LED Rosso 2.7x2.0x0.6mm - Tensione Diretta 2.0-2.6V - Potenza 1.1W - Lunghezza d'Onda Dominante 612.5-625nm - Scheda Tecnica Italiana

1. Panoramica del prodotto

Il RF-A4E27-R15H-S1 è un LED rosso ad alte prestazioni basato sulla tecnologia a semiconduttore AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio). È alloggiato in un compatto package EMC (composto epossidico per stampaggio) con dimensioni di 2,7 mm × 2,0 mm × 0,6 mm. Il dispositivo offre un intervallo di lunghezza d'onda dominante da 612,5 nm a 625 nm, rendendolo adatto per segnalazioni rosse e applicazioni di illuminazione automobilistica interna/esterna. Con un angolo di visione estremamente ampio di 120° e un livello di sensibilità all'umidità di 2, il LED è progettato per un affidabile assemblaggio superficiale e processi di saldatura a rifusione. È completamente conforme ai requisiti RoHS e il suo piano di test di qualifica segue lo standard AEC-Q102 per semiconduttori discreti di grado automobilistico.

1.1 Caratteristiche principali

• Package EMC per prestazioni meccaniche e termiche robuste
• Ampio angolo di visione di 120° per una distribuzione uniforme della luce
• Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e cicli multipli di saldatura a rifusione
• Disponibile in confezione nastro e bobina (4000 pezzi/bobina)
• Livello di sensibilità all'umidità: 2 (MSL2)
• Conforme RoHS e qualificato AEC-Q102

1.2 Applicazioni target

Illuminazione automobilistica – sia interna (ambiente, indicatore) che esterna (fanali posteriori, stop, indicatori di direzione). L'ampio angolo di visione e l'elevata affidabilità lo rendono ideale per l'uso in ambienti veicolari impegnativi.

2. Analisi approfondita dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche elettriche e ottiche (a Ts=25°C, IF=350mA)

2.2 Valori nominali massimi assoluti

Nota:La tolleranza di misura della tensione diretta è ±0,1 V, la tolleranza delle coordinate colore ±0,005 e la tolleranza del flusso luminoso ±10%. Tutte le misurazioni vengono eseguite nell'ambiente standardizzato del produttore. La corrente di funzionamento massima deve considerare la dissipazione termica effettiva per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 150°C. In modalità impulso a 25°C, l'efficienza di conversione fotoelettrica è del 47%.

2.3 Caratteristiche termiche

I valori di resistenza termica sono forniti in due forme: reale (Rth JS reale) ed elettrica (Rth JS el). La resistenza termica reale è tipicamente di 12°C/W e rappresenta il percorso termico effettivo dalla giunzione al punto di saldatura. La resistenza termica elettrica è tipicamente di 6°C/W, misurata con una corrente di test di 350 mA a una temperatura ambiente costante di 25°C. Una corretta gestione termica è fondamentale per mantenere le prestazioni e prevenire il degrado precoce.

3. Sistema di binning

A IF=350 mA, i LED vengono suddivisi in bin per tensione diretta, flusso luminoso e lunghezza d'onda dominante per garantire coerenza nell'applicazione.

3.1 Bin di tensione diretta

• C0: 2,0 V – 2,2 V
• D0: 2,2 V – 2,4 V
• E0: 2,4 V – 2,6 V

3.2 Bin di flusso luminoso

• PA: 55,3 – 61,2 lm
• PB: 61,2 – 67,8 lm
• QA: 67,8 – 75,3 lm
• QB: 75,3 – 83,7 lm
• RA: 83,7 – 93,2 lm

3.3 Bin di lunghezza d'onda dominante

• C2: 612,5 – 615 nm
• D1: 615 – 617,5 nm
• D2: 617,5 – 620 nm
• E1: 620 – 622,5 nm
• E2: 622,5 – 625 nm

I bin consentono ai clienti di selezionare l'esatta finestra di tensione, flusso o lunghezza d'onda richiesta per il loro specifico progetto. Il codice del bin è indicato sull'etichetta della confezione.

4. Analisi delle curve di prestazione

La scheda tecnica fornisce diverse curve tipiche che aiutano gli ingegneri a comprendere il comportamento del LED in varie condizioni.

4.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta (Fig. 1-6)

La tensione diretta aumenta linearmente con la corrente. A circa 350 mA, la tensione è approssimativamente 2,3 V. Questa curva è essenziale per progettare circuiti di regolazione della corrente.

4.2 Flusso luminoso relativo vs. Corrente diretta (Fig. 1-7)

L'emissione luminosa aumenta con la corrente ma non perfettamente in modo lineare. A 350 mA, il flusso luminoso relativo è normalizzato al 100%. A correnti inferiori, l'efficienza è maggiore.

4.3 Temperatura di giunzione vs. Flusso luminoso relativo (Fig. 1-8)

All'aumentare della temperatura di giunzione, l'emissione luminosa diminuisce. A 125°C, il flusso è circa l'80% del valore a 25°C. Una buona progettazione termica è necessaria per ridurre al minimo la perdita di flusso alle alte temperature.

