Spécification technique de la LED rouge PLCC4 3,5x2,8x1,85mm - Tension directe 2,0-2,6V - 70mA - Longueur d'onde dominante 615nm

1. Présentation du produit

Ce document fournit une spécification technique complète pour une LED rouge haute performance (modèle RF-OMRA30TS-BM-G) conçue pour les applications d'éclairage intérieur et extérieur automobile. La LED est dotée d'un boîtier compact PLCC4 mesurant 3,50 mm × 2,80 mm × 1,85 mm et est construite sur une technologie de substrat avancée AlGaInP (phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium). Elle offre une luminosité supérieure, un large angle de vue et d'excellentes performances thermiques, ce qui la rend adaptée aux environnements automobiles exigeants. Le dispositif est conforme aux directives RoHS et REACH et répond aux exigences de qualification AEC-Q101 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les caractéristiques électriques et optiques sont spécifiées à une condition de test de IF = 50 mA et une température de soudure Ts = 25 °C. Toutes les mesures sont effectuées dans des conditions de laboratoire standardisées avec des tolérances définies comme indiqué.

2.1 Tension directe (VF)

La tension directe varie de 2,0 V (minimum) à 2,6 V (maximum) avec une valeur typique de 2,2 V à 50 mA. Cette tension directe relativement faible permet une conversion de puissance efficace et réduit la dissipation thermique. La tolérance de mesure est de ±0,1 V. Lors de la conception de circuits, des résistances série doivent être incluses pour stabiliser le courant face aux variations de tension.

2.2 Intensité lumineuse (IV)

L'intensité lumineuse s'étend de 2300 mcd (minimum) à 4300 mcd (maximum) avec une valeur typique de 2900 mcd à 50 mA. Ce niveau de luminosité élevé est obtenu grâce au système de matériau AlGaInP et à une émission rouge optimisée sans phosphore. La tolérance de mesure est de ±10 %. L'intensité est classée en trois groupes : N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd) et O2 (3500–4300 mcd).

2.3 Longueur d'onde dominante (Wd)

La longueur d'onde dominante varie de 612,5 nm (minimum) à 620 nm (maximum) avec une valeur typique de 615 nm à 50 mA. Cela correspond à une couleur rouge profond. La longueur d'onde est classée en trois groupes : C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm) et D2 (617,5–620 nm). La tolérance de mesure est de ±0,005 dans les coordonnées chromatiques.

2.4 Caractéristiques thermiques

La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est typiquement de 180 °C/W (maximum). La température de jonction maximale est de 120 °C. Une gestion thermique appropriée est essentielle pour maintenir la fiabilité ; le courant direct doit être déclassé en fonction de la température de soudure pour éviter de dépasser la température de jonction maximale. La plage de température ambiante de fonctionnement est de –40 °C à +100 °C, et la plage de température de stockage est la même. La protection contre les décharges électrostatiques est assurée jusqu'à 2000 V (HBM).

3. Description du système de classement

Pour garantir une cohérence des performances, la LED est triée en groupes basés sur la tension directe, l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante à IF = 50 mA.

• Groupes de tension directe :C1 (2,0–2,1 V), C2 (2,1–2,2 V), D1 (2,2–2,3 V), D2 (2,3–2,4 V), E1 (2,4–2,5 V), E2 (2,5–2,6 V)
• Groupes d'intensité lumineuse :N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd), O2 (3500–4300 mcd)
• Groupes de longueur d'onde :C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm), D2 (617,5–620 nm)

Les clients peuvent spécifier des combinaisons de groupes lors de la commande pour répondre à des exigences d'application précises.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques optiques typiques fournissent un aperçu du comportement de la LED dans diverses conditions de fonctionnement.

