Specifica tecnica LED rosso PLCC4 3.5x2.8x1.85mm - Tensione diretta 2.0-2.6V - 70mA - Lunghezza d'onda dominante 615nm

1. Panoramica del prodotto

Il presente documento fornisce una specifica tecnica completa per un LED rosso ad alte prestazioni (modello RF-OMRA30TS-BM-G) progettato per applicazioni di illuminazione automobilistica interna ed esterna. Il LED è dotato di un compatto package PLCC4 di dimensioni 3,50 mm × 2,80 mm × 1,85 mm ed è basato sulla tecnologia avanzata del substrato AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio). Offre luminosità superiore, ampio angolo di visione e eccellenti prestazioni termiche, rendendolo adatto per ambienti automobilistici impegnativi. Il dispositivo è conforme alle direttive RoHS e REACH e soddisfa i requisiti di qualifica AEC-Q101 per semiconduttori discreti di grado automobilistico.

2. Analisi approfondita dei parametri tecnici

Le caratteristiche elettriche e ottiche sono specificate in condizioni di prova con IF = 50 mA e temperatura di saldatura Ts = 25 °C. Tutte le misurazioni vengono eseguite in condizioni di laboratorio standardizzate con tolleranze definite come indicato.

2.1 Tensione diretta (VF)

La tensione diretta varia da 2,0 V (minimo) a 2,6 V (massimo) con un valore tipico di 2,2 V a 50 mA. Questa tensione diretta relativamente bassa consente una conversione di potenza efficiente e riduce la dissipazione termica. La tolleranza di misurazione è ±0,1 V. Nella progettazione dei circuiti, è necessario includere resistori in serie per stabilizzare la corrente contro le variazioni di tensione.

2.2 Intensità luminosa (IV)

L'intensità luminosa varia da 2300 mcd (minimo) a 4300 mcd (massimo) con un valore tipico di 2900 mcd a 50 mA. Questo elevato livello di luminosità è ottenuto grazie al sistema di materiali AlGaInP e all'emissione rossa ottimizzata senza fosforo. La tolleranza di misurazione è ±10 %. L'intensità è suddivisa in tre gruppi: N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd) e O2 (3500–4300 mcd).

2.3 Lunghezza d'onda dominante (Wd)

La lunghezza d'onda dominante varia da 612,5 nm (minimo) a 620 nm (massimo) con un valore tipico di 615 nm a 50 mA. Ciò corrisponde a un colore rosso intenso. La lunghezza d'onda è suddivisa in tre gruppi: C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm) e D2 (617,5–620 nm). La tolleranza di misurazione è ±0,005 nelle coordinate cromatiche.

2.4 Caratteristiche termiche

La resistenza termica dal giunto al punto di saldatura (RTHJ-S) è tipicamente 180 °C/W (massimo). La temperatura massima del giunto è 120 °C. Una corretta gestione termica è essenziale per mantenere l'affidabilità; la corrente diretta deve essere ridotta in base alla temperatura di saldatura per evitare di superare la temperatura massima del giunto. L'intervallo di temperatura ambiente operativa è da –40 °C a +100 °C, e l'intervallo di temperatura di stoccaggio è lo stesso. La protezione dalle scariche elettrostatiche è fornita fino a 2000 V (HBM).

3. Descrizione del sistema di binning

Per garantire la coerenza delle prestazioni, il LED viene suddiviso in bin in base alla tensione diretta, all'intensità luminosa e alla lunghezza d'onda dominante a IF = 50 mA.

• Bin di tensione diretta: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)
• Bin di intensità luminosa:N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd), O2 (3500–4300 mcd)
• Bin di lunghezza d'onda:C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm), D2 (617,5–620 nm)

I clienti possono specificare combinazioni di bin durante l'ordine per soddisfare requisiti applicativi precisi.

4. Analisi delle curve di prestazione

Le curve tipiche delle caratteristiche ottiche forniscono informazioni sul comportamento del LED in varie condizioni operative.