4.4 Temperatura del punto di saldatura vs. Corrente diretta (Fig. 1-9)

La corrente diretta massima consentita diminuisce all'aumentare della temperatura del punto di saldatura. Ad esempio, a 120°C di temperatura di saldatura, la corrente massima è di circa 200 mA.

4.5 Spostamento della tensione vs. Temperatura di giunzione (Fig. 1-10)

La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo. Per ogni aumento di 100°C, la tensione diminuisce di circa 0,2 V. Questo deve essere considerato nei driver a corrente costante per evitare derive di corrente.

4.6 Diagramma di radiazione (Fig. 1-11)

Il pattern di radiazione è molto ampio (120° di larghezza a metà altezza) e quasi lambertiano, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono un'illuminazione estesa.

4.7 Spostamento della lunghezza d'onda dominante vs. Temperatura di giunzione (Fig. 1-12)

La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente verso lunghezze d'onda più lunghe (spostamento verso il rosso) con l'aumento della temperatura, a una velocità di circa 0,05 nm/°C.

4.8 Distribuzione spettrale (Fig. 1-13)

L'emissione spettrale è centrata intorno a 620 nm con una stretta larghezza a metà altezza di circa 20 nm. La lunghezza d'onda di picco è vicina alla lunghezza d'onda dominante, garantendo un colore rosso saturo.

5. Informazioni meccaniche e di confezionamento

5.1 Dimensioni del package

Il LED ha un contorno compatto: 2,70 mm × 2,00 mm × 0,60 mm. La vista dall'alto mostra un'area rettangolare di emissione luminosa con un segno di catodo (C) sul fondo. Le viste laterali e inferiori dettagliate indicano la polarità: piedini anodo (A) e catodo (C). Il pattern di saldatura consigliato include pad termici per la dissipazione del calore.

5.2 Polarità e layout del pad di saldatura

Dalla vista inferiore (Fig. 1-3), il pad del catodo è più grande (1,30 mm × 0,60 mm) e il pad dell'anodo è più piccolo (1,20 mm × 0,45 mm). Il pattern di saldatura (Fig. 1-5) mostra le aree di rame consigliate: 1,40 mm × 1,30 mm per il catodo e 1,20 mm × 1,30 mm per l'anodo, con un gap di 0,50 mm. Tutte le dimensioni hanno una tolleranza di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

5.3 Confezionamento ed etichettatura

I LED sono forniti in confezione nastro e bobina con 4000 pezzi per bobina. Le dimensioni del nastro portante sono: passo tasca P0=4,0 mm, P1=4,0 mm, P2=2,0 mm, larghezza W=8,0 mm. Il diametro esterno della bobina è di 180 mm con un diametro del mozzo di 60 mm. Ogni bobina è sigillata in un sacchetto barriera all'umidità con gel di silice essiccante e una scheda indicatrice di umidità. L'etichetta include il numero parte, numero lotto, codici bin, quantità e data.

6. Guida alla saldatura e all'assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a rifusione

Profilo di rifusione consigliato (senza piombo, basato sullo standard JEDEC):

• Velocità di rampa: max 3°C/s
• Preriscaldamento: da 150°C a 200°C, 60–120 s
• Tempo sopra 217°C (TL): max 60 s
• Temperatura di picco (TP): 260°C, max 10 s a TP
• Tempo entro 5°C da TP: max 30 s
• Velocità di raffreddamento: max 6°C/s
• Tempo totale da 25°C al picco: max 8 minuti

Il LED può sopportare fino a due cicli di rifusione. Se trascorrono più di 24 ore tra i cicli, è necessario un pre-essiccamento per rimuovere l'umidità assorbita (60±5°C per >24 ore). Non applicare forza sulla superficie siliconica durante il riscaldamento.

6.2 Precauzioni di manipolazione

• Controllo di zolfo e alogeni:L'ambiente e i materiali di accoppiamento devono contenere meno di 100 ppm di zolfo, meno di 900 ppm ciascuno di bromo e cloro e meno di 1500 ppm totali di bromo + cloro. Ciò previene attacchi chimici al package del LED.
• Emissioni VOC:I composti organici volatili provenienti dai materiali degli accessori possono penetrare nell'incapsulante siliconico e causare scolorimento sotto luce e calore. Utilizzare solo adesivi e materiali di riempimento compatibili che non emettono gas.
• Protezione ESD:Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD HBM 2 kV). Utilizzare postazioni di lavoro con messa a terra e imballaggi antistatici.
• Pulizia:Se necessario, utilizzare alcol isopropilico per la pulizia. La pulizia a ultrasuoni non è raccomandata poiché potrebbe danneggiare il LED.
• Stoccaggio:I sacchetti non aperti possono essere conservati a ≤30°C / ≤75% RH per un massimo di un anno. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore a ≤30°C / ≤60% RH. Se l'essiccante ha cambiato colore o il tempo di conservazione è superato, cuocere a 60±5°C per almeno 24 ore prima dell'uso.