• Tension directe en fonction du courant direct (Fig. 1-7) :La tension directe augmente modérément avec le courant, d'environ 1,9 V à 10 mA à 2,4 V à 70 mA. Cette relation non linéaire est typique des diodes semi-conductrices.
• Courant direct en fonction de l'intensité relative (Fig. 1-8) :L'intensité lumineuse relative augmente de manière approximativement linéaire avec le courant direct jusqu'à 70 mA, indiquant une bonne efficacité de conversion courant-lumière.
• Température de soudure en fonction de l'intensité relative (Fig. 1-9) :Lorsque la température de soudure passe de 20 °C à 120 °C, le flux lumineux relatif diminue d'environ 30 %, soulignant la nécessité d'une gestion thermique.
• Température de soudure en fonction du courant direct (Fig. 1-10) :Le courant direct maximal autorisé doit être déclassé à des températures de soudure plus élevées pour éviter de dépasser la température de jonction de 120 °C.
• Tension directe en fonction de la température de soudure (Fig. 1-11) :La tension directe diminue légèrement avec l'augmentation de la température, environ –2 mV/°C.
• Diagramme de rayonnement (Fig. 1-12) :L'angle de vue (2θ1/2) est de 120 degrés, offrant une distribution lumineuse large et uniforme adaptée à l'éclairage de zone.
• Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante (Fig. 1-13) :La longueur d'onde dominante se déplace légèrement vers des valeurs plus longues à mesure que le courant augmente, environ +0,03 nm par mA.
• Distribution spectrale (Fig. 1-14) :Le pic spectral est centré autour de 615–620 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) étroite, caractéristique des LED rouges AlGaInP.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier PLCC4 avec des dimensions globales de 3,50 mm (longueur) × 2,80 mm (largeur) × 1,85 mm (hauteur). La vue de dessus montre un repère de polarité clair. La vue de dessous révèle quatre bornes : la broche 1 (cathode) identifiée par un coin chanfreiné, et les broches 2, 3 et 4 (anode et autres connexions). Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Motif de pastilles de soudure

Les dimensions recommandées du motif de pastilles de soudure PCB sont fournies : 2,60 mm × 1,60 mm pour le côté anode et 4,60 mm × 0,80 mm pour le côté cathode. Une conception correcte des pastilles assure une formation fiable des joints de soudure et une dissipation thermique.

5.3 Identification de la polarité

La polarité est indiquée par une encoche ou un chanfrein sur le boîtier. La broche 1 est la cathode (C) et les broches 2, 3, 4 sont l'anode (A). Une polarité incorrecte peut endommager la LED ; vérifiez toujours l'orientation avant le soudage.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le profil de soudage par refusion recommandé suit les normes JEDEC. Les paramètres clés incluent : préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes, montée à 217 °C (liquidus) en 60 secondes maximum, température de crête 260 °C pendant 10 secondes maximum, et refroidissement à 6 °C/s maximum. Seuls deux cycles de refusion sont autorisés. Si plus de 24 heures s'écoulent entre les cycles, les LED peuvent absorber l'humidité et nécessiter un étuvage avant la deuxième refusion.

6.2 Soudage manuel et réparation

Pour le soudage manuel, utilisez un fer à souder réglé en dessous de 300 °C et terminez le processus en 3 secondes. Une seule opération de soudage manuel est autorisée. La réparation après refusion n'est pas recommandée ; si nécessaire, utilisez un fer à souder double tête et vérifiez le fonctionnement de la LED.

6.3 Précautions de manipulation

L'encapsulant en silicone est mou et peut être endommagé par une pression excessive. Utilisez des buses de prélèvement et de placement appropriées avec une force contrôlée. Évitez de plier le PCB après le soudage. N'appliquez pas de contrainte mécanique ou de vibration pendant le refroidissement. Le refroidissement rapide (trempe) après refusion est interdit.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Bande de transport et bobine

Les LED sont fournies sur une bande de transport de 8 mm de large avec un pas de 4 mm. Chaque bobine contient 2 000 unités. La bande a une bande de couverture retirée par le haut. Dimensions de la bobine : diamètre 330 ±1 mm, diamètre du moyeu 100 ±1 mm et largeur 13,0 ±0,5 mm.

7.2 Emballage barrière contre l'humidité

Les bobines sont scellées sous vide dans un sachet barrière contre l'humidité (MBB) avec une carte indicatrice d'humidité et un dessiccant. Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) est de niveau 2 (durée de vie au sol >1 an à ≤30 °C/≤75% HR, mais utilisation recommandée dans les 24 heures après ouverture). Si le sachet est endommagé ou si les conditions de stockage sont dépassées, un étuvage à 60 ±5 °C pendant >24 heures est nécessaire avant utilisation.

7.3 Informations sur l'étiquette

Chaque bobine porte une étiquette avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de groupe (y compris les groupes de tension directe, d'intensité lumineuse et de longueur d'onde), la quantité et le code de date. Le format de l'étiquette suit la pratique standard de l'industrie.

