LED Rosso RF-OMRB14TS-AK PLCC2 - Dimensioni 2.2x1.4x1.3mm - Tensione 1.8V - Potenza 72mW - Grado Automotive

1. Panoramica del prodotto

Il RF-OMRB14TS-AK è un LED SMD (Surface-Mount Device) rosso ad alte prestazioni in package PLCC-2, progettato per applicazioni di illuminazione interna automobilistica impegnative. Questo componente utilizza tecnologia epitassiale avanzata AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio) su substrato, fornendo un'emissione rossa intensa con lunghezza d'onda dominante centrata intorno a 615 nm. Le dimensioni del package sono 2,2 mm × 1,4 mm × 1,3 mm (lunghezza × larghezza × altezza), rendendolo adatto per progetti PCB compatti. Il LED presenta un angolo di visione estremamente ampio di 120 gradi, garantendo una distribuzione uniforme della luce. È qualificato secondo gli standard di stress test AEC-Q101 per semiconduttori discreti di grado automobilistico, garantendo affidabilità in condizioni difficili. Il livello di sensibilità all'umidità è Classe 2 e il dispositivo è pienamente conforme alle normative RoHS e REACH.

2. Interpretazione dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche

La tensione diretta (V_F) a una corrente di test di 20 mA ha un minimo di 1,8 V, un tipico di 2,0 V e un massimo di 2,4 V. Questa tensione diretta relativamente bassa è caratteristica dei LED rossi AlGaInP. La corrente inversa (I_R) a una tensione inversa di 5 V è inferiore a 10 µA, indicando un eccellente comportamento raddrizzante. La corrente diretta massima consentita è 30 mA DC, con una corrente di picco di 100 mA a un ciclo di lavoro 1/10 e larghezza di impulso di 10 ms. La potenza dissipata totale è limitata a 72 mW, che deve essere rispettata per evitare danni termici.

2.2 Caratteristiche ottiche

A 20 mA, la tipica intensità luminosa (I_V) è 800 mcd, con un minimo di 800 mcd e un massimo di 1200 mcd per il bin L2. La lunghezza d'onda dominante (λ_D) varia da 612,5 nm a 620 nm, con un valore tipico di 615 nm, posizionando l'emissione nella regione del rosso profondo. L'angolo di visione (2θ_1/2) è 120 gradi, fornendo un ampio pattern di radiazione adatto per l'illuminazione ambientale interna.

2.3 Caratteristiche termiche

La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura (R_thJ-S) è specificata come 300 °C/W (max). Questo parametro è critico per la gestione termica. La temperatura di giunzione (T_J) non deve superare 120 °C e l'intervallo di temperatura operativa è da -40 °C a +100 °C. Un adeguato dissipatore di calore è essenziale per mantenere il LED entro limiti di sicurezza.

3. Spiegazione del sistema di binning

3.1 Bin di tensione diretta

La tensione diretta è suddivisa in sei gruppi: 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). Ciò consente ai clienti di selezionare LED con V_Fstrettamente abbinata per progetti di stringhe in parallelo.

3.2 Bin di intensità luminosa

Sono definiti due bin di intensità: L1 (800–1000 mcd) e L2 (1000–1200 mcd). Il valore tipico specificato (800 mcd) corrisponde all'estremità inferiore di L1, ma la produzione può spedire entrambi i bin a seconda dell'ordine.

3.3 Bin di lunghezza d'onda

La lunghezza d'onda dominante è divisa in tre bin: C2 (612,5–615,0 nm), D1 (615,0–617,5 nm), D2 (617,5–620,0 nm). La lunghezza d'onda tipica di 615 nm cade nel bin D1. Il binning stretto garantisce coerenza cromatica in moduli multi-LED.

4. Analisi delle curve di prestazione

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La Figura 1-6 mostra una relazione quasi lineare: all'aumentare della corrente diretta da 0 a 30 mA, la tensione diretta sale da circa 1,7 V a 2,3 V. Questo è tipico per i LED AlGaInP e i progettisti devono tenere conto della variazione di V_Fquando si utilizza un pilotaggio a tensione costante.

