Spécification de la LED blanche RF-A1F30-W269-A2 - Taille 3,0x1,4x0,55mm - Tension 2,8-3,4V - Puissance 238mW - Éclairage intérieur automobile

1. Présentation du produit

1.1 Description générale

La RF-A1F30-W269-A2 est une LED blanche fabriquée à l'aide d'une puce bleue et d'une conversion par phosphore. Elle est présentée dans un boîtier EMC (Epoxy Molding Compound) compact de 3,00 mm x 1,40 mm x 0,55 mm, conçu pour la technologie de montage en surface. Le boîtier offre un angle de vue extrêmement large de 120 degrés, ce qui la rend adaptée à un éclairage uniforme dans les espaces restreints. Cette LED est qualifiée selon les tests de contrainte AEC-Q101 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile, garantissant une fiabilité élevée pour les applications d'éclairage intérieur automobile.

1.2 Caractéristiques

• Boîtier EMC pour une excellente dissipation thermique et une fiabilité accrue.
• Angle de vue extrêmement large (120° typique).
• Adapté à tous les procédés d'assemblage CMS et de soudure.
• Fourni sur bande et bobine (5000 pièces/bobine).
• Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 2 (MSL 2).
• Conforme aux directives RoHS et REACH.
• Qualification basée sur les directives AEC-Q101 pour les applications automobiles.

1.3 Applications

• Éclairage intérieur automobile (tableau de bord, plafonniers, éclairage d'ambiance).
• Interrupteurs et indicateurs dans les panneaux automobiles et industriels.

2. Informations sur le boîtier et la mécanique

2.1 Dimensions du boîtier

La LED a une empreinte de dessus de 3,0 mm x 1,4 mm avec une hauteur de 0,55 mm. La vue de dessous montre un plot thermique central et deux plots anodique/cathodique. La polarité est indiquée par un signe '+' sur le boîtier. Toutes les dimensions sont en millimètres avec des tolérances de ±0,2 mm sauf indication contraire.

2.2 Schémas de soudure

Le schéma de soudure recommandé comprend deux plots rectangulaires pour l'anode et la cathode et un plot central plus grand pour l'évacuation thermique. Dimensions : plot anodique 0,5 mm x 0,86 mm, plot cathodique 1,0 mm x 0,91 mm et plot central 1,6 mm x 2,61 mm (approximatives). Un alignement correct garantit une gestion thermique adéquate.

2.3 Marquage de polarité

L'anode est marquée d'un indicateur '+' sur la surface supérieure, et la cathode correspond à l'autre côté. La vue de dessous montre deux plots étiquetés A (anode) et C (cathode). La polarité correcte doit être respectée pour éviter les dommages dus au courant inverse.

3. Paramètres techniques

3.1 Caractéristiques électriques / optiques (à Ts=25°C, IF=60mA)

• Tension directe (VF) :Min 2,8 V, Typ 3,1 V, Max 3,4 V
• Courant inverse (IR) :Non conçu pour un fonctionnement inverse ; le courant de fuite typique est très faible à VR=5 V.
• Flux lumineux (Φ) :Min 17,7 lm, Typ 24 lm, Max 26,9 lm
• Angle de vue (2θ1/2) :Typique 120°
• Résistance thermique (RTHJ-S) :Typique 21 °C/W (jonction à point de soudure)

3.2 Valeurs maximales absolues

• Dissipation de puissance (PD) :238 mW
• Courant direct (IF) :70 mA (DC), 120 mA (crête, rapport cyclique 1/10, impulsion 10 ms)
• Tension inverse (VR) :Non conçu pour un fonctionnement inverse
• ESD (HBM) :8000 V (rendement 90 %)
• Température de fonctionnement (TOPR) :-40 °C à +110 °C
• Température de stockage (TSTG) :-40 °C à +110 °C
• Température de jonction (TJ) :125 °C

4. Plages de lots et coordonnées de couleur

4.1 Lots de tension directe et de flux lumineux

La LED est triée en lots sur six plages de tension (G1 : 2,8-2,9 V, G2 : 2,9-3,0 V, H1 : 3,0-3,1 V, H2 : 3,1-3,2 V, I1 : 3,2-3,3 V, I2 : 3,3-3,4 V) et quatre lots de flux (JB : 17,7-19,6 lm, KA : 19,6-21,8 lm, KB : 21,8-24,2 lm, LA : 24,2-26,9 lm). Les lots sont combinés pour spécifier des combinaisons exactes de VF et de flux pour des performances constantes en production.

4.2 Lots chromatiques

Le diagramme chromatique CIE montre trois lots de couleur : IA7, IA8 et IA9. Leurs coordonnées sont données dans les tableaux 1-4. Ces lots représentent une région de blanc chaud avec des températures de couleur corrélées approximativement dans la plage 3000K-4000K (typique pour une utilisation intérieure automobile). Les coordonnées des lots sont étroitement contrôlées pour garantir la cohérence des couleurs au fil de la production.

