Spécifications LED Rouge PLCC4 3,5x2,8x1,85mm 1,8-2,4V 0,168W – Fiche Technique

1. Présentation du produit

Le RF-RSRA30TS-CD-G est une LED rouge haute performance en boîtier PLCC4, conçue pour des applications d'éclairage automobile exigeantes. Avec des dimensions de 3,50 mm x 2,80 mm x 1,85 mm, ce composant CMS offre une luminosité et une fiabilité exceptionnelles. Le dispositif utilise la technologie épitaxiale AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphure) sur substrat, garantissant une émission lumineuse efficace dans une plage de longueurs d'onde dominantes de 627,5 nm à 637,5 nm. Ses principaux avantages incluent un angle de vue extrêmement large de 120°, la conformité à la qualification de contrainte AEC-Q101 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile et un niveau de sensibilité à l'humidité de 2. La LED est conforme aux directives RoHS et REACH, ce qui la rend adaptée aux marchés mondiaux.

Les applications cibles incluent les systèmes d'éclairage intérieur et extérieur automobile tels que les indicateurs de tableau de bord, l'éclairage ambiant intérieur, les feux stop et les clignotants. Le boîtier robuste prend en charge tous les processus standards d'assemblage CMS et de soudure par refusion, et est disponible en bobine pour une fabrication automatisée.

2. Interprétation des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques (Ts=25°C)

La tension directe (VF) à un courant d'essai de 50 mA est spécifiée avec un minimum de 1,8 V, une valeur typique de 2,2 V et un maximum de 2,4 V. Cette tension directe relativement faible permet une utilisation efficace de l'énergie dans les systèmes automobiles 12 V lorsqu'elle est combinée à des résistances de limitation de courant appropriées. Le courant inverse (IR) à VR=5 V est inférieur à 10 µA, ce qui indique une excellente intégrité de la jonction. Les valeurs nominales absolues maximales indiquent un courant direct maximal de 70 mA en continu et un courant direct de crête de 100 mA (à rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10 ms), offrant une marge de manœuvre pour un fonctionnement pulsé. La dissipation de puissance est limitée à 168 mW et la température de jonction ne doit pas dépasser 120 °C.

2.2 Caractéristiques optiques (IF=50 mA)

L'intensité lumineuse (IV) varie de 1200 mcd (minimum) à 2800 mcd (maximum), avec une valeur typique de 1800 mcd. Cette luminosité élevée permet la visibilité en plein soleil. La longueur d'onde dominante (Wd) est triée avec précision de 627,5 nm à 637,5 nm, garantissant une cohérence des couleurs entre les lots. L'angle de vue (2θ1/2) est typiquement de 120°, offrant une large couverture d'éclairage adaptée à la signalétique et à l'éclairage d'ambiance. La résistance thermique (RTHJ-S) est évaluée à 150 °C/W maximum, ce qui doit être pris en compte dans la conception de la gestion thermique.

2.3 Valeurs nominales absolues maximales

La plage de température de fonctionnement est de -40 °C à +100 °C, et la plage de température de stockage est également de -40 °C à +100 °C. La capacité de résistance aux décharges électrostatiques (ESD) est de 2000 V (HBM), avec un rendement supérieur à 90 % à ce niveau, mais une protection ESD pendant la manipulation est toujours recommandée. Le dispositif est qualifié selon les directives AEC-Q101 pour les semi-conducteurs discrets automobiles.

3. Système de tri

Le produit est trié en lots pour la tension directe, l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante afin de garantir une cohérence de performance serrée.

3.1 Lots de tension directe (IF=50 mA)

Six lots sont définis : 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). Cette granularité fine permet aux clients de sélectionner des dispositifs correspondant à la conception de leur circuit de commande.

3.2 Lots d'intensité lumineuse (IF=50 mA)

Quatre lots : M1 (1200-1500 mcd), M2 (1500-1800 mcd), N1 (1800-2300 mcd), N2 (2300-2800 mcd). Les lots supérieurs offrent une sortie plus lumineuse, permettant une flexibilité de conception.