4.2 Intensità relativa vs. Corrente diretta

La Figura 1-7 dimostra che l'intensità luminosa relativa aumenta con la corrente. A 20 mA l'intensità è normalizzata; raddoppiando la corrente a 40 mA si raddoppierebbe approssimativamente l'uscita (sebbene la corrente massima assoluta sia 30 mA DC).

4.3 Dipendenza dalla temperatura

La Figura 1-8 mostra che il flusso luminoso relativo diminuisce all'aumentare della temperatura di saldatura (T_S) sale. A 100 °C, l'uscita può scendere a circa il 70% del valore a 25 °C. La Figura 1-9 indica che la corrente diretta massima consentita deve essere ridotta sopra i 55 °C per evitare di superare il limite di temperatura di giunzione di 120 °C. La Figura 1-10 conferma che la tensione diretta diminuisce con la temperatura a un tasso di circa -2 mV/°C.

4.4 Diagramma di radiazione

La Figura 1-11 mostra un pattern di radiazione simile a Lambertiano con un semi-angolo di ±60° dall'asse ottico. L'intensità relativa rimane sopra il 50% fino a ±60°, confermando l'ampio angolo di visione dichiarato.

4.5 Lunghezza d'onda vs. Corrente

La Figura 1-12 indica un leggero spostamento verso il rosso della lunghezza d'onda dominante all'aumentare della corrente: da circa 614 nm a 5 mA fino a 618 nm a 30 mA. L'effetto è minore ma deve essere considerato se è richiesta una corrispondenza cromatica precisa.

4.6 Distribuzione spettrale

La Figura 1-13 fornisce la distribuzione spettrale di potenza normalizzata. L'emissione ha un picco vicino a 630 nm con una larghezza a metà altezza (FWHM) di circa 20 nm. Non sono presenti picchi secondari, confermando una buona purezza cromatica.

5. Informazioni meccaniche e di packaging

5.1 Dimensioni del package

Le dimensioni in vista dall'alto sono 2,2 mm × 1,4 mm; l'altezza è 1,3 mm. L'anodo è indicato da un punto sul package (Figura 1-4). Il layout consigliato dei pad di saldatura (Figura 1-5) utilizza due pad rettangolari: 0,8 mm × 1,2 mm ciascuno con una spaziatura di 1,4 mm. Tutte le tolleranze sono ±0,20 mm salvo diversa indicazione.

5.2 Nastro di trasporto e bobina

Il LED è confezionato in nastro da 8 mm con 3000 pezzi per bobina. Dimensioni chiave del nastro: passo tasca P0 = 4,0 mm, passo componente P1 = 4,0 mm, passo foro di trascinamento P2 = 2,0 mm, larghezza nastro W = 8,0 mm. Il diametro esterno della bobina è 178 mm, diametro del mozzo 60 mm.

5.3 Etichetta e barriera contro l'umidità

Ogni bobina porta un'etichetta che mostra numero parte, numero specifica, numero lotto, codice bin (bin VF, bin intensità, bin lunghezza d'onda), quantità e data code. Le bobine sono sigillate sottovuoto in un sacchetto barriera contro l'umidità con essiccante e una carta indicatrice di umidità, soddisfacendo i requisiti MSL-2.

6. Guida alla saldatura e all'assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione

Il profilo di rifusione raccomandato segue JEDEC J-STD-020. Parametri chiave: velocità di rampa ≤ 3 °C/s, preriscaldamento da 150 °C a 200 °C per 60–120 s, tempo sopra 217 °C (T_L) di 60–150 s, temperatura di picco (T_P), 260 °C per massimo 10 s entro 5 °C da T_P), e velocità di raffreddamento ≤ 6 °C/s. Sono consentiti solo due cicli di rifusione. Se il tempo tra due fasi di saldatura supera le 24 ore, i LED potrebbero essere danneggiati.

6.2 Saldatura manuale e riparazione

Se è necessaria la saldatura manuale, utilizzare una temperatura della punta del saldatore inferiore a 300 °C e mantenere il tempo di contatto sotto i 3 secondi; è consentita solo una rilavorazione. Per la riparazione, si consiglia un saldatore a doppia punta; evitare di toccare la lente in silicone con il saldatore.

