Fiche technique LED ALFS3BD-C010001L1-AM - Boîtier céramique CMS - 960lm @ 1000mA - Blanc froid 5850K - Angle de vision 120° - Document technique FR

La LED ALFS3BD-C010001L1-AM est un composant CMS haute performance, conçu spécifiquement pour les applications exigeantes d'éclairage automobile. Elle utilise un boîtier céramique pour une gestion thermique et une fiabilité supérieures. Le dispositif est conçu pour répondre aux exigences strictes de l'industrie automobile, notamment la qualification AEC-Q102, le rendant adapté à des conditions environnementales sévères. Ses applications principales incluent les systèmes d'éclairage extérieur tels que les phares, les feux de jour (DRL) et les feux antibrouillard.

1.1 Avantages principaux

Sortie lumineuse élevée :

• Délivre un flux lumineux typique de 960 lumens à un courant d'alimentation de 1000mA, permettant des solutions d'éclairage brillantes et efficaces.Performance thermique robuste :
• Le substrat céramique offre une excellente dissipation thermique, avec une résistance thermique typique (jonction à soudure) de 2,3 K/W, contribuant à la stabilité à long terme et au maintien du flux lumineux.Fiabilité de qualité automobile :
• Qualifié selon les normes AEC-Q102, garantissant les performances dans les plages de température automobile (-40°C à +125°C) et sous vibrations.Conformité environnementale :
• Le produit est conforme aux exigences RoHS, REACH et sans halogène (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).Large angle de vision :
• Un angle de vision de 120 degrés procure une distribution de lumière large et uniforme.2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les performances de la LED sont caractérisées dans des conditions de test spécifiques, typiquement à une température de pastille de soudure (Ts) de 25°C et un courant direct (IF) de 1000mA.

Flux lumineux (Φv) :

• La valeur typique est de 960 lm, avec un minimum de 800 lm et un maximum de 1100 lm. La tolérance de mesure est de ±8%. Il est crucial de noter que ce flux est mesuré à Ts=25°C ; le flux réel sera inférieur à des températures de fonctionnement plus élevées.Tension directe (VF) :
• S'étend d'un minimum de 8,7V à un maximum de 11,25V, avec une valeur typique de 10V à 1000mA. La structure de classement de la tension directe (Groupes 3A, 3B, 3C) aide les concepteurs à sélectionner des LED avec des caractéristiques électriques cohérentes pour les réseaux multi-LED.Courant direct (IF) :
• La valeur maximale absolue est de 1500 mA. Le courant de fonctionnement recommandé est jusqu'à 1000 mA, mais celui-ci doit être déclassé en fonction de la température de pastille de soudure, comme indiqué sur la courbe de déclassement.Température de couleur (K) :
• La température de couleur corrélée (CCT) typique est de 5850K, classée comme blanc froid. La structure de classement montre une plage d'environ 5180K à 6680K, permettant une sélection basée sur les exigences de couleur spécifiques à l'application.Angle de vision (ψ) :
• Défini à 120 degrés, c'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur de crête (ψ = 2φ, où φ est le demi-angle).2.2 Valeurs maximales absolues et caractéristiques thermiques

Fonctionner au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents au dispositif.

Température de jonction (Tj) :

• La température de jonction maximale autorisée est de 150°C. Maintenir Tj bien en dessous de cette limite est critique pour la fiabilité et la durée de vie.Dissipation de puissance (Pd) :
• Évaluée à 16900 mW. Il s'agit d'un maximum théorique basé sur les limites thermiques ; la puissance réellement utilisable est déterminée par la courbe de déclassement.Résistance thermique (RthJS) :
• Deux valeurs sont fournies : RthJS_real (typique 2,3 K/W) et RthJS_el (typique 1,6 K/W). La valeur "réelle" est mesurée dans des conditions de fonctionnement réelles (1000mA), tandis que la valeur "el" est mesurée avec un faible courant de détection. Pour la conception thermique, la valeur RthJS_real doit être utilisée pour une estimation précise de la température de jonction.Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :
• Le dispositif peut résister à des décharges électrostatiques jusqu'à 8KV (Modèle du corps humain, R=1,5kΩ, C=100pF), indiquant une bonne protection intrinsèque mais nécessitant tout de même des procédures de manipulation soigneuses.3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir la cohérence de la sortie lumineuse et de la couleur, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Classement du flux lumineux

Pour le groupe Blanc froid, le flux lumineux est classé en cinq catégories (E1 à E5), chacune couvrant une plage de 60 lm (par exemple, E3 : 920-980 lm). Le produit typique (960 lm) se situe dans la classe E3 ou E4. La fiche technique met en évidence les classes spécifiques disponibles pour cette référence.