3.3 Lots de longueur d'onde dominante (IF=50 mA)

Quatre lots : F2 (627,5-630 nm), G1 (630-632,5 nm), G2 (632,5-635 nm), H1 (635-637,5 nm). Un contrôle serré de la longueur d'onde garantit une apparence de couleur uniforme dans les matrices multi-LED.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes typiques à Ts=25 °C (sauf indication contraire) pour guider la conception :

• Tension directe en fonction du courant direct (Fig. 1-7) :La courbe montre une relation non linéaire typique des LED. À 1,8 V, le courant est proche de zéro ; à 2,2 V, le courant atteint environ 50 mA ; à 2,4 V, le courant dépasse 70 mA. Les concepteurs doivent utiliser des résistances de limitation de courant ou des pilotes à courant constant.
• Courant direct en fonction de l'intensité relative (Fig. 1-8) :L'intensité relative augmente de manière approximativement linéaire avec le courant direct de 0 à 70 mA, atteignant environ 120 % à 70 mA par rapport à la référence de 50 mA. Cela permet une gradation via MLI.
• Température de soudure en fonction de l'intensité relative (Fig. 1-9) :Lorsque la température du point de soudure (Ts) passe de 20 °C à 120 °C, le flux lumineux relatif diminue jusqu'à environ 80 % à 120 °C. La gestion thermique est essentielle pour maintenir le rendement lumineux.
• Température de soudure en fonction du courant direct (Fig. 1-10) :Le courant direct maximal admissible doit être réduit à mesure que la température ambiante augmente. À Ts=100 °C, le courant maximal recommandé est d'environ 40 mA (contre 70 mA à 25 °C).
• Tension directe en fonction de la température de soudure (Fig. 1-11) :La tension directe diminue avec l'augmentation de la température à un taux d'environ -2 mV/°C, ce qui aide à prévenir l'emballement thermique dans les conceptions à tension constante, mais doit être pris en compte dans les circuits à courant constant.
• Diagramme de rayonnement (Fig. 1-12) :La distribution angulaire de l'intensité est presque lambertienne avec un demi-angle de ±60°, confirmant l'angle de vue de 120°. L'intensité relative chute à 50 % à ±60°.
• Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante (Fig. 1-13) :Lorsque le courant augmente de 0 à 70 mA, la longueur d'onde dominante se déplace légèrement vers les longueurs d'onde plus longues (décalage vers le rouge) d'environ 2 nm. Cet effet est minime (<1 nm) pour les courants proches de la condition d'essai.
• Distribution spectrale (Fig. 1-14) :La distribution de puissance spectrale culmine autour de 630 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) étroite d'environ 20 nm, caractéristique des LED rouges AlGaInP.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La LED mesure 3,50 mm x 2,80 mm x 1,85 mm (longueur x largeur x hauteur). Un repère de polarité est indiqué sur la vue de dessus. La vue de dessous montre quatre bornes : broche 1 (Anode), broche 2 (Cathode), et deux broches supplémentaires (broches 3 et 4 non connectées ou servant de supports mécaniques). Les dimensions du schéma de soudure recommandé (empreinte) sont fournies : 2,60 mm (largeur) x 1,60 mm (hauteur) pour chaque pastille, avec une largeur totale de 4,60 mm. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Spécifications de la bande transporteuse et de la bobine

La LED est fournie en bande transporteuse avec un pas de 4,00 mm, une largeur de 8,0 mm et des dimensions de cavité de 3,50 mm x 3,50 mm. Chaque bobine contient 2000 pièces. La bobine a un diamètre de 330 mm ±1 mm, un diamètre de moyeu de 100 mm ±1 mm et une largeur de 13,0 mm ±0,5 mm. Une étiquette sur la bobine indique le numéro de pièce, le numéro de lot, le code de lot et la quantité.

