LED ROSSO 3,5x2,8x1,85mm 2,3V 70mA 196mW 621nm PLCC4 Grado Automotive - Qualificato AEC-Q101

1. Panoramica del Prodotto

1.1 Descrizione Generale

Questo LED rosso è basato sulla tecnologia AlGaInP in un package PLCC4 con dimensioni di 3,50mm x 2,80mm x 1,85mm. È progettato per l'illuminazione automobilistica interna ed esterna e soddisfa le linee guida di qualificazione del test di stress AEC-Q101 per semiconduttori discreti di grado automotive.

1.2 Caratteristiche

• Package PLCC4
• Angolo di visione estremamente ampio: 120 gradi
• Adatto per tutti i processi di assemblaggio SMT e saldatura
• Disponibile su nastro e bobina (2000 pezzi/bobina)
• Livello di sensibilità all'umidità: Livello 2
• Conforme a RoHS e REACH
• Qualifica di grado automotive basata su AEC-Q101

1.3 Applicazioni

Illuminazione automobilistica: illuminazione ambientale interna, luci posteriori esterne, luci di frenata, indicatori di direzione e luci laterali.

2. Dimensioni del Package e Informazioni Meccaniche

2.1 Contorno del Package

Il package LED misura 3,50 mm in lunghezza, 2,80 mm in larghezza e 1,85 mm in altezza. La vista dall'alto mostra un segno di polarità che indica il lato del catodo. La vista dal basso ha quattro pad di saldatura disposti secondo il disegno. Tutte le dimensioni sono in millimetri con tolleranze di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

2.2 Pattern di Saldatura

Il layout consigliato dei pad di saldatura è fornito nel datasheet (Fig. 1-5). L'ingombro totale è 4,60 mm x 2,60 mm. Le dimensioni dei singoli pad sono 0,80 mm x 0,70 mm. Un corretto allineamento e design dei pad garantiscono una buona affidabilità del giunto di saldatura e una conduzione termica.

3. Parametri Tecnici

3.1 Caratteristiche Elettriche/Ottiche a 25°C

3.2 Valori Massimi Assoluti

• Dissipazione di Potenza: 196 mW
• Corrente Diretta: 70 mA (100 mA di picco, 1/10 duty, 10ms)
• Tensione Inversa: 5 V
• ESD (HBM): 2000 V
• Temperatura Operativa: da -40 a +100 °C
• Temperatura di Conservazione: da -40 a +100 °C
• Temperatura di Giunzione: 120 °C

4. Sistema di Bin

4.1 Bin di Tensione Diretta

A IF=50mA, la tensione diretta è suddivisa in bin: C1 (2,0-2,1V), C2 (2,1-2,2V), D1 (2,2-2,3V), D2 (2,3-2,4V), E1 (2,4-2,5V), E2 (2,5-2,6V).

4.2 Bin di Intensità Luminosa

Bin di intensità luminosa: N1 (1800-2300 mcd), N2 (2300-2800 mcd), O1 (2800-3500 mcd).

4.3 Bin di Lunghezza d'Onda Dominante

Bin di lunghezza d'onda: D2 (617,5-620 nm), E1 (620-622,5 nm), E2 (622,5-625 nm).

5. Curve Caratteristiche Ottiche Tipiche

Il datasheet fornisce diverse curve caratteristiche a 25°C. La Fig. 1-7 mostra la tensione diretta in funzione della corrente diretta: la corrente aumenta esponenzialmente dopo la soglia vicino a 2,0V. La Fig. 1-8 mostra l'intensità relativa in funzione della corrente diretta: l'intensità aumenta con la corrente fino a 70mA. La Fig. 1-9 mostra la temperatura di saldatura in funzione dell'intensità relativa: a 100°C l'intensità scende a circa l'80%. La Fig. 1-10 mostra la temperatura di saldatura in funzione del derating della corrente diretta: la corrente massima si riduce da 70mA a 25°C a circa 40mA a 100°C. La Fig. 1-11 mostra la tensione diretta che diminuisce con la temperatura (~ -2mV/°C). La Fig. 1-12 mostra il diagramma di radiazione con angolo di visione di 120°. La Fig. 1-13 mostra la lunghezza d'onda dominante che aumenta leggermente con la corrente (spostamento di circa 2nm). La Fig. 1-14 mostra lo spettro centrato a 621 nm.

6. Informazioni sull'Imballaggio

6.1 Dimensioni del Nastro Portante e della Bobina

I LED sono imballati in un nastro portante con dimensioni secondo la Fig. 2-1. La bobina ha un diametro di 330 mm, diametro del mozzo 100 mm e larghezza 8,0 mm. La quantità per bobina è di 2000 pezzi.

6.2 Specifiche dell'Etichetta

Ogni bobina ha un'etichetta che indica il numero di parte, il numero di specifica, il numero di lotto, il codice del bin (flusso, cromaticità, tensione diretta, lunghezza d'onda), la quantità e il codice data.

6.3 Imballaggio Resistente all'Umidità

La bobina è sigillata in un sacchetto barriera all'umidità con essiccante e una scheda indicatrice di umidità. Il livello di sensibilità all'umidità è 2, secondo gli standard JEDEC.

6.4 Condizioni dei Test di Affidabilità

I test di affidabilità secondo gli standard JEDEC includono: precondizionamento MSL2 (85°C/60%UR per 168h), shock termico (da -40°C a 125°C, 1000 cicli), test di vita (100°C, 50mA, 1000h) e alta temperatura e alta umidità (85°C/85%UR, 50mA, 1000h). Criteri di accettazione: 0/1.