8. Suggestions d'application

La LED est principalement destinée à l'éclairage automobile – à la fois intérieur (tableau de bord, éclairage d'ambiance) et extérieur (feux arrière, clignotants, feux stop). L'angle de vue large de 120° est avantageux pour les applications de signalisation où une distribution lumineuse uniforme est requise. Lors de la conception de réseaux, assurez une gestion thermique adéquate en utilisant des PCB à noyau métallique ou des dissipateurs thermiques. Les configurations en série doivent inclure des résistances de limitation de courant pour éviter l'emballement thermique. Le dispositif convient également aux lampes témoins à usage général et à l'éclairage décoratif où une luminosité et une fiabilité élevées sont nécessaires.

9. Comparaison technique

Comparée aux LED rouges traversantes conventionnelles, ce boîtier PLCC4 offre des avantages significatifs : encombrement réduit, compatibilité avec l'assemblage SMT automatisé, angle de vue plus large et motif lumineux plus cohérent. Le matériau AlGaInP offre une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité en température que les anciennes technologies GaAsP. De plus, la qualification AEC-Q101 garantit des performances robustes dans des conditions automobiles sévères (vibrations, humidité, cycles thermiques).

10. Foire aux questions

Q : Quel est le courant de commande recommandé pour une durée de vie maximale ?

R : Pour une fiabilité optimale, fonctionnez à 50 mA typique. Le courant direct maximal absolu est de 70 mA (CC) ou 100 mA en crête (cycle de service 1/10, impulsion de 10 ms). Des courants plus élevés réduisent la durée de vie en raison de l'augmentation de la température de jonction.

Q : Puis-je utiliser cette LED en série avec d'autres ?

R : Oui, mais assurez-vous que la tension directe totale ne dépasse pas la tension d'alimentation. Utilisez une résistance série pour limiter le courant. En raison du classement de la tension directe, les chaînes parallèles peuvent nécessiter des résistances individuelles pour équilibrer le courant.

Q : Comment nettoyer la LED après le soudage ?

R : Utilisez de l'alcool isopropylique. Évitez le nettoyage par ultrasons, qui peut endommager les liaisons de fils internes. N'utilisez pas de solvants pouvant attaquer l'encapsulant en silicone.

Q : Quelles précautions contre les décharges électrostatiques (ESD) sont nécessaires ?

R : La LED peut supporter 2000 V HBM, mais une protection ESD pendant la manipulation est toujours requise. Utilisez des postes de travail mis à la terre, des ioniseurs et un emballage antistatique.

11. Cas d'application pratiques

Feu arrière automobile :Un réseau de 10 à 20 LED placé sur un PCB avec un dissipateur thermique fournit un feu stop/arrière rouge vif et uniforme. L'angle de vue large garantit la conformité aux exigences de visibilité ECE R7. La qualification AEC-Q101 donne aux constructeurs automobiles confiance dans la fiabilité à long terme.

Éclairage d'ambiance intérieur :Une seule LED diffusée à travers un guide de lumière crée une lueur rouge douce pour l'éclairage d'accentuation du tableau de bord. Le boîtier compact permet l'intégration dans des panneaux minces.

Indicateur d'état industriel :La luminosité élevée la rend adaptée à la signalisation extérieure et aux voyants d'état. L'angle de faisceau de 120° élimine le besoin d'optiques secondaires dans de nombreuses applications.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED rouge est basée sur une structure multi-puits quantiques (MQW) en AlGaInP (phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium). Lorsqu'une polarisation directe est appliquée, les électrons de la couche de type n et les trous de la couche de type p se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La bande interdite du matériau AlGaInP est conçue pour produire de la lumière dans le spectre rouge (612–620 nm). Le dispositif est cultivé sur un substrat GaAs, qui est ensuite retiré ou aminci pour améliorer l'extraction de la lumière. Le boîtier PLCC4 comprend un bol réflecteur et un encapsulant en silicone transparent qui façonne le diagramme de rayonnement.

13. Tendances technologiques

Le marché des LED automobiles évolue vers une efficacité plus élevée, des boîtiers plus petits et de meilleures performances thermiques. Les LED rouges AlGaInP continuent de s'améliorer en efficacité lumineuse et en fiabilité. La tendance vers l'éclairage matriciel et les feux de route adaptatifs augmente la demande de LED adressables individuellement. L'intégration des LED avec des pilotes intelligents et des diagnostics (par exemple, bus LIN) est également en croissance. Ce produit, avec sa qualification AEC-Q101, s'aligne sur la poussée de l'industrie vers une qualité zéro défaut dans l'électronique automobile. Les développements futurs pourraient inclure des largeurs spectrales encore plus étroites pour la pureté des couleurs et des températures nominales plus élevées pour les applications sous le capot.