LED de qualité grand public, la rendant adaptée aux applications automobiles critiques pour la sécurité.

10. Foire aux questions

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 30 mA ?
R : Oui, le courant direct maximal absolu est de 30 mA en continu, mais vous devez garantir que la température de jonction reste inférieure à 120 °C. À la puissance nominale maximale de 72 mW (30 mA × 2,4 V), l'élévation de température est de 72 mW × 300 °C/W = 21,6 °C au-dessus du point de soudure. Si le point de soudure est à 85 °C, la jonction sera à 106,6 °C, ce qui est sûr. Cependant, une réduction du courant peut être nécessaire à des températures ambiantes plus élevées.

Q : Quelle est la tension directe typique à 20 mA ?
R : La tension directe typique est de 2,0 V, mais elle peut varier de 1,8 V à 2,4 V selon le bac. Concevez votre circuit pour tenir compte de cette plage.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour l'éclairage extérieur automobile ?
R : La fiche technique spécifie une approbation uniquement pour l'intérieur automobile. Les applications extérieures peuvent nécessiter des qualifications supplémentaires (par exemple, AEC-Q102). Cependant, la puce elle-même peut être utilisable si elle est correctement protégée contre l'humidité et les contraintes thermiques.

Q : Comment nettoyer le PCB après soudure ?
R : Utilisez de l'alcool isopropylique. Évitez le nettoyage par ultrasons car il peut endommager la LED. Si d'autres solvants sont utilisés, vérifiez leur compatibilité avec l'encapsulation en silicone.

11. Études de cas d'utilisation réelles

11.1 Module d'éclairage d'ambiance du tableau de bord

Un équipementier automobile de premier rang a conçu un guide de lumière linéaire pour les bandes d'ambiance du tableau de bord en utilisant 12 LED RF-OMRB14TS-AK espacées de 10 mm. Chaque LED était alimentée à 15 mA pour obtenir 400 mcd par segment. Le large angle de vue de 120° a assuré une luminosité uniforme le long du guide sans points chauds. Le module a passé des tests de durée de vie de 1000 heures à 85 °C/85 % HR avec une dépréciation du flux lumineux inférieure à 10 %.

11.2 Rétroéclairage de la console centrale

Dans une conception de console centrale, la LED a été utilisée comme rétroéclairage direct pour des boutons tactiles capacitifs. Un film diffuseur a été placé à 3 mm au-dessus de la LED. La luminance résultante dépassait 500 cd/m² à 20 mA. La haute densité de flux de 800 mcd par LED a permis d'utiliser moins de composants par rapport aux LED de génération précédente, réduisant les coûts.

12. Explication du principe

La RF-OMRB14TS-AK utilise AlGaInP (phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium) comme matériau de la couche active. Lorsqu'une polarisation directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région du puits quantique, émettant des photons avec une énergie correspondant à la partie rouge du spectre. La bande interdite d'AlGaInP peut être ajustée en modifiant la composition d'aluminium et d'indium ; pour une émission rouge autour de 615 nm, la composition est optimisée pour atteindre un rendement quantique interne élevé. Le substrat (probablement GaAs ou GaP) est transparent à la lumière émise, permettant également l'extraction de la lumière par le bas. Le boîtier PLCC-2 utilise un encapsulant en silicone transparent pour protéger la puce et servir de lentille. La cathode et l'anode sont connectées via des cadres de connexion plaqués argent.

13. Tendances de développement

Le marché des LED automobiles évolue vers une efficacité plus élevée et des boîtiers plus petits. Les futures itérations de cette famille de produits pourraient offrir une efficacité lumineuse encore plus élevée (par exemple, >50 lm/W) grâce à une conception épitaxiale améliorée et une meilleure répartition du courant. De plus, l'intégration de diodes de protection ESD dans le boîtier pourrait simplifier la conception au niveau de la carte. La tendance vers le rétroéclairage miniLED et microLED pourrait éventuellement atteindre l'intérieur automobile, mais les boîtiers PLCC-2 restent rentables pour l'éclairage ambiant en grand volume. La conformité aux futures normes de fiabilité automobile (par exemple, AEC-Q102 pour la sécurité photobiologique) sera nécessaire.