3.2 Classement de la tension directe

La tension directe est regroupée en trois classes : 3A (8,7V - 9,55V), 3B (9,55V - 10,40V) et 3C (10,40V - 11,25V). Sélectionner des LED de la même classe de tension est important pour l'équilibrage du courant dans les configurations en parallèle.

3.3 Classement de la couleur (Chromaticité)

La structure des classes de couleur est définie sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Le graphique fourni montre la structure de classe ECE (Commission économique pour l'Europe) pour les LED blanches, avec le point cible 5850K situé dans une région quadrilatère spécifique (par exemple, probablement dans les classes de la série 56 ou 60). Le code de classe exact pour cette référence est défini par ses coordonnées CIE x et y par rapport à cette structure.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques de la fiche technique fournissent des informations cruciales sur le comportement de la LED dans des conditions variables.

4.1 Courbe IV et flux lumineux relatif

La courbe

Courant direct en fonction de la tension directemontre une relation non linéaire. La tension augmente avec le courant, et les concepteurs doivent en tenir compte lors de la conception du circuit d'alimentation. Lacourbe Flux lumineux relatif en fonction du courant directest sous-linéaire ; augmenter le courant donne des rendements lumineux décroissants tout en générant nettement plus de chaleur. Fonctionner à 1000mA semble être un bon compromis entre sortie et efficacité.4.2 Dépendance à la température

Le graphique

Flux lumineux relatif en fonction de la température de jonctionest crucial. Le flux lumineux diminue à mesure que la température de jonction augmente. À 100°C, le flux relatif n'est qu'environ 85% de sa valeur à 25°C. Cela souligne l'importance d'un système de gestion thermique efficace dans l'application finale. Lacourbe Tension directe relative en fonction de la température de jonctionmontre un coefficient de température négatif, avec VF diminuant linéairement lorsque la température augmente. Cette propriété peut parfois être utilisée pour la détection de température.4.3 Distribution spectrale et dérive chromatique

Le tracé de la

Distribution spectrale relativemontre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues (autour de 450nm) avec une large émission jaune convertie par phosphore, typique d'une LED blanche utilisant une puce bleue. Les graphiquesCoordonnées de chromaticité en fonction du courant directeten fonction de la température de jonctionmontrent un déplacement minimal (Δx, Δy < 0,02), indiquant une bonne stabilité de la couleur dans les conditions de fonctionnement, ce qui est vital pour l'éclairage automobile où la cohérence des couleurs est obligatoire.4.4 Courbe de déclassement du courant direct

C'est sans doute le graphique le plus important pour la conception du système. Il définit le courant direct maximal autorisé en fonction de la température de pastille de soudure (Ts). Par exemple :

À Ts = 25°C, IF peut être de 1500 mA (max absolu).

• À Ts = 103°C, IF doit être réduit à 1500 mA (premier point de la courbe).
• À Ts = 125°C (température de fonctionnement max), IF doit être déclassé à environ 823 mA.
• Cette courbe relie directement la conception thermique du PCB et du dissipateur au courant d'alimentation utilisable et à la sortie lumineuse.

La LED utilise un boîtier céramique pour montage en surface (CMS). Les dimensions mécaniques spécifiques, y compris la longueur, la largeur, la hauteur et l'emplacement des pastilles, sont détaillées dans le dessin "Dimensions mécaniques" (non entièrement extrait ici mais référencé). Le boîtier est conçu pour être compatible avec les processus automatisés de prélèvement-placement et de soudage par refusion. La disposition "Pastille de soudure recommandée" est fournie pour assurer une formation correcte du joint de soudure et un transfert thermique optimal de la pastille thermique de la LED vers le PCB.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La fiche technique spécifie un profil de soudage par refusion avec une température de pic de 260°C. Il s'agit d'une exigence standard de refusion sans plomb (Pb-free). Le profil comprendra des zones de préchauffage, de maintien, de refusion et de refroidissement avec des contraintes de temps et de température spécifiques pour éviter les chocs thermiques et assurer des joints de soudure fiables sans endommager le boîtier de la LED ou les matériaux internes (qui ont un Niveau de Sensibilité à l'Humidité, MSL, de 2).

6.2 Précautions d'utilisation

Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :

• Bien que classée pour 8KV HBM, les précautions ESD standard doivent être suivies pendant la manipulation et l'assemblage.Contrôle du courant :
• La LED doit être alimentée par une source de courant constant, et non par une source de tension constante, pour éviter l'emballement thermique.Gestion thermique :
• Un chemin thermique correctement conçu, des pastilles de soudure de la LED vers le dissipateur du système, est obligatoire pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres et atteindre les performances et la durée de vie nominales.Résistance au soufre :
• La fiche technique mentionne la résistance au soufre, indiquant une certaine résistance aux environnements contenant du soufre, mais un revêtement conformant supplémentaire peut être nécessaire dans des atmosphères très corrosives.7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Phare (Code/Route) :

• Nécessite un contrôle optique précis. Le flux élevé et la petite taille de la source de cette LED la rendent adaptée aux systèmes de phares à projecteur ou à réflecteur.Feu de jour (DRL) :
• Nécessite une haute efficacité et fiabilité. La sortie et le large angle de vision de la LED sont avantageux pour créer des signatures DRL distinctives.Feu antibrouillard :
• Nécessite un faisceau large et plat. L'angle de vision de 120° constitue un bon point de départ pour des optiques conçues pour couper sous le brouillard.7.2 Considérations de conception

Conception optique :

• Des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) sont presque toujours nécessaires pour façonner l'émission brute de la LED en un faisceau réglementé conforme aux normes d'éclairage automobile (SAE, ECE).Conception électrique :
• Utilisez un pilote LED à courant constant capable de fournir jusqu'à 1000mA (ou le courant déclassé basé sur l'analyse thermique) et avec une tension de compliance supérieure à la VF maximale de la chaîne de LED. Envisagez une fonction d'atténuation (PWM) pour les applications DRL/feux de position.Conception thermique :
• C'est primordial. Utilisez un PCB à âme métallique (MCPCB) ou un PCB FR4 standard avec des vias thermiques sous la pastille thermique de la LED connectés à un large plan de cuivre ou à un dissipateur externe. Effectuez des simulations thermiques pour prédire la température de pastille de soudure (Ts) dans les pires conditions ambiantes.Sélection des classes (Binning) :
• Pour les applications nécessitant un aspect uniforme (par exemple, plusieurs LED dans une bande DRL), spécifiez des classes serrées pour le flux lumineux et les coordonnées de chromaticité.8. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

8.1 Pourquoi ma LED ne produit-elle pas 960 lumens dans mon prototype ?

Le classement de 960 lm est à Ts=25°C et IF=1000mA. Dans une application réelle, la température de pastille de soudure est probablement beaucoup plus élevée, réduisant le flux effectif. Mesurez ou estimez votre Ts réel et référez-vous au graphique "Flux lumineux relatif en fonction de la température de jonction" pour trouver la sortie attendue. Assurez-vous également que votre pilote fournit le courant correct.

8.2 Puis-je alimenter cette LED à 1500mA pour une luminosité maximale ?

Vous ne pouvez l'alimenter à 1500mA que si vous pouvez garantir que la température de pastille de soudure (Ts) est à ou en dessous de 25°C, ce qui est pratiquement impossible dans un luminaire fermé. Vous devez utiliser la courbe de déclassement. À une Ts plus réaliste de 80°C, le courant maximal autorisé est nettement inférieur (environ 1150-1200mA basé sur une interpolation de la courbe).

8.3 Comment interpréter les deux valeurs différentes de résistance thermique ?

Utilisez

RthJS_real (2,3 K/W typique)pour vos calculs thermiques. Cette valeur est mesurée dans des conditions de puissance de fonctionnement réalistes (1000mA), prenant en compte les changements dépendants de la température dans les propriétés des matériaux. RthJS_el est mesuré avec un faible signal et représente un scénario optimal à faible puissance, qui n'est pas représentatif de l'utilisation réelle.8.4 Un dissipateur thermique est-il toujours nécessaire ?

Pour ce niveau de puissance (environ 10W d'entrée électrique à 1000mA), un dissipateur thermique est presque toujours nécessaire dans un environnement automobile. Le chemin thermique principal passe par les pastilles de soudure vers le PCB. Le PCB lui-même doit être conçu comme faisant partie du dissipateur, nécessitant souvent une âme métallique ou un dissipateur en aluminium attaché.

For this power level (approximately 10W electrical input at 1000mA), a heatsink is almost always necessary in an automotive environment. The primary thermal path is through the solder pads into the PCB. The PCB itself must be designed as part of the heatsink, often requiring a metal core or an attached aluminum heatsink.