• Tensione diretta vs. Corrente diretta (Fig. 1-7):La tensione diretta aumenta moderatamente con la corrente, da circa 1,9 V a 10 mA a 2,4 V a 70 mA. Questa relazione non lineare è tipica dei diodi a semiconduttore.
• Corrente diretta vs. Intensità relativa (Fig. 1-8):L'intensità luminosa relativa aumenta approssimativamente in modo lineare con la corrente diretta fino a 70 mA, indicando una buona efficienza di conversione corrente-luce.
• Temperatura di saldatura vs. Intensità relativa (Fig. 1-9):Quando la temperatura di saldatura sale da 20 °C a 120 °C, il flusso luminoso relativo diminuisce di circa il 30 %, evidenziando la necessità di una gestione termica.
• Temperatura di saldatura vs. Corrente diretta (Fig. 1-10):La corrente diretta massima consentita deve essere ridotta a temperature di saldatura più elevate per evitare di superare la temperatura di giunzione di 120 °C.
• Tensione diretta vs. Temperatura di saldatura (Fig. 1-11):La tensione diretta diminuisce leggermente all'aumentare della temperatura, circa –2 mV/°C.
• Schema di radiazione (Fig. 1-12):L'angolo di visione (2θ1/2) è di 120 gradi, fornendo una distribuzione della luce ampia e uniforme adatta per l'illuminazione di aree.
• Corrente diretta vs. Lunghezza d'onda dominante (Fig. 1-13):La lunghezza d'onda dominante si sposta leggermente verso valori più lunghi all'aumentare della corrente, circa +0,03 nm per mA.
• Distribuzione spettrale (Fig. 1-14):Il picco spettrale è centrato attorno a 615–620 nm con una larghezza a metà altezza (FWHM) stretta, caratteristica dei LED rossi AlGaInP.

5. Informazioni meccaniche e di confezionamento

5.1 Dimensioni del pacchetto

Il LED è alloggiato in un package PLCC4 con dimensioni complessive di 3,50 mm (lunghezza) × 2,80 mm (larghezza) × 1,85 mm (altezza). La vista superiore mostra un chiaro segno di polarità. La vista inferiore rivela quattro terminali: pin 1 (catodo) identificato da un angolo smussato, e pin 2, 3 e 4 (anodo e altre connessioni). Tutte le dimensioni hanno una tolleranza di ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

5.2 Schema dei pad di saldatura

Vengono fornite le dimensioni consigliate per il pattern di atterraggio PCB (pad di saldatura): 2,60 mm × 1,60 mm per il lato anodo e 4,60 mm × 0,80 mm per il lato catodo. Un corretto design dei pad garantisce una formazione affidabile dei giunti di saldatura e una buona dissipazione del calore.

5.3 Identificazione della polarità

La polarità è indicata da una tacca o uno smusso sul corpo del pacchetto. Il pin 1 è il catodo (C) e i pin 2, 3, 4 sono l'anodo (A). Una polarità errata può danneggiare il LED; verificare sempre l'orientamento prima della saldatura.

6. Linee guida per saldatura e assemblaggio

6.1 Profilo di saldatura a riflusso

Il profilo di saldatura a riflusso consigliato segue gli standard JEDEC. I parametri chiave includono: preriscaldamento da 150 °C a 200 °C per 60–120 secondi, rampa fino a 217 °C (liquidus) entro un massimo di 60 secondi, temperatura di picco di 260 °C per un massimo di 10 secondi e raffreddamento a un massimo di 6 °C/s. Sono consentiti solo due cicli di riflusso. Se trascorrono più di 24 ore tra i cicli, i LED potrebbero assorbire umidità e richiedere un'asciugatura prima del secondo riflusso.

6.2 Saldatura a mano e riparazione

Per la saldatura manuale, utilizzare un saldatore impostato al di sotto di 300 °C e completare l'operazione entro 3 secondi. È consentita una sola operazione di saldatura a mano. La riparazione dopo il riflusso non è consigliata; se necessario, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare la funzionalità del LED.

6.3 Precauzioni per la manipolazione

L'incapsulante in silicone è morbido e può essere danneggiato da una pressione eccessiva. Utilizzare ugelli pick-and-place appropriati con forza controllata. Evitare di piegare il PCB dopo la saldatura. Non applicare stress meccanico o vibrazioni durante il raffreddamento. Il raffreddamento rapido (tempra) dopo il riflusso è vietato.

7. Informazioni su confezionamento e ordine

7.1 Nastro trasportatore e bobina

I LED vengono forniti su nastro trasportatore largo 8 mm con passo 4 mm. Ogni bobina contiene 2.000 unità. Il nastro ha una copertura superiore che viene rimossa. Dimensioni della bobina: diametro 330 ±1 mm, diametro del mozzo 100 ±1 mm e larghezza 13,0 ±0,5 mm.

7.2 Confezione barriera all'umidità

Le bobine sono sigillate sottovuoto in un sacchetto barriera all'umidità (MBB) con una scheda indicatrice di umidità e un essiccante. Il livello di sensibilità all'umidità (MSL) è Livello 2 (vita a scaffale >1 anno a ≤30 °C/≤75% UR, ma si consiglia l'uso entro 24 ore dall'apertura). Se il sacchetto è danneggiato o le condizioni di conservazione vengono superate, è necessario un essiccamento a 60 ±5 °C per >24 ore prima dell'uso.

7.3 Informazioni sull'etichetta

Ogni bobina porta un'etichetta con numero di parte, numero di specifica, numero di lotto, codice bin (incluse le categorie di tensione diretta, intensità luminosa e lunghezza d'onda), quantità e codice data. Il formato dell'etichetta segue la prassi standard del settore.