6.3 Condizioni di stoccaggio

Prima di aprire il sacchetto sigillato, conservare a ≤30 °C e ≤75% UR per un massimo di un anno dalla data di sigillatura. Dopo l'apertura, i LED devono essere utilizzati entro 24 ore a ≤30 °C e ≤60% UR. Se la carta indicatrice di umidità mostra umidità eccessiva o il tempo di stoccaggio è superato, cuocere i componenti a 60±5 °C per almeno 24 ore prima dell'uso.

7. Informazioni su imballaggio e ordinazione

La quantità standard di imballaggio è 3000 pezzi per bobina. Ogni bobina è inserita in un sacchetto barriera contro l'umidità con un'etichetta. L'etichetta include il numero parte (ad es. RF-OMRB14TS-AK), numero specifica, numero lotto, codice bin (VF, IV, WLD), quantità e data. La scatola di spedizione finale contiene più bobine. Il codice di ordinazione deve fare riferimento ai requisiti specifici del bin se è necessario un abbinamento preciso. Si consiglia di consultare la fabbrica per la disponibilità di specifici bin di V_F, intensità e lunghezza d'onda.

8. Raccomandazioni applicative

8.1 Applicazioni tipiche

L'applicazione principale è l'illuminazione interna automobilistica, come retroilluminazione del cruscotto, strisce luminose ambientali, luci di cortesia e indicatori. L'ampio angolo di visione è vantaggioso per un'illuminazione uniforme del pannello. La qualifica AEC-Q101 garantisce affidabilità per tutta la durata del veicolo.

8.2 Considerazioni di progettazione

• Derating della corrente:Operare sempre al di sotto di 30 mA DC; ridurre la corrente sopra i 55 °C ambiente come da Figura 1-9.
• Gestione termica:Utilizzare pad di rame adeguati e vie termiche per mantenere la temperatura del punto di saldatura al di sotto di 85 °C per la massima stabilità del flusso luminoso.
• Protezione ESD:Il LED ha una tensione di tenuta ESD HBM di 2000 V. Tuttavia, si raccomanda comunque la protezione ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Utilizzare postazioni di lavoro con messa a terra e imballaggio antistatico.
• Progettazione del circuito:Per evitare la fuga termica, utilizzare un resistore limitatore di corrente per LED o un driver a corrente costante. Il collegamento in parallelo di LED con diversi bin di V_Fpuò causare una distribuzione non uniforme della corrente.
• Progettazione ottica:Il pattern di radiazione simile a Lambertiano consente una facile integrazione in guide luminose o diffusori. L'angolo di visione di 120° copre un'ampia area.
• Controllo di zolfo e alogeni:L'ambiente deve mantenere il contenuto di zolfo al di sotto di 100 ppm nei materiali di accoppiamento. I contenuti di bromo e cloro nei materiali esterni devono essere ciascuno al di sotto di 900 ppm, con un totale al di sotto di 1500 ppm, per prevenire la corrosione del telaio placcato argento.

9. Confronto tecnologico

Rispetto ai LED rossi convenzionali che utilizzano tecnologie GaAsP o GaP, il RF-OMRB14TS-AK basato su AlGaInP offre una maggiore efficienza luminosa (fino a 40 lm/W a 20 mA) e una migliore stabilità termica. Il suo package PLCC-2 fornisce un ingombro ridotto rispetto ai componenti through-hole più vecchi ed è compatibile con l'assemblaggio SMT automatizzato. L'angolo di visione di 120° è più ampio di molti LED rossi concorrenti (spesso 110° o meno), offrendo maggiore flessibilità di progettazione per un'illuminazione uniforme. La qualifica AEC-Q101 lo distingue dai LED di grado consumer, rendendolo adatto per applicazioni automobilistiche critiche per la sicurezza.