5.3 Emballage résistant à l'humidité

Les LED sont emballées dans un sachet barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité pour maintenir le niveau d'humidité avant ouverture. Conditions de stockage : avant ouverture, stocker à ≤30 °C et ≤75 % HR jusqu'à un an ; après ouverture, utiliser dans les 24 heures à ≤30 °C et ≤60 % HR. Si non utilisé dans les 24 heures, étuver à 60±5 °C pendant >24 heures.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de refusion recommandé est basé sur les normes JEDEC. Paramètres clés : préchauffage de 150 °C à 200 °C en 60-120 secondes ; vitesse de montée ≤3 °C/s ; temps au-dessus de 217 °C (TL) ne doit pas dépasser 60 secondes ; température de crête (TP) 260 °C avec un temps maximal dans les 5 °C de la crête de 10 secondes ; vitesse de refroidissement ≤6 °C/s. Le temps total de 25 °C à la crête doit être ≤8 minutes. La soudure par refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois. Si plus de 24 heures s'écoulent entre les cycles de soudure, les LED peuvent être endommagées en raison de l'absorption d'humidité.

6.2 Soudure manuelle et réparation

Si la soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder à ≤300 °C pendant moins de 3 secondes, et une seule fois. La réparation après refusion est déconseillée. Si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double pointe et confirmez l'absence de dommage aux caractéristiques de la LED.

6.3 Précautions de manipulation

L'encapsulant de la LED est en silicone, qui est mou. N'appliquez pas de pression excessive sur la surface de la lentille lors de la prise ou de la manipulation. Évitez de monter sur des PCB voilés. N'appliquez pas de contrainte mécanique ou de vibration pendant le refroidissement après soudure. Le refroidissement rapide est déconseillé. La teneur en soufre dans les matériaux en contact ne doit pas dépasser 100 ppm ; le brome et le chlore chacun<900 ppm, total<1500 ppm. Les composés organiques volatils (COV) provenant des matériaux de fixation peuvent décolorer le silicone ; utilisez des adhésifs compatibles.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Emballage standard : 2000 LED par bobine. La bobine est placée dans un sachet barrière à l'humidité avec étiquette, puis emballée dans une boîte en carton. L'étiquette comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de lot (flux lumineux, chromaticité, tension directe, longueur d'onde), la quantité et la date. Pour commander, utilisez le numéro de pièce complet RF-RSRA30TS-CD-G. Des sélections de lots personnalisées peuvent être disponibles sur demande.

8. Recommandations d'application

Cette LED rouge est idéale pour l'éclairage intérieur et extérieur automobile. Dans les applications intérieures (par exemple, indicateurs de tableau de bord, éclairage d'ambiance), le large angle de vue garantit un éclairage uniforme. Dans les applications extérieures (par exemple, feux stop, clignotants), l'intensité lumineuse élevée (jusqu'à 2800 mcd) fournit la luminosité nécessaire. Les concepteurs doivent intégrer une gestion thermique pour maintenir la température de jonction en dessous de 120 °C. Utilisez des pilotes à courant constant avec des résistances de limitation de courant appropriées. Pour un fonctionnement pulsé (par exemple, gradation MLI), le courant direct de crête peut atteindre 100 mA à faible rapport cyclique. Assurez une protection ESD lors de l'assemblage et de la manipulation.

9. Comparaison technique

Comparé aux LED rouges encapsulées époxy standard, ce dispositif PLCC4 offre un angle de vue plus large (120° contre 90° typique) et une fiabilité accrue pour les environnements automobiles. La qualification AEC-Q101 le différencie des LED de qualité commerciale, garantissant des performances sous cyclage thermique, haute température et humidité. L'encapsulation silicone offre une meilleure résistance aux contraintes thermiques et à la dégradation UV que l'époxy. Le tri serré (pas de 0,1 V pour VF, pas de 300 à 500 mcd pour IV, pas de 2,5 nm pour la longueur d'onde) assure une cohérence supérieure de la couleur et de la luminosité entre les lots de production.

