Fiche technique LED Cube Light 2020 - Format 2,0x2,0x0,7mm - Tension 2,5V - Puissance 0,125W - Super Rouge - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La Cube Light 2020 est une LED à montage en surface haute performance, conçue principalement pour les applications exigeantes d'éclairage automobile. Son empreinte compacte de 2,0 mm x 2,0 mm la rend adaptée aux conceptions où l'espace est limité et où un éclairage fiable et lumineux est requis. Les avantages principaux de ce composant incluent sa qualification au standard automobile rigoureux AEC-Q102, garantissant des performances et une longévité dans des conditions environnementales sévères, ainsi