10. Domande frequenti

D: Posso pilotare questo LED a 30 mA in modo continuo?
R: Sì, la corrente diretta massima assoluta è 30 mA DC, ma è necessario garantire che la temperatura di giunzione rimanga al di sotto di 120 °C. Alla potenza nominale massima di 72 mW (30 mA × 2,4 V), l'aumento di temperatura è 72 mW × 300 °C/W = 21,6 °C sopra il punto di saldatura. Se il punto di saldatura è a 85 °C, la giunzione sarà a 106,6 °C, che è sicuro. Tuttavia, potrebbe essere necessario un derating a temperature ambiente più elevate.

D: Qual è la tipica tensione diretta a 20 mA?
R: La tipica tensione diretta è 2,0 V, ma può variare da 1,8 V a 2,4 V a seconda del bin. Progettare il circuito per accogliere questa dispersione.

D: Posso usare questo LED per l'illuminazione esterna automobilistica?
R: La scheda tecnica specifica l'approvazione solo per interni automotive. Le applicazioni esterne potrebbero richiedere qualifiche aggiuntive (ad es. AEC-Q102). Tuttavia, il chip stesso potrebbe essere utilizzabile se adeguatamente protetto da umidità e stress termico.

D: Come devo pulire il PCB dopo la saldatura?
R: Utilizzare alcol isopropilico. Evitare la pulizia a ultrasuoni poiché può danneggiare il LED. Se si utilizzano altri solventi, verificare la compatibilità con l'incapsulamento in silicone.

11. Casi di studio di utilizzo reale

11.1 Modulo di illuminazione ambientale del cruscotto

Un fornitore automobilistico di primo livello ha progettato una guida luminosa lineare per strisce ambientali del cruscotto utilizzando 12 LED RF-OMRB14TS-AK distanziati di 10 mm. Ogni LED era pilotato a 15 mA per ottenere 400 mcd per segmento. L'ampio angolo di visione di 120° ha garantito una luminosità uniforme lungo la guida senza punti caldi. Il modulo ha superato test di durata di 1000 ore a 85 °C/85% UR con una diminuzione del flusso luminoso inferiore al 10%.

11.2 Retroilluminazione della console centrale

In un design della console centrale, il LED è stato utilizzato come retroilluminazione diretta per pulsanti tattili capacitivi. Una pellicola diffusore è stata posizionata a 3 mm sopra il LED. La luminanza risultante ha superato 500 cd/m² a 20 mA. L'elevata densità di flusso di 800 mcd per LED ha consentito l'uso di meno componenti rispetto ai LED di generazione precedente, riducendo i costi.

12. Spiegazione del principio

Il RF-OMRB14TS-AK utilizza AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio) come materiale dello strato attivo. Quando viene applicata una polarizzazione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione del pozzo quantico, emettendo fotoni con energia corrispondente alla parte rossa dello spettro. Il bandgap di AlGaInP può essere sintonizzato regolando la composizione di alluminio e indio; per l'emissione rossa intorno a 615 nm, la composizione è ottimizzata per ottenere un'elevata efficienza quantica interna. Il substrato (probabilmente GaAs o GaP) è trasparente alla luce emessa, consentendo l'estrazione della luce anche dal fondo. Il package PLCC-2 utilizza un incapsulante in silicone trasparente per proteggere il chip e fungere da lente. Il catodo e l'anodo sono collegati tramite telai placcati argento.

13. Tendenze di sviluppo

Il mercato dei LED automobilistici si sta muovendo verso una maggiore efficienza e pacchetti più piccoli. Le future iterazioni di questa famiglia di prodotti potrebbero offrire un'efficienza luminosa ancora maggiore (ad es. >50 lm/W) attraverso un miglior design epitassiale e una migliore diffusione della corrente. Inoltre, l'integrazione di diodi di protezione ESD nel package potrebbe semplificare la progettazione a livello di scheda. La tendenza verso la retroilluminazione miniLED e microLED potrebbe eventualmente raggiungere l'interno automobilistico, ma i pacchetti PLCC-2 rimangono economicamente vantaggiosi per l'illuminazione ambientale di grande volume. Sarà necessaria la conformità con i futuri standard di affidabilità automobilistica (ad es. AEC-Q102 per la sicurezza fotobiologica).