8. Suggerimenti applicativi

Il LED è destinato principalmente all'illuminazione automobilistica, sia interna (cruscotto, illuminazione ambientale) che esterna (fanali posteriori, indicatori di direzione, luci di stop). L'ampio angolo di visione di 120° è vantaggioso per applicazioni di segnalazione dove è richiesta una distribuzione uniforme della luce. Nella progettazione di array, garantire una gestione termica adeguata utilizzando PCB con nucleo metallico o dissipatori di calore. Le configurazioni a stringa devono includere resistori limitatori di corrente per prevenire la fuga termica. Il dispositivo è adatto anche per lampade indicatrici generiche e illuminazione decorativa dove sono necessari elevata luminosità e affidabilità.

9. Confronto tecnico

Rispetto ai LED rossi tradizionali a foro passante, questo package PLCC4 offre vantaggi significativi: ingombro ridotto, compatibilità con l'assemblaggio SMT automatizzato, angolo di visione più ampio e un pattern luminoso più consistente. Il materiale AlGaInP fornisce una maggiore efficienza luminosa e una migliore stabilità termica rispetto alle tecnologie GaAsP più vecchie. Inoltre, la qualifica AEC-Q101 garantisce prestazioni robuste in condizioni automobilistiche severe (vibrazioni, umidità, cicli termici).

10. Domande frequenti

D: Qual è la corrente di pilotaggio consigliata per la massima durata?

R: Per un'affidabilità ottimale, operare a 50 mA tipici. La corrente diretta massima assoluta è 70 mA (DC) o 100 mA di picco (ciclo di lavoro 1/10, impulso 10 ms). Correnti più elevate riducono la durata a causa dell'aumento della temperatura di giunzione.

D: Posso utilizzare questo LED in serie con altri?

R: Sì, ma assicurarsi che la tensione diretta totale non superi la tensione di alimentazione. Utilizzare un resistore in serie per limitare la corrente. A causa del binning della tensione diretta, le stringhe in parallelo potrebbero richiedere resistori individuali per bilanciare la corrente.

D: Come devo pulire il LED dopo la saldatura?

R: Utilizzare alcool isopropilico. Evitare la pulizia a ultrasuoni, che può danneggiare i bond fili interni. Non utilizzare solventi che potrebbero attaccare l'incapsulante in silicone.

D: Quali precauzioni ESD sono necessarie?

R: Il LED può sopportare 2000 V HBM, ma è comunque necessaria la protezione ESD durante la manipolazione. Utilizzare postazioni di lavoro con messa a terra, ionizzatori e imballaggi antistatici.

11. Casi applicativi pratici

Luce posteriore automobilistica:Un array di 10–20 LED posizionati su un PCB con dissipatore di calore fornisce una luce rossa di stop/posizione luminosa e uniforme. L'ampio angolo di visione garantisce la conformità ai requisiti di visibilità ECE R7. La qualifica AEC-Q101 dà ai costruttori automobilistici fiducia nell'affidabilità a lungo termine.

Illuminazione ambientale interna:Un singolo LED diffuso attraverso una guida luce crea un bagliore rosso soffice per l'illuminazione d'accento del cruscotto. Il pacchetto compatto consente l'integrazione in pannelli sottili.

Indicatore di stato industriale:L'elevata luminosità lo rende adatto per segnaletica esterna e luci di stato. L'angolo del fascio di 120° elimina la necessità di ottiche secondarie in molte applicazioni.

12. Principio di funzionamento

Questo LED rosso è basato sulla struttura a pozzo quantico multiplo (MQW) in AlGaInP (fosfuro di alluminio gallio indio). Quando viene applicata una polarizzazione diretta, gli elettroni dello strato di tipo n e le lacune dello strato di tipo p si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il bandgap del materiale AlGaInP è progettato per produrre luce nello spettro rosso (612–620 nm). Il dispositivo viene cresciuto su un substrato di GaAs, che viene successivamente rimosso o assottigliato per migliorare l'estrazione della luce. Il package PLCC4 include una coppa riflettente e un incapsulante in silicone trasparente che modella il pattern di radiazione.

13. Tendenze tecnologiche

Il mercato dei LED automobilistici si sta muovendo verso una maggiore efficienza, pacchetti più piccoli e migliori prestazioni termiche. I LED rossi AlGaInP continuano a migliorare in efficacia luminosa e affidabilità. La tendenza verso l'illuminazione a matrice e fari adattivi aumenta la domanda di LED indirizzabili singolarmente. È in crescita anche l'integrazione dei LED con driver intelligenti e diagnostica (ad esempio bus LIN). Questo prodotto, con la sua qualifica AEC-Q101, si allinea alla spinta del settore verso la qualità a zero difetti nell'elettronica automobilistica. Gli sviluppi futuri potrebbero includere larghezze spettrali ancora più strette per la purezza del colore e valori di temperatura più elevati per applicazioni sotto il cofano.