RF-OMRB14TS-AK Kırmızı LED PLCC2 - Boyut 2.2x1.4x1.3mm - Gerilim 1.8V - Güç 72mW - Otomotiv Sınıfı

1. Ürün Genel Bakış

RF-OMRB14TS-AK, zorlu otomotiv iç aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, PLCC-2 paketinde yüksek performanslı bir kırmızı Yüzey Montaj Cihazıdır (SMD LED). Bu bileşen, bir substrat üzerinde gelişmiş AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) epitaksiyel teknolojisini kullanır ve baskın dalga boyu 615 nm civarında olan zengin bir kırmızı emisyon sağlar. Paket boyutları 2,2 mm × 1,4 mm × 1,3 mm (uzunluk × genişlik × yükseklik) olup kompakt PCB tasarımları için uygundur. LED, 120 derecelik son derece geniş bir görüş açısına sahiptir ve homojen ışık dağılımı sağlar. AEC-Q101 stres test standartlarına göre otomotiv sınıfı ayrık yarı iletkenler için kalifiye edilmiştir ve zorlu koşullar altında güvenilirliği garanti eder. Nem hassasiyeti seviyesi Sınıf 2'dir ve cihaz tamamen RoHS ve REACH uyumludur.

2. Teknik Parametre Yorumlaması

2.1 Elektriksel Karakteristikler

20 mA test akımında ileri gerilim (V_F) minimum 1,8 V, tipik 2,0 V ve maksimum 2,4 V'tur. Bu nispeten düşük ileri gerilim, AlGaInP kırmızı LED'lerin karakteristik özelliğidir. 5 V ters gerilimde ters akım (I_R) 10 µA'den düşüktür ve mükemmel doğrultma davranışını gösterir. İzin verilen maksimum ileri akım 30 mA DC'dir; tepe ileri akım ise %10 görev döngüsü ve 10 ms darbe genişliğinde 100 mA'dir. Toplam güç tüketimi 72 mW ile sınırlıdır ve termal hasarı önlemek için bu sınıra uyulmalıdır.

2.2 Optik Karakteristikler

20 mA'de tipik ışık şiddeti (I_V) L2 kutusuna göre minimum 800 mcd, tipik 800 mcd ve maksimum 1200 mcd'dir. Baskın dalga boyu (λ_D) 612,5 nm ile 620 nm arasında değişir ve tipik değer 615 nm olup emisyonu koyu kırmızı bölgeye yerleştirir. Görüş açısı (2θ_1/2) 120 derecedir ve iç ortam aydınlatması için uygun geniş bir radyasyon deseni sağlar.

2.3 Termal Karakteristikler

Bağlantı noktasından lehim noktasına termal direnç (R_thJ-S) maksimum 300 °C/W olarak belirtilmiştir. Bu parametre termal yönetim için kritiktir. Bağlantı noktası sıcaklığı (T_J) 120 °C'yi aşmamalıdır ve çalışma sıcaklığı aralığı -40 °C ile +100 °C arasındadır. LED'i güvenli sınırlar içinde tutmak için uygun ısı emilimi şarttır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

3.1 İleri Gerilim Kutuları

İleri gerilim altı gruba ayrılmıştır: 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). Bu, müşterilerin paralel dizi tasarımları için yakın eşleşmeli V_Fdeğerine sahip LED'ler seçmesine olanak tanır.

3.2 Işık Şiddeti Kutuları

İki yoğunluk kutusu tanımlanmıştır: L1 (800–1000 mcd) ve L2 (1000–1200 mcd). Belirtilen tipik değer (800 mcd) L1'in alt ucuna karşılık gelir, ancak üretim siparişe bağlı olarak her iki kutudan da sevk edebilir.

3.3 Dalga Boyu Kutuları

Baskın dalga boyu üç kutuya ayrılmıştır: C2 (612,5–615,0 nm), D1 (615,0–617,5 nm), D2 (617,5–620,0 nm). Tipik dalga boyu 615 nm, D1 kutusuna düşer. Sıkı sınıflandırma, çoklu LED modüllerinde renk tutarlılığını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Gerilim vs İleri Akım

Şekil 1-6 neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir: ileri akım 0'dan 30 mA'ye yükseldikçe ileri gerilim yaklaşık 1,7 V'tan 2,3 V'a yükselir. Bu, AlGaInP LED'ler için tipiktir ve tasarımcılar sabit gerilim sürüşü kullanırken V_Fdeğişimini hesaba katmalıdır.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti vs İleri Akım

Şekil 1-7, bağıl ışık şiddetinin akımla arttığını gösterir. 20 mA'de yoğunluk normalize edilmiştir; akımı 40 mA'ye iki katına çıkarmak çıktıyı kabaca iki katına çıkarır (ancak mutlak maksimum akım 30 mA DC'dir).

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Şekil 1-8, bağıl ışık akısının lehim sıcaklığı (T_S) arttıkça azaldığını gösterir. 100 °C'de çıktı, 25 °C'deki değerin yaklaşık %70'ine düşebilir. Şekil 1-9, 120 °C bağlantı noktası sıcaklık sınırını aşmamak için maksimum izin verilen ileri akımın 55 °C'nin üzerinde düşürülmesi gerektiğini gösterir. Şekil 1-10, ileri gerilimin yaklaşık -2 mV/°C oranında sıcaklıkla azaldığını doğrular.

4.4 Radyasyon Diyagramı

Şekil 1-11, optik eksenden ±60° yarı açıyla Lambert benzeri bir radyasyon deseni gösterir. Bağıl şiddet ±60°'ye kadar %50'nin üzerinde kalır ve geniş görüş açısı iddiasını doğrular.

4.5 Dalga Boyu vs Akım

Şekil 1-12, artan akımla baskın dalga boyunda hafif bir kırmızıya kayma olduğunu gösterir: 5 mA'de yaklaşık 614 nm'den 30 mA'de 618 nm'ye. Etki küçüktür ancak hassas renk eşleştirmesi gerekiyorsa dikkate alınmalıdır.

4.6 Spektrum Dağılımı

Şekil 1-13, normalize edilmiş spektral güç dağılımını sağlar. Emisyon, yaklaşık 20 nm tam yarı maksimum genişliğine (FWHM) sahip olarak 630 nm yakınında zirve yapar. İkincil tepe yoktur ve iyi renk saflığını doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Üstten görünüm boyutları 2,2 mm × 1,4 mm'dir; yükseklik 1,3 mm'dir. Anot, paket üzerinde bir nokta ile belirtilir (Şekil 1-4). Önerilen lehimleme ped düzeni (Şekil 1-5), her biri 0,8 mm × 1,2 mm olan ve 1,4 mm aralıklı iki dikdörtgen ped kullanır. Belirtilmediği sürece tüm toleranslar ±0,20 mm'dir.

5.2 Taşıyıcı Bant ve Makara

LED, makara başına 3000 adet olacak şekilde 8 mm taşıyıcı bantta paketlenir. Ana bant boyutları: cep aralığı P0 = 4,0 mm, bileşen aralığı P1 = 4,0 mm, dişli delik aralığı P2 = 2,0 mm, bant genişliği W = 8,0 mm. Makara dış çapı 178 mm, göbek çapı 60 mm'dir.

5.3 Etiket ve Nem Bariyeri

Her makarada parça numarası, özellik numarası, parti numarası, sınıf kodu (VF kutusu, yoğunluk kutusu, dalga boyu kutusu), miktar ve tarih kodunu gösteren bir etiket bulunur. Makaralar, kurutucu ve nem göstergeli kart ile birlikte nem bariyerli bir torbada vakumla kapatılır ve MSL-2 gereksinimlerini karşılar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow profili JEDEC J-STD-020'yi takip eder. Anahtar parametreler: yükselme hızı ≤ 3 °C/s, 150 °C'den 200 °C'ye 60–120 saniye ön ısıtma, 217 °C'nin (T_L) üzerinde 60–150 saniye, tepe sıcaklığı (T_P) 260 °C'de maksimum 10 saniye (T_P'nin 5 °C yakınında) ve soğuma hızı ≤ 6 °C/s. Yalnızca iki reflow döngüsüne izin verilir. İki lehimleme adımı arasındaki süre 24 saati aşarsa LED'ler hasar görebilir.

6.2 El Lehimleme ve Onarım

El lehimlemesi gerekliyse, havya ucu sıcaklığını 300 °C'nin altında tutun ve temas süresini 3 saniyenin altında sınırlayın; yalnızca bir yeniden işlemeye izin verilir. Onarım için çift başlı havya önerilir; silikon lensi havya ile temas ettirmekten kaçının.

6.3 Depolama Koşulları

Sızdırmaz torbayı açmadan önce, sızdırmazlık tarihinden itibaren bir yıla kadar ≤30 °C ve ≤%75 bağıl nemde saklayın. Açtıktan sonra LED'ler, ≤30 °C ve ≤%60 bağıl nemde 24 saat içinde kullanılmalıdır. Nem göstergesi kartı aşırı nem gösteriyorsa veya depolama süresi aşılmışsa, bileşenleri kullanmadan önce 60±5 °C'de en az 24 saat pişirin.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Standart paketleme miktarı makara başına 3000 adettir. Her makara, etiketli nem bariyerli bir torbaya yerleştirilir. Etiket, parça numarasını (örneğin RF-OMRB14TS-AK), özellik numarasını, parti numarasını, sınıf kodunu (VF, IV, WLD), miktarı ve tarihi içerir. Son sevkiyat kutusu birden çok makara içerir. Hassas eşleştirme gerekiyorsa sipariş kodu belirli sınıf gereksinimlerini belirtmelidir. Belirli V_F, yoğunluk ve dalga boyu sınıflarının bulunabilirliği için fabrikaya danışılması önerilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

Birincil uygulama, gösterge paneli arka aydınlatması, ortam ışık şeritleri, tavan lambaları ve gösterge lambaları gibi otomotiv iç aydınlatmasıdır. Geniş görüş açısı, homojen panel aydınlatması için faydalıdır. AEC-Q101 kalifikasyonu, araç ömrü boyunca güvenilirliği sağlar.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Düşürme:Her zaman 30 mA DC'nin altında çalıştırın; Şekil 1-9'a göre 55 °C ortam sıcaklığının üzerinde düşürün.
• Termal Yönetim:Maksimum ışık çıkışı kararlılığı için lehim noktası sıcaklığını 85 °C'nin altında tutmak amacıyla yeterli bakır pedler ve termal viyalar kullanın.
• ESD Koruması:LED, 2000 V HBM ESD dayanma gerilimine sahiptir. Ancak, taşıma ve montaj sırasında ESD koruması yine de önerilir. Topraklanmış iş istasyonları ve antistatik paketleme kullanın.
• Devre Tasarımı:Termal kaçışı önlemek için LED başına bir akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanın. Farklı V_Fsınıflarına sahip LED'lerin paralel bağlanması dengesiz akım dağılımına neden olabilir.
• Optik Tasarım:Lambert benzeri radyasyon deseni, ışık kılavuzlarına veya difüzörlere kolay entegrasyon sağlar. 120° görüş açısı geniş bir alanı kapsar.
• Kükürt ve Halojen Kontrolü:Ortam, birleştirme malzemelerinde kükürt içeriğini 100 ppm'nin altında tutmalıdır. Dış malzemelerdeki brom ve klor içerikleri ayrı ayrı 900 ppm'nin altında olmalı ve toplam 1500 ppm'nin altında olmalıdır; aksi takdirde gümüş kaplı kurşun çerçevenin korozyonunu önlemek için bu gereklidir.

9. Teknoloji Karşılaştırması

GaAsP veya GaP teknolojilerini kullanan geleneksel kırmızı LED'lerle karşılaştırıldığında, AlGaInP tabanlı RF-OMRB14TS-AK daha yüksek ışık verimliliği (20 mA'de 40 lm/W'a kadar) ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunar. PLCC-2 paketi, eski delikten montajlı parçalardan daha küçük bir ayak izi sağlar ve otomatik SMT montajı ile uyumludur. 120° görüş açısı, birçok rakip kırmızı LED'den (genellikle 110° veya daha az) daha geniştir ve homojen aydınlatma için daha fazla tasarım esnekliği sağlar. AEC-Q101 kalifikasyonu, onu tüketici sınıfı LED'lerden ayırarak güvenlik açısından kritik otomotiv uygulamaları için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED'i sürekli olarak 30 mA'de sürebilir miyim?
C: Evet, mutlak maksimum ileri akım 30 mA DC'dir, ancak bağlantı noktası sıcaklığının 120 °C'nin altında kalmasını sağlamalısınız. Maksimum nominal güç 72 mW'ta (30 mA × 2,4 V), sıcaklık artışı 72 mW × 300 °C/W = 21,6 °C'dir (lehim noktasının üzerinde). Lehim noktası 85 °C'de ise bağlantı noktası 106,6 °C olacaktır ki bu güvenlidir. Ancak daha yüksek ortam sıcaklıklarında düşürme gerekebilir.

S: 20 mA'de tipik ileri gerilim nedir?
C: Tipik ileri gerilim 2,0 V'tur, ancak kutuya bağlı olarak 1,8 V ile 2,4 V arasında değişebilir. Bu yayılımı karşılamak için devrenizi tasarlayın.

S: Bu LED'i otomotiv dış aydınlatması için kullanabilir miyim?
C: Veri sayfası yalnızca otomotiv iç kullanımı için onay belirtir. Dış mekan uygulamaları ek kalifikasyonlar gerektirebilir (örneğin AEC-Q102). Ancak, nem ve termal stresten uygun şekilde korunursa çipin kendisi kullanılabilir.

S: Lehimlemeden sonra PCB'yi nasıl temizlemeliyim?
C: İzopropil alkol kullanın. Ultrasonik temizlikten kaçının çünkü LED'e zarar verebilir. Başka çözücüler kullanılıyorsa, silikon kapsülleme ile uyumluluğu doğrulayın.

11. Gerçek Dünya Kullanım Örnekleri

11.1 Gösterge Paneli Ortam Aydınlatma Modülü

Bir birinci kademe otomotiv tedarikçisi, 10 mm aralıklarla yerleştirilmiş 12 adet RF-OMRB14TS-AK LED kullanarak gösterge paneli ortam şeritleri için doğrusal bir ışık kılavuzu tasarladı. Her LED, segment başına 400 mcd elde etmek için 15 mA'de sürüldü. Geniş 120° görüş açısı, kılavuz boyunca sıcak noktalar olmadan homojen parlaklık sağladı. Modül, 85 °C/%85 bağıl nemde %10'dan az lümen kaybıyla 1000 saatlik ömür testlerini geçti.

11.2 Orta Konsol Arka Aydınlatması

Bir orta konsol tasarımında LED, kapasitif dokunmatik düğmeler için doğrudan arka aydınlatma olarak kullanıldı. LED'in 3 mm üzerine bir difüzör film yerleştirildi. Ortaya çıkan parlaklık 20 mA'de 500 cd/m²'yi aştı. LED başına 800 mcd'lik yüksek ışık akısı yoğunluğu, eski nesil LED'lere kıyasla daha az bileşen kullanılmasına olanak tanıyarak maliyetleri düşürdü.

12. Prensip Açıklaması

RF-OMRB14TS-AK, aktif katman malzemesi olarak AlGaInP (alüminyum galyum indiyum fosfür) kullanır. Bir ileri besleme uygulandığında, elektronlar ve delikler kuantum kuyusu bölgesinde yeniden birleşir ve spektrumun kırmızı kısmına karşılık gelen enerjiye sahip fotonlar yayar. AlGaInP'nin bant aralığı, alüminyum ve indiyum bileşimi ayarlanarak değiştirilebilir; 615 nm civarındaki kırmızı emisyon için bileşim, yüksek iç kuantum verimliliği elde edecek şekilde optimize edilmiştir. Substrat (muhtemelen GaAs veya GaP) yayılan ışığa karşı şeffaftır ve alttan da ışık çıkışına izin verir. PLCC-2 paketi, çipi korumak ve lens görevi görmek için şeffaf bir silikon kapsülleyici kullanır. Katot ve anot, gümüş kaplı kurşun çerçeveler aracılığıyla bağlanır.

13. Gelişim Trendleri

Otomotiv LED pazarı daha yüksek verimliliğe ve daha küçük paketlere doğru ilerliyor. Bu ürün ailesinin gelecekteki yinelemeleri, gelişmiş epitaksiyel tasarım ve daha iyi akım yayılımı yoluyla daha da yüksek ışık verimliliği (örneğin >50 lm/W) sunabilir. Ayrıca, pakete ESD koruma diyotlarının entegrasyonu kart düzeyinde tasarımı basitleştirebilir. MiniLED ve mikroLED arka aydınlatma trendi sonunda otomotiv iç mekanına ulaşabilir, ancak PLCC-2 paketleri büyük hacimli ortam aydınlatması için uygun maliyetli olmaya devam ediyor. Gelecekteki otomotiv güvenilirlik standartlarına (örneğin fotobiyolojik güvenlik için AEC-Q102) uyum sağlanması gerekli olacaktır.