RF-OMRB14TS-AK Красный светодиод PLCC2 - Размер 2.2x1.4x1.3мм - Напряжение 1.8В - Мощность 72мВт - Автомобильный класс

1. Обзор продукта

RF-OMRB14TS-AK — это высокопроизводительный красный поверхностно-монтируемый светодиод (SMD) в корпусе PLCC-2, предназначенный для требовательных приложений внутреннего освещения автомобилей. Компонент использует передовую эпитаксиальную технологию AlGaInP (алюминий-галлий-индий-фосфид) на подложке, обеспечивая насыщенное красное излучение с доминирующей длиной волны около 615 нм. Габариты корпуса: 2,2 мм × 1,4 мм × 1,3 мм (длина × ширина × высота), что делает его подходящим для компактных печатных плат. Светодиод имеет чрезвычайно широкий угол обзора 120 градусов, обеспечивая равномерное распределение света. Он сертифицирован согласно стандартам стресс-теста AEC-Q101 для автомобильных дискретных полупроводников, гарантируя надежность в суровых условиях. Уровень чувствительности к влаге — класс 2, устройство полностью соответствует требованиям RoHS и REACH.

2. Интерпретация технических параметров

2.1 Электрические характеристики

Прямое напряжение (V_F) при тестовом токе 20 мА имеет минимальное значение 1,8 В, типичное 2,0 В и максимальное 2,4 В. Это относительно низкое прямое напряжение характерно для красных светодиодов на AlGaInP. Обратный ток (I_R) при обратном напряжении 5 В составляет менее 10 мкА, что указывает на отличное выпрямительное поведение. Максимально допустимый прямой ток — 30 мА постоянного тока, пиковый прямой ток — 100 мА при скважности 1/10 и длительности импульса 10 мс. Общая рассеиваемая мощность ограничена 72 мВт, что необходимо соблюдать для предотвращения теплового повреждения.

2.2 Оптические характеристики

При 20 мА типичная сила света (I_V) составляет 800 мкд, с минимальным значением 800 мкд и максимальным 1200 мкд по бину L2. Доминирующая длина волны (λ_D) находится в диапазоне от 612,5 нм до 620 нм, с типичным значением 615 нм, что помещает излучение в область глубокого красного. Угол обзора (2θ_1/2) составляет 120 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности, подходящую для внутреннего атмосферного освещения.

2.3 Тепловые характеристики

Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (R_thJ-S) составляет 300 °C/Вт (макс.). Этот параметр критичен для управления температурой. Температура перехода (T_J) не должна превышать 120 °C, а рабочий температурный диапазон составляет от -40 °C до +100 °C. Для поддержания светодиода в безопасных пределах необходим надлежащий отвод тепла.

3. Объяснение системы сортировки (биннинга)

3.1 Бины прямого напряжения

Прямое напряжение разделено на шесть групп: B1 (1,8–1,9 В), B2 (1,9–2,0 В), C1 (2,0–2,1 В), C2 (2,1–2,2 В), D1 (2,2–2,3 В), D2 (2,3–2,4 В). Это позволяет заказчикам выбирать светодиоды с близкими значениями V_Fдля конструкций с параллельными цепочками.

3.2 Бины силы света

Определены два бина интенсивности: L1 (800–1000 мкд) и L2 (1000–1200 мкд). Указанное типичное значение (800 мкд) соответствует нижней границе L1, но в производстве может отгружаться любой бин в зависимости от заказа.

3.3 Бины длины волны

Доминирующая длина волны разделена на три бина: C2 (612,5–615,0 нм), D1 (615,0–617,5 нм), D2 (617,5–620,0 нм). Типичная длина волны 615 нм попадает в бин D1. Узкая сортировка обеспечивает согласованность цвета в многодиодных модулях.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

Рисунок 1-6 демонстрирует почти линейную зависимость: при увеличении прямого тока от 0 до 30 мА прямое напряжение растет от примерно 1,7 В до 2,3 В. Это типично для светодиодов на AlGaInP, и разработчики должны учитывать изменение V_Fпри использовании источника постоянного напряжения.

4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока

Рисунок 1-7 показывает, что относительная сила света увеличивается с током. При 20 мА интенсивность нормализована; удвоение тока до 40 мА примерно удвоит выход (хотя абсолютный максимальный ток составляет 30 мА постоянного тока).

4.3 Температурная зависимость

Рисунок 1-8 показывает, что относительный световой поток уменьшается с ростом температуры пайки (T_S). При 100 °C выход может упасть до примерно 70% от значения при 25 °C. Рисунок 1-9 указывает, что максимально допустимый прямой ток должен быть снижен при температуре выше 55 °C, чтобы не превысить ограничение температуры перехода 120 °C. Рисунок 1-10 подтверждает, что прямое напряжение уменьшается с температурой со скоростью примерно -2 мВ/°C.

4.4 Диаграмма направленности

Рисунок 1-11 показывает диаграмму направленности, близкую к ламбертовской, с половинным углом ±60° от оптической оси. Относительная интенсивность остается выше 50% до ±60°, что подтверждает заявленный широкий угол обзора.