5. Courbes de performance typiques

5.1 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe VF-IF (Fig. 1-7) montre une relation quasi linéaire de 0 mA à 140 mA. À 60 mA, la tension directe est d'environ 3,1 V typique. Les concepteurs doivent en tenir compte lors du calcul de la dissipation de puissance et des valeurs des résistances de limitation de courant.

5.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative

Le flux lumineux relatif augmente avec le courant direct mais suit une tendance à la saturation. À 60 mA, l'intensité est d'environ 100 % relative. Un fonctionnement à des courants plus faibles offre un meilleur rendement, tandis que des courants plus élevés poussent vers les limites thermiques.

5.3 Température de soudure en fonction de l'intensité relative

Lorsque la température du point de soudure passe de 20 °C à 120 °C, l'intensité relative chute d'environ 15 % (de 100 % à ~85 %). Un dissipateur thermique approprié est essentiel pour maintenir la sortie lumineuse à des températures ambiantes élevées.

5.4 Température de soudure en fonction du courant direct

Pour éviter de dépasser la température de jonction maximale de 125 °C, le courant direct doit être déclassé à mesure que la température du point de soudure augmente. À Ts=100 °C, le courant admissible est réduit à environ 40 mA contre 70 mA à 25 °C.

5.5 Tension directe en fonction de la température de soudure

La tension directe diminue linéairement avec l'augmentation de la température à un taux d'environ -2 mV/°C. Ce coefficient de température est important pour la conception de drivers à courant constant, car la variation de tension peut affecter la régulation du courant.

5.6 Diagramme de rayonnement

La LED présente un motif d'émission de type lambertien avec une large distribution angulaire. L'intensité relative à ±60° est d'environ 50 % de la valeur axiale, confirmant la spécification d'angle de vue de 120°.

5.7 Courant en fonction du décalage de couleur

Les décalages des coordonnées CIE-x et CIE-y sont compris dans ±0,005 sur la plage de courant direct de 20 mA à 120 mA à Ts=25 °C. Cela indique une stabilité de couleur stable dans des conditions de conduite typiques.

5.8 Distribution spectrale

Le spectre d'émission s'étend de 400 nm à 750 nm avec un pic autour de 450 nm (puce bleue) et une large émission de phosphore dans la région jaune-vert. La courbe d'intensité relative montre la forme spectrale typique d'une LED blanche, adaptée à un éclairage général avec un bon rendu des couleurs dans les habitacles automobiles.

6. Considérations de conception d'application

6.1 Gestion thermique

Avec une dissipation de puissance maximale de 238 mW et une résistance thermique de 21 °C/W, la LED peut générer un auto-échauffement significatif. Une conception thermique appropriée du PCB (par exemple, à l'aide de vias thermiques et d'un plan de cuivre) est cruciale pour maintenir la température de jonction en dessous de 125 °C. Dans les applications automobiles, les températures ambiantes peuvent atteindre 85 °C ou plus, nécessitant un déclassement du courant direct comme indiqué dans la courbe de déclassement (Fig. 1-10).

6.2 Protection contre les décharges électrostatiques

La classification ESD est de 8000 V HBM, mais des précautions de manipulation sont toujours nécessaires. Utilisez des postes de travail mis à la terre, des bracelets antistatiques et des emballages conducteurs. Évitez tout contact direct avec la lentille en silicone pour prévenir la contamination par des particules et les dommages mécaniques.

6.3 Conception du circuit

Utilisez toujours une résistance de limitation de courant ou un driver à courant constant pour éviter les surintensités. La tolérance de tension directe signifie qu'une simple commande en tension peut entraîner des variations de courant. Pour les réseaux en parallèle, envisagez de trier les groupes VF ou d'utiliser des résistances individuelles. La tension inverse doit être évitée ; une diode de blocage peut être ajoutée si une polarité inverse est possible.

7. Directives de soudure et d'assemblage

7.1 Profil de soudure par refusion CMS

Le profil de refusion recommandé (Fig. 3-1) spécifie une zone de préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes, une montée à 217 °C avec un temps maximum au-dessus de 217 °C de 60 secondes, et une température de crête de 260 °C pendant 10 secondes maximum (à moins de 5 °C du pic). La vitesse de refroidissement ne doit pas dépasser 6 °C/s. Seuls deux cycles de refusion sont autorisés, et si plus de 24 heures s'écoulent entre les cycles, les LEDs doivent être recuites.

7.2 Soudure manuelle et réparation

Si une soudure manuelle est nécessaire, utilisez une température de fer à souder inférieure à 300 °C pendant moins de 3 secondes. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée. La réparation après refusion n'est pas recommandée ; si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double tête et vérifiez que les caractéristiques de la LED ne sont pas dégradées.

7.3 Précautions de manipulation

L'encapsulant en silicone est mou. Évitez d'appliquer une pression sur la surface supérieure. N'utilisez pas d'adhésifs qui dégagent des vapeurs organiques. Évitez l'exposition à des composés soufrés au-dessus de 100 ppm, à des composés de brome et de chlore chacun au-dessus de 900 ppm, et à des halogènes totaux au-dessus de 1500 ppm. Utilisez de l'alcool isopropylique pour le nettoyage si nécessaire ; le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé.

7.4 Conditions de stockage

Les sachets barrière à l'humidité non ouverts peuvent être stockés à ≤30 °C et ≤75 % HR jusqu'à un an. Après ouverture, les LEDs doivent être utilisées dans les 24 heures (≤30 °C, ≤60 % HR). Si elles ne sont pas utilisées dans ce délai, recuire à 60±5 °C pendant plus de 24 heures. Si le dessiccant a pâli ou si l'emballage est endommagé, le recuit est nécessaire.

8. Emballage et stockage

8.1 Spécification d'emballage

Les LEDs sont fournies sur une bande porteuse de 8 mm avec des bobines de diamètre 178 mm, chacune contenant 5000 pièces. La bande comporte une amorce et une queue de 80 à 100 poches vides. Le diamètre du moyeu de la bobine est de 60 mm et le trou d'axe est de 13 mm. Les informations sur l'étiquette incluent le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de lot, le flux lumineux, le lot chromatique, la tension directe, le code de longueur d'onde, la quantité et la date.

8.2 Sensibilité à l'humidité et recuit

Le produit est de niveau MSL 2. Si la durée de vie au sol (24 heures) est dépassée, un recuit à 60±5 °C pendant plus de 24 heures est nécessaire. Après recuit, le dispositif doit être utilisé dans le délai spécifié ou être recuit à nouveau. Suivez les directives de manipulation de sensibilité à l'humidité JEDEC.

8.3 Recommandations de stockage

Conservez le sachet scellé dans un environnement sec et frais. Évitez l'exposition directe au soleil ou à une humidité élevée. Pour un stockage à long terme, maintenez la température en dessous de 30 °C et l'humidité en dessous de 75 % HR.

9. Tests de fiabilité

9.1 Éléments et conditions de test

Les tests de fiabilité comprennent : Refusion (260°C, 10 sec, 2x), Choc thermique (-40°C à 125°C, maintien de 15 min, 1000 cycles), Stockage à haute température (125°C, 1000h), Stockage à basse température (-40°C, 1000h), Test de durée de vie (25°C, IF=60mA, 1000h), Test de durée de vie à haute température et humidité (85°C/85% HR, IF=60mA, 1000h), et Stockage à température et humidité (85°C/85% HR, 1000h). Critères d'acceptation : 0 défaillance sur 20 échantillons.

9.2 Critères de défaillance

La défaillance est définie comme : VF dépassant U.S.L. x 1,1, IR dépassant U.S.L. x 2,0, ou flux lumineux tombant en dessous de L.S.L. x 0,7 (U.S.L. = limite supérieure de spécification, L.S.L. = limite inférieure de spécification). Ces critères garantissent que la LED répond toujours aux performances minimales après les tests de contrainte.

10. Exemples d'application

Dans l'éclairage intérieur automobile, cette LED peut être utilisée pour le rétroéclairage du tableau de bord, les voyants lumineux et les bandes lumineuses d'ambiance. Sa taille compacte (3,0x1,4 mm) permet un placement dans des espaces restreints, tandis que l'angle de vue de 120° fournit un large éclairage. La qualification AEC-Q101 garantit la fiabilité dans des conditions automobiles difficiles (vibrations, températures extrêmes). Pour le rétroéclairage des interrupteurs, la densité de flux élevée (jusqu'à 26,9 lm à 60 mA) assure une visibilité claire même en plein jour. Les concepteurs peuvent créer des barres lumineuses uniformes en espaçant plusieurs LEDs le long d'un PCB avec une gestion thermique appropriée.

11. Tendances technologiques

La tendance dans l'éclairage automobile à LED est vers des boîtiers plus petits avec une efficacité plus élevée et de meilleures performances thermiques. Les boîtiers EMC comme celui-ci remplacent les boîtiers PPA/PCT traditionnels en raison de leur résistance thermique et de leur fiabilité supérieures. De plus, la poussée vers la conduite autonome et les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) augmente la demande de LEDs à haute fiabilité capables de résister aux vibrations et aux cycles de température. La cohérence des couleurs et le tri (comme fourni ici) sont également essentiels pour les constructeurs automobiles qui exigent un éclairage uniforme sur différents lots de production. Les développements futurs pourraient inclure une efficacité encore plus élevée (par exemple, >200 lm/W pour les LEDs blanches) et l'intégration de fonctions intelligentes (par exemple, LEDs adressables pour un éclairage dynamique).