10. Foire aux questions

Q : Quel est le courant direct recommandé pour cette LED ?
R : Le courant d'essai est de 50 mA, mais le courant continu maximal absolu est de 70 mA. Pour une durée de vie prolongée, 50 mA est recommandé. Pour un fonctionnement pulsé, jusqu'à 100 mA à 10 % de rapport cyclique (impulsion de 10 ms) est autorisé.

Q : Cette LED peut-elle être utilisée dans des applications automobiles extérieures ?
R : Oui. Elle est qualifiée selon AEC-Q101 pour un usage automobile, avec une plage de température de fonctionnement de -40 °C à +100 °C, adaptée à l'éclairage extérieur.

Q : Dois-je étuver les LED avant utilisation ?
R : Seulement si le sachet barrière à l'humidité a été ouvert pendant plus de 24 heures, ou si l'indicateur d'humidité montre une humidité excessive. Il est recommandé d'étuver à 60±5 °C pendant >24 heures.

Q : Comment sélectionner le lot correct pour mon application ?
R : Utilisez les tableaux de tri. Pour une couleur rouge cohérente, choisissez un lot de longueur d'onde (par exemple, G1 630-632,5 nm). Pour la luminosité, sélectionnez M2 ou supérieur. Faites correspondre le lot de tension à la sortie de votre pilote.

11. Étude de cas de conception : éclairage ambiant intérieur automobile

Considérons une conception pour une bande d'éclairage ambiant de la console centrale d'une voiture utilisant 10 LED. Chaque LED est pilotée à 50 mA (typique). Avec une tension directe de 2,2 V, la tension directe totale pour la bande (si montée en série) serait de 22 V, nécessitant un convertisseur élévateur à partir d'une batterie 12 V. Alternativement, en utilisant 5 chaînes parallèles de 2 LED chacune, la tension de chaque chaîne est d'environ 4,4 V, avec des résistances de limitation de courant. Analyse thermique : dissipation de puissance totale = 10 * 50 mA * 2,2 V = 1,1 W. Si l'ambiance est à 85 °C, l'élévation de température de jonction = puissance * résistance thermique (150 °C/W) par LED = 0,11 W * 150 °C/W = 16,5 °C, température de jonction = 101,5 °C (<120 °C). Assurez une zone de cuivre sur le PCB pour la répartition de la chaleur. Le large angle de vue de 120° garantit une distribution lumineuse uniforme sans optique secondaire.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED rouge utilise une structure à puits quantiques multiples (MQW) en AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphure) développée sur un substrat (généralement GaAs ou substrat transparent). La couche active émet de la lumière par recombinaison électron-trou lorsqu'elle est polarisée en direct. La longueur d'onde est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau AlGaInP, qui est ajustée par la composition en aluminium et indium. Le boîtier PLCC4 fournit une cavité réfléchissante pour améliorer l'extraction de la lumière, et la lentille en silicone façonne le diagramme de rayonnement selon l'angle de vue spécifié de 120°.

13. Tendances de développement

La technologie des LED automobiles continue de progresser vers une efficacité lumineuse plus élevée (lm/W) et une meilleure gestion thermique. Pour les LED rouges, les améliorations de l'épitaxie AlGaInP ont augmenté l'efficacité, et de nouvelles conceptions de boîtier (par exemple, les boîtiers à l'échelle de la puce) permettent des facteurs de forme plus petits. La tendance vers l'éclairage adaptatif et les phares à matrice LED exige un tri plus serré et une fiabilité accrue. De plus, l'adoption d'AEC-Q102 (plus strict que Q101) émerge. La conformité de cette LED à AEC-Q101 la positionne bien pour les conceptions automobiles actuelles, et les versions futures pourraient inclure une protection ESD intégrée et des capacités de courant plus élevées.