4.5 Зависимость длины волны от тока

Рисунок 1-12 указывает на незначительный красный сдвиг доминирующей длины волны с увеличением тока: от примерно 614 нм при 5 мА до 618 нм при 30 мА. Эффект незначителен, но его следует учитывать, если требуется точное соответствие цвета.

4.6 Спектральное распределение

Рисунок 1-13 представляет нормированное спектральное распределение мощности. Излучение имеет пик около 630 нм с полной шириной на полувысоте (FWHM) примерно 20 нм. Вторичные пики отсутствуют, что подтверждает хорошую цветовую чистоту.

5. Информация о механических характеристиках и упаковке

5.1 Размеры корпуса

Размеры в плане: 2,2 мм × 1,4 мм; высота 1,3 мм. Анод обозначен точкой на корпусе (Рисунок 1-4). Рекомендуемая схема контактных площадок для пайки (Рисунок 1-5) использует две прямоугольные площадки: 0,8 мм × 1,2 мм каждая с расстоянием 1,4 мм. Все допуски ±0,20 мм, если не указано иное.

5.2 Лента-носитель и катушка

Светодиод упаковывается в 8-мм ленту-носитель по 3000 штук на катушку. Ключевые размеры ленты: шаг кармана P0 = 4,0 мм, шаг компонента P1 = 4,0 мм, шаг звездочки P2 = 2,0 мм, ширина ленты W = 8,0 мм. Внешний диаметр катушки 178 мм, диаметр ступицы 60 мм.

5.3 Этикетка и влагозащитный барьер

Каждая катушка имеет этикетку с указанием номера детали, номера спецификации, номера партии, кода бина (бины VF, интенсивности, длины волны), количества и кода даты. Катушки вакуумно упакованы в пакет с влагозащитным барьером, содержащий осушитель и индикатор влажности, что соответствует требованиям MSL-2.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуемый профиль оплавления соответствует JEDEC J-STD-020. Ключевые параметры: скорость нагрева ≤ 3 °C/с, предварительный нагрев от 150 °C до 200 °C в течение 60–120 с, время выше 217 °C (T_L) 60–150 с, пиковая температура (T_P) 260 °C не более 10 с в пределах 5 °C от T_P, и скорость охлаждения ≤ 6 °C/с. Допускается не более двух циклов оплавления. Если время между двумя этапами пайки превышает 24 часа, светодиоды могут быть повреждены.

6.2 Ручная пайка и ремонт

При необходимости ручной пайки используйте температуру жала паяльника ниже 300 °C и время контакта менее 3 секунд; допускается только одна перепайка. Для ремонта рекомендуется использовать двусторонний паяльник; избегайте касания силиконовой линзы паяльником.

6.3 Условия хранения

Перед вскрытием герметичного пакета храните при ≤30 °C и ≤75% относительной влажности не более одного года с даты запечатывания. После вскрытия светодиоды следует использовать в течение 24 часов при ≤30 °C и ≤60% относительной влажности. Если индикатор влажности показывает избыточную влажность или срок хранения превышен, перед использованием запекайте компоненты при 60±5 °C не менее 24 часов.

7. Информация по упаковке и заказу

Стандартное количество в упаковке — 3000 штук на катушку. Каждая катушка помещается в влагозащитный пакет с этикеткой. На этикетке указаны номер детали (например, RF-OMRB14TS-AK), номер спецификации, номер партии, код бина (VF, IV, WLD), количество и дата. Итоговая транспортная коробка содержит несколько катушек. Код заказа должен ссылаться на конкретные требования по бинам, если требуется точное соответствие. Рекомендуется обращаться на завод для уточнения доступности конкретных бинов V_F, интенсивности и длины волны.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые применения

Основное применение — внутреннее освещение автомобилей, такое как подсветка приборной панели, световые полосы атмосферной подсветки, плафоны и индикаторные лампы. Широкий угол обзора полезен для равномерного освещения панели. Соответствие AEC-Q101 гарантирует надежность в течение всего срока службы автомобиля.

8.2 Конструктивные соображения

• Снижение тока:Всегда работайте с током ниже 30 мА постоянного тока; снижайте ток при температуре окружающей среды выше 55 °C в соответствии с рисунком 1-9.
• Тепловое управление:Используйте адекватные медные площадки и тепловые переходы для поддержания температуры точки пайки ниже 85 °C для максимальной стабильности светового потока.
• Защита от электростатического разряда (ЭСР):Светодиод выдерживает напряжение ЭСР по модели человеческого тела (HBM) 2000 В. Тем не менее, защита от ЭСР все же рекомендуется во время обращения и сборки. Используйте заземленные рабочие места и антистатическую упаковку.
• Проектирование схемы:Чтобы избежать теплового разгона, используйте токоограничивающий резистор на каждый светодиод или источник постоянного тока. Параллельное соединение светодиодов с разными бинами V_Fможет привести к неравномерному распределению тока.
• Оптическое проектирование:Диаграмма направленности, близкая к ламбертовской, позволяет легко интегрировать светодиод в световоды или рассеиватели. Угол обзора 120° охватывает большую площадь.
• Контроль содержания серы и галогенов:Окружающая среда должна содержать серу в контактирующих материалах менее 100 ppm. Содержание брома и хлора во внешних материалах должно быть менее 900 ppm каждого, а общее содержание менее 1500 ppm, чтобы предотвратить коррозию серебряного покрытия выводов.