6.3 Progettazione termica

Poiché l'emissione luminosa e la stabilità del colore del LED dipendono dalla temperatura di giunzione, è essenziale un adeguato dissipatore di calore. La temperatura massima assoluta di giunzione è 150°C. Utilizzare aree di rame PCB adeguate, vie termiche e raffreddamento forzato se necessario per mantenere TJ al di sotto del massimo nell'ambiente operativo previsto.

7. Affidabilità e test

Il prodotto è stato sottoposto a rigorosi test di affidabilità secondo le linee guida AEC-Q102. I test principali includono:

• Saldatura a rifusione (260°C, 10 s, 2×) – 0/1 guasti
• Precondizionamento MSL2 (85°C/60%RH, 168 h) – 0/1
• Shock termico (-40°C a 125°C, 1000 cicli) – 0/1
• Test di vita (Ta=105°C, IF=350 mA, 1000 h) – 0/1
• Test di vita ad alta temperatura/alta umidità (85°C/85%RH, IF=350 mA, 1000 h) – 0/1

Criteri di giudizio: la tensione diretta non deve superare 1,1× USL, la corrente inversa non deve superare 2× USL e il flusso luminoso non deve scendere al di sotto di 0,7× LSL. Questi test confermano la robustezza del LED per applicazioni automobilistiche.

8. Esempi applicativi e considerazioni di progettazione

Illuminazione interna automobilistica:L'ampio angolo di visione consente un'illuminazione uniforme del cruscotto o strisce luminose ambientali. Per applicazioni di indicatori di direzione, l'elevata luminosità (fino a 93 lm) a 350 mA può soddisfare i requisiti SAE se adeguatamente abbinata a ottiche.

Derating della corrente:La corrente diretta massima assoluta è 420 mA, ma il funzionamento continuo a questo livello richiede un'eccellente gestione termica. In molti progetti automobilistici, il LED viene pilotato a 200–350 mA con derating basato sulla temperatura ambiente. Un resistore in serie o un driver a corrente costante sono essenziali per prevenire la fuga termica.

Stringhe di LED multiple:Quando si pilotano più LED in serie, il binning della tensione diretta (ad es., D0) aiuta a far corrispondere le tensioni per ridurre la dissipazione di potenza nel regolatore di corrente. Per stringhe in parallelo, assicurarsi che ogni stringa abbia il proprio elemento di limitazione della corrente per evitare squilibri di corrente.

9. Principio tecnologico

Il LED utilizza AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio) come materiale attivo. Questo semiconduttore composto quaternario è adattato per reticolo a un substrato di GaAs, consentendo un'elevata efficienza quantica interna per le lunghezze d'onda rosse e ambra. Il package EMC fornisce un percorso a bassa resistenza termica e resistenza all'ingiallimento rispetto ai materiali PPA convenzionali. La tensione diretta di 2,0–2,6 V è tipica per i LED rossi AlGaInP. La lunghezza d'onda dominante è determinata dal contenuto di indio nei pozzi quantici; più stretto è il bandgap, più lunga è la lunghezza d'onda.

10. Tendenze del settore e prospettive future

I LED rossi continuano ad acquisire importanza nell'illuminazione automobilistica grazie alla loro efficienza e lunga durata. La tendenza alla miniaturizzazione (pacchetti più piccoli come 2,7×2,0 mm) consente una maggiore flessibilità di progettazione. La qualifica AEC-Q102 sta diventando un requisito obbligatorio per i fornitori automobilistici di primo livello. Con l'avvento di ADAS e guida autonoma, i LED di segnalazione rossi devono soddisfare standard di affidabilità e prestazioni ancora più rigorosi. Il RF-A4E27-R15H-S1 è ben posizionato per soddisfare queste esigenze emergenti.

11. Domande frequenti

D1: Posso pilotare questo LED con una corrente di picco di 700 mA in modo continuo?
No. La corrente di picco di 700 mA è consentita solo con un duty cycle di 1/10 e una larghezza di impulso di 10 ms. Il funzionamento continuo non deve superare 420 mA.

D2: Qual è la durata tipica in condizioni automobilistiche?
Il LED è qualificato per test di vita di 1000 ore, ma la durata effettiva sul campo dipende dalle condizioni termiche. Con una corretta gestione termica, il LED può durare oltre 50.000 ore.

D3: Il LED può essere pulito con acetone o altri solventi?
Si consiglia solo alcol isopropilico. Altri solventi potrebbero attaccare l'incapsulante siliconico. Testare la compatibilità prima di utilizzare qualsiasi agente detergente.

D4: Perché la luminosità a caldo è inferiore rispetto a 25°C?
L'efficienza del LED diminuisce con la temperatura a causa dell'aumento della ricombinazione non radiativa. Mantenere la temperatura di giunzione il più bassa possibile.

12. Informazioni per l'ordine

La quantità di imballaggio standard è di 4000 pezzi per bobina. La bobina ha un diametro di 180 mm ed è sigillata in un sacchetto barriera all'umidità. Per requisiti di binning personalizzati (specifici intervalli di VF, flusso o lunghezza d'onda), contattare il distributore o il produttore. Il numero parte è RF-A4E27-R15H-S1 e il codice bin è stampato sull'etichetta. Conservare sempre secondo le linee guida MSL2.