ROHM的車(chē)載LED技術(shù)

如今,LED在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)司空見(jiàn)慣,在汽車(chē)領(lǐng)域也不例外,作為剎車(chē)燈、車(chē)速表等指示燈光源,LED的應(yīng)用正在逐年增加。(圖1)

　　圖1. 汽車(chē)內(nèi)飾中采用LED的位置

ROHM自1973年開(kāi)始生產(chǎn)LED燈以來(lái),在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面,已經(jīng)連續(xù)45年處于行業(yè)領(lǐng)先地位。ROHM的最大優(yōu)勢(shì)在于,能夠進(jìn)行全面而嚴(yán)格的品質(zhì)管理并利用垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制(從元件制造階段開(kāi)始就嚴(yán)格貫徹產(chǎn)品理念)進(jìn)行獨(dú)有的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。在LED開(kāi)發(fā)過(guò)程中,也始終秉持ROHM“品質(zhì)第一”的企業(yè)宗旨,比如采用在裝配工序易于制造的芯片設(shè)計(jì),對(duì)超小型產(chǎn)品實(shí)施可追溯管理,按照車(chē)載級(jí)產(chǎn)品的品質(zhì)要求進(jìn)行流程管理等。ROHM非常重視生產(chǎn)技術(shù)和品質(zhì)管理,從而能夠?yàn)榭蛻?hù)提供小型化、高可靠性的獨(dú)創(chuàng)型LED產(chǎn)品,滿足客戶(hù)的多樣化需求。

2、車(chē)速表指示燈光源用LED

近年來(lái),車(chē)速表的指示燈光源采用小型LED燈的越來(lái)越多。但是,為了適應(yīng)汽車(chē)嚴(yán)苛的溫度變化,一般會(huì)設(shè)置一個(gè)空間來(lái)避免遮光壁和PCB板接觸,LED的光線從這個(gè)空間向相鄰部位“漏光”一直是亟需解決的課題。另外,隨著LED在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,尤其是在使用環(huán)境嚴(yán)苛的汽車(chē)和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域,需要的是對(duì)于環(huán)境應(yīng)力導(dǎo)致的經(jīng)年老化已經(jīng)采取對(duì)策、并具有高度可靠性的產(chǎn)品。

在這種背景下,ROHM面向可能在嚴(yán)苛環(huán)境下使用的汽車(chē)車(chē)速表的指示燈光源,開(kāi)發(fā)出小型、高輸出的透鏡型表面貼裝LED“CSL0901/0902系列”。該系列產(chǎn)品具有以下三大特點(diǎn):

①解決使用小型LED時(shí)向相鄰部位漏光的問(wèn)題

如前所述,傳統(tǒng)的車(chē)速表光源使用較大的反射式LED(3.5×2.8 t=1.9mm)。但是,隨著應(yīng)用對(duì)節(jié)省空間的要求越來(lái)越高,已經(jīng)開(kāi)始探討使用更小型的LED。另一方面,普通的小型模塑LED的光源位置設(shè)計(jì)的很低,僅為0.18mm,這個(gè)高度可能會(huì)導(dǎo)致向相鄰部位漏光。

對(duì)此,ROHM將光源的位置提高到0.49mm,解決了漏光問(wèn)題。這使得小型LED能夠得以采用,與以往的反射式LED相比,體積僅為1/18,從而非常有助于節(jié)省應(yīng)用的空間。(圖2)

　　圖2. 通過(guò)調(diào)整光源位置,可防止漏光,且更節(jié)省空間

②防止短波長(zhǎng)高亮度產(chǎn)品高溫通電時(shí)的光衰

另外,汽車(chē)用LED要求即使在嚴(yán)苛的車(chē)載環(huán)境下也要具備穩(wěn)定的光輸出性能。而另一方面,尤其是在藍(lán)色等短波長(zhǎng)產(chǎn)品中,隨著亮度的提高,高溫狀態(tài)通電導(dǎo)致的光衰也已成為亟需解決的課題。此次,采用ROHM新開(kāi)發(fā)的模塑樹(shù)脂,使得即使短波長(zhǎng)高亮度產(chǎn)品,也成功改善了高溫通電時(shí)的光衰問(wèn)題。比如在藍(lán)色LED的高溫通電加速度試驗(yàn)(Ta=85℃、IF=20mA、通電1000Hr)中,與以往產(chǎn)品相比,光通量改善了約80%。(圖3)