9. Сравнение технологий

По сравнению с обычными красными светодиодами на основе GaAsP или GaP, RF-OMRB14TS-AK на AlGaInP обеспечивает более высокую световую отдачу (до 40 лм/Вт при 20 мА) и лучшую температурную стабильность. Корпус PLCC-2 имеет меньшие габариты по сравнению с более старыми осевыми компонентами и совместим с автоматизированной SMT-сборкой. Угол обзора 120° шире, чем у многих конкурирующих красных светодиодов (часто 110° или меньше), что дает больше гибкости при проектировании равномерного освещения. Сертификация AEC-Q101 отличает его от светодиодов потребительского класса, делая его подходящим для критически важных автомобильных применений.

10. Часто задаваемые вопросы

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 30 мА?
О: Да, абсолютный максимальный прямой ток составляет 30 мА постоянного тока, но необходимо обеспечить температуру перехода ниже 120 °C. При максимальной номинальной мощности 72 мВт (30 мА × 2,4 В) повышение температуры составит 72 мВт × 300 °C/Вт = 21,6 °C выше температуры точки пайки. Если точка пайки находится при 85 °C, переход будет при 106,6 °C, что безопасно. Однако может потребоваться снижение тока при более высоких температурах окружающей среды.

В: Какое типичное прямое напряжение при 20 мА?
О: Типичное прямое напряжение составляет 2,0 В, но оно может варьироваться от 1,8 В до 2,4 В в зависимости от бина. Рассчитывайте схему с учетом этого разброса.

В: Могу ли я использовать этот светодиод для наружного освещения автомобиля?
О: В техническом описании указано одобрение только для внутреннего применения. Наружные применения могут потребовать дополнительных сертификаций (например, AEC-Q102). Однако сам чип может быть использован при надлежащей защите от влаги и тепловых нагрузок.

В: Как следует очищать печатную плату после пайки?
О: Используйте изопропиловый спирт. Избегайте ультразвуковой очистки, так как она может повредить светодиод. При использовании других растворителей проверьте совместимость с силиконовым компаундом.

11. Примеры реального применения

11.1 Модуль атмосферной подсветки приборной панели

Поставщик первого уровня (Tier-1) разработал линейный световод для полос атмосферной подсветки приборной панели с использованием 12 светодиодов RF-OMRB14TS-AK, расположенных с шагом 10 мм. Каждый светодиод работал при токе 15 мА, достигая 400 мкд на сегмент. Широкий угол обзора 120° обеспечил равномерную яркость вдоль световода без горячих точек. Модуль прошел 1000-часовые испытания на срок службы при 85 °C/85% относительной влажности с деградацией светового потока менее 10%.

11.2 Подсветка центральной консоли

В конструкции центральной консоли светодиод использовался для прямой подсветки емкостных сенсорных кнопок. Рассеивающая пленка была размещена на расстоянии 3 мм над светодиодом. Результирующая яркость превышала 500 кд/м² при 20 мА. Высокая световая отдача 800 мкд на светодиод позволила использовать меньше компонентов по сравнению с более старыми поколениями светодиодов, снизив затраты.

12. Объяснение принципа работы

Светодиод RF-OMRB14TS-AK использует AlGaInP (алюминий-галлий-индий-фосфид) в качестве материала активного слоя. При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в области квантовой ямы, излучая фотоны с энергией, соответствующей красной части спектра. Ширина запрещенной зоны AlGaInP может быть настроена изменением состава алюминия и индия; для красного излучения около 615 нм состав оптимизирован для достижения высокой внутренней квантовой эффективности. Подложка (вероятно, GaAs или GaP) прозрачна для испускаемого света, что позволяет извлекать свет и с нижней стороны. В корпусе PLCC-2 используется прозрачный силиконовый компаунд для защиты кристалла и в качестве линзы. Катод и анод соединены с посеребренными выводами.

13. Тенденции развития

Рынок автомобильных светодиодов движется в сторону более высокой эффективности и меньших корпусов. Будущие версии этого семейства продуктов могут обеспечить еще более высокую световую отдачу (например, >50 лм/Вт) за счет улучшенного эпитаксиального дизайна и лучшего распределения тока. Кроме того, интеграция защитных диодов от электростатического разряда в корпус может упростить проектирование на уровне платы. Тенденция к использованию miniLED и microLED для подсветки может со временем достичь автомобильного интерьера, но корпуса PLCC-2 остаются экономически эффективными для крупносерийного атмосферного освещения. Необходимо будет соблюдать будущие стандарты надежности для автомобилей (например, AEC-Q102 по фотобиологической безопасности).