ROHM的車載LED技術(shù)

　　1、前言

　　如今,LED在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)司空見慣,在汽車領(lǐng)域也不例外,作為剎車燈、車速表等指示燈光源,LED的應(yīng)用正在逐年增加。

　　圖1. 汽車內(nèi)飾中采用LED的位置

　　ROHM自1973年開始生產(chǎn)LED燈以來,在產(chǎn)品開發(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(從元件制造階段開始就嚴(yán)格貫徹產(chǎn)品理念)進(jìn)行獨(dú)有的產(chǎn)品開發(fā)。在LED開發(fā)過程中,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),對超小型產(chǎn)品實(shí)施可追溯管理,按照車載級產(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)榭蛻籼峁┬⌒突�、高可靠性的�?dú)創(chuàng)型LED產(chǎn)品,滿足客戶的多樣化需求。

　　2、車速表指示燈光源用LED

　　近年來,車速表的指示燈光源采用小型LED燈的越來越多。但是,為了適應(yīng)汽車嚴(yán)苛的溫度變化,一般會(huì)設(shè)置一個(gè)空間來避免遮光壁和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)用越來越廣泛,尤其是在使用環(huán)境嚴(yán)苛的汽車和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域,需要的是對于環(huán)境應(yīng)力導(dǎo)致的經(jīng)年老化已經(jīng)采取對策、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)境下使用的汽車車速表的指示燈光源,開發(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):

　�、俳鉀Q使用小型LED時(shí)向相鄰部位漏光的問題

　　如前所述,傳統(tǒng)的車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)用對節(jié)省空間的要求越來越高,已經(jīng)開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。

　　對此,ROHM將光源的位置提高到0.49mm,解決了漏光問題。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. 通過調(diào)整光源位置,可防止漏光,且更節(jié)省空間

　�、诜乐苟滩ㄩL高亮度產(chǎn)品高溫通電時(shí)的光衰

　　另外,汽車用LED要求即使在嚴(yán)苛的車載環(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新開發(fā)的模塑樹脂,使得即使短波長高亮度產(chǎn)品,也成功改善了高溫通電時(shí)的光衰問題。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的抗硫化對策

　　為了確�？煽啃�,抗硫化對策也是必不可缺的。因?yàn)樵趷毫拥氖褂铆h(huán)境中,在使用電子元器件的汽車領(lǐng)域應(yīng)用中,空氣中的硫化氫(汽車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的車載LED與其他分立型產(chǎn)品一樣,滿足汽車電子產(chǎn)品可靠性的全球標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q101”,如今,正在對CSL090x系列進(jìn)行評估,以滿足2017年3月起頒布執(zhí)行的光電元器件專用標(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系列的抗硫化對策效果

　　※1)AEC-Q102

　　AEC是Automotive Electronics Council的縮寫,是大型汽車制造商和美國大型電子元器件制造商聯(lián)手制定的汽車電子元器件的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。Q102是專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,包括車速表在內(nèi)的汽車內(nèi)飾設(shè)備中,對于用來顯示圖標(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)適用于這類應(yīng)用的LED開發(fā)。產(chǎn)品特點(diǎn)如下:

　�、傩⌒头庋b,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。因此,要求LED既要小型又要具備更高亮度。ROHM通過改善封裝形狀、反射器材質(zhì)、框架形狀及表面鍍層等,不斷開發(fā)出小型且高亮度的LED。

　�、诰�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需要針對每種應(yīng)用進(jìn)行精細(xì)地色度調(diào)整。ROHM通過精細(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. 車載內(nèi)飾照明光源LED的發(fā)展趨勢

　　4、未來展望

　　如今,LED已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的一部分。不僅汽車尾燈,還包括汽車儀表、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LED的需求量將會(huì)進(jìn)一步增長。

　　未來,ROHM將利用自身優(yōu)勢-垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制來確�？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,努力開發(fā)新產(chǎn)品。