6.5 Criteri di Guasto

Durante l'affidabilità, il guasto è definito come: tensione diretta > 1,1× limite superiore di specifica, corrente inversa > 2× limite superiore di specifica, flusso luminoso<0,7× limite inferiore di specifica.

7. Istruzioni per la Saldatura a Rifusione SMT

7.1 Profilo di Rifusione

Il profilo tipico di rifusione senza piombo: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120s, rampa fino a 217°C a max 3°C/s, tempo sopra 217°C max 60s, temperatura di picco 260°C per max 10s. Rampa di raffreddamento max 6°C/s. Tempo totale da 25°C al picco max 8 minuti. Solo due cicli di rifusione consentiti. Se l'intervallo tra i cicli supera le 24 ore, è necessaria una cottura.

7.2 Saldatore e Riparazioni

300°C, tempo<3 secondi, una sola volta.

7.3 Avvertenze

Non esercitare pressione sulla lente in silicone durante la saldatura. Evitare il montaggio su PCB deformati. Non applicare stress meccanici o raffreddamenti rapidi dopo la rifusione.

8. Precauzioni di Manipolazione

8.1 Considerazioni Ambientali

L'ambiente operativo e i materiali di accoppiamento devono avere un contenuto di zolfo inferiore a 100 ppm. Contenuto singolo di bromo inferiore a 900 ppm, cloro inferiore a 900 ppm, alogeni totali inferiori a 1500 ppm. I VOC provenienti dai fissaggi possono scolorire il silicone; utilizzare solo materiali compatibili testati.

8.2 Progettazione Termica

Una corretta gestione termica è fondamentale. Il calore riduce l'efficienza luminosa e sposta il colore. La temperatura di giunzione non deve superare i 120°C. Utilizzare un'adeguata area di rame del PCB o dissipatori di calore.

8.3 Pulizia

Si consiglia alcol isopropilico per la pulizia. La pulizia a ultrasuoni non è consigliata. Assicurarsi che i solventi non attacchino il package in silicone.

8.4 Condizioni di Conservazione

Prima dell'apertura: conservare a ≤30°C,<30°C,<75% UR fino a un anno. Dopo l'apertura:<30°C,<60% UR, utilizzare entro 24 ore. Se superato, cuocere a 60±5°C per >24 ore.

8.5 Protezione ESD

Il LED è sensibile alle scariche elettrostatiche (2000V HBM). Utilizzare le adeguate precauzioni ESD: cinghie da polso di messa a terra, ionizzatori e postazioni di lavoro conduttive.

9. Considerazioni di Progettazione Applicativa

9.1 Progettazione del Circuito

Ogni LED deve essere pilotato con una resistenza limitatrice di corrente per mantenere la corrente al di sotto di 70 mA. La tensione diretta varia con la temperatura e il bin; tenere conto del caso peggiore di VF. Evitare la tensione inversa.

9.2 Gestione Termica

Progettare il PCB per dissipare il calore dai punti di saldatura del LED. Vias termici e piani di rame aiutano. Seguire la curva di derating (Fig. 1-10) per determinare la corrente massima alla temperatura operativa effettiva.

9.3 Compatibilità con i Materiali

Utilizzare flusso no-clean e evitare sostanze chimiche che attaccano il silicone. Assicurarsi che i materiali di fissaggio non contengano alti livelli di zolfo o alogeni.

10. Principio di Funzionamento

L'AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio) è un materiale semiconduttore a bandgap diretto utilizzato per LED rossi ad alta efficienza. Quando polarizzato direttamente, gli elettroni e le lacune si ricombinano nella regione attiva, emettendo fotoni con energia corrispondente al bandgap. La lunghezza d'onda dominante di 621 nm corrisponde a un colore rosso profondo. Il package PLCC4 ospita il chip LED e fornisce connessioni elettriche e protezione meccanica.

11. Confronto Tecnologico

Rispetto ai LED rossi GaAsP o GaP, i LED AlGaInP offrono un'efficacia luminosa maggiore (fino a 100 lm/W o più), una migliore stabilità alla temperatura e una vita più lunga. La qualifica AEC-Q101 garantisce l'affidabilità in condizioni automobilistiche severe, rendendoli superiori ai LED di grado commerciale.

12. Domande Tecniche Comuni

D:Qual è la tipica tensione diretta?

R:2,3 V a 50 mA, ma il binning permette da 2,0 a 2,6 V.

D:Posso pilotare continuamente a 70 mA?

R:Sì, con adeguata dissipazione termica; assicurarsi che la temperatura di giunzione sia<120°C.

D:Qual è la tolleranza sulla lunghezza d'onda dominante?

R:±2,25 nm (da min 617,5 a max 625).

D:Quante rifusioni?

R:Massimo due.

13. Caso Pratico di Applicazione

Consideriamo una luce posteriore automobilistica che utilizza 20 di questi LED in due stringhe parallele di 10 LED ciascuna in serie. Ogni stringa è pilotata a 50 mA con un resistore in serie. Un PCB con nucleo in alluminio e vias termici garantisce un'efficace dissipazione del calore. L'ampio angolo di visione fornisce un'illuminazione uniforme. I LED sono sigillati con un rivestimento conforme per proteggere dall'umidità. Questo progetto soddisfa i requisiti automobilistici di luminosità e affidabilità.

14. Tendenze di Sviluppo

L'industria dei LED automobilistici si sta muovendo verso una maggiore efficienza, package più piccoli e temperature operative più elevate. Il packaging a livello di chip e la tecnologia flip-chip stanno emergendo. Le correnti di pilotaggio possono aumentare con una migliore gestione termica. Il package PLCC4 rimane popolare per la sua robustezza e facilità di assemblaggio. La conformità agli standard automobilistici come AEC-Q101 sta diventando obbligatoria.