　　圖3. 高溫通電導(dǎo)致的光衰顯著改善

③LED的抗硫化對(duì)策

為了確?？煽啃?抗硫化對(duì)策也是必不可缺的。因?yàn)樵趷毫拥氖褂铆h(huán)境中,在使用電子元器件的汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用中,空氣中的硫化氫(汽車(chē)和工廠排放的廢氣中也含有該成分)作用于銀等金屬材料的表面上,形成腐蝕并使其表面發(fā)黑變暗,這種硫化已成為經(jīng)年老化的主要原因。

此前,ROHM的車(chē)載LED與其他分立型產(chǎn)品一樣,滿足汽車(chē)電子產(chǎn)品可靠性的全球標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q101”,如今,正在對(duì)CSL090x系列進(jìn)行評(píng)估,以滿足2017年3月起頒布執(zhí)行的光電元器件專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q102※1”。新標(biāo)準(zhǔn)中也納入了抗硫化試驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容,因此該系列產(chǎn)品也是該硫化試驗(yàn)合格的產(chǎn)品。(圖4)

　　圖4. CSL090x系列的抗硫化對(duì)策效果

※1)AEC-Q102

AEC是Automotive Electronics Council的縮寫(xiě),是大型汽車(chē)制造商和美國(guó)大型電子元器件制造商聯(lián)手制定的汽車(chē)電子元器件的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。Q102是專(zhuān)為光電元器件制定的標(biāo)準(zhǔn)。

CSL090x系列的產(chǎn)品陣容

本系列產(chǎn)品陣容包括普通亮度的“CSL0901系列”和更高亮度“CSL0902系列”共18種機(jī)型。(圖5)

　　圖5. CSL090x系列的產(chǎn)品陣容

3、汽車(chē)內(nèi)飾照明光源用LED

隨著目標(biāo)應(yīng)用的多功能化,包括車(chē)速表在內(nèi)的汽車(chē)內(nèi)飾設(shè)備中,對(duì)于用來(lái)顯示圖標(biāo)、并照亮整個(gè)面板的照明光源用的LED也要求小型化。

ROHM一直在推動(dòng)適用于這類(lèi)應(yīng)用的LED開(kāi)發(fā)。產(chǎn)品特點(diǎn)如下:

①小型封裝,亮度更高

隨著目標(biāo)應(yīng)用的多功能化,LED的安裝空間逐年減少。另外,為了提高設(shè)計(jì)靈活性,顯示部位呈現(xiàn)降低面板的透光率以使不亮燈時(shí)更暗的趨勢(shì)。因此,要求LED既要小型又要具備更高亮度。ROHM通過(guò)改善封裝形狀、反射器材質(zhì)、框架形狀及表面鍍層等,不斷開(kāi)發(fā)出小型且高亮度的LED。

②精細(xì)的色度支持

照明光源由LED和導(dǎo)光板共同組成,以照亮整個(gè)面板。但是,當(dāng)光通過(guò)導(dǎo)光板時(shí),色調(diào)會(huì)因?qū)Ч獍宓牟馁|(zhì)和形狀而變化。因此,所使用的LED需要針對(duì)每種應(yīng)用進(jìn)行精細(xì)地色度調(diào)整。ROHM通過(guò)精細(xì)控制元件和熒光粉,可顯著減少傳統(tǒng)的色度變化。

這使得汽車(chē)內(nèi)飾照明光源曾經(jīng)使用的大型封裝LED可以統(tǒng)一為1608大小的小型封裝。(圖6)

　　圖6. 車(chē)載內(nèi)飾照明光源LED的發(fā)展趨勢(shì)

4、未來(lái)展望

如今,LED已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的一部分。不僅汽車(chē)尾燈,還包括汽車(chē)儀表、環(huán)境照明、工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域中各種設(shè)備的顯示面板的數(shù)字顯示和指示燈、消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域中的功能顯示等,LED已被廣泛用于各種應(yīng)用,預(yù)計(jì)未來(lái)LED的需求量將會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)。

未來(lái),ROHM將利用自身優(yōu)勢(shì)-垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制來(lái)確?？煽啃?并面向海內(nèi)外重視可靠性和設(shè)計(jì)靈活性等LED附加價(jià)值的應(yīng)用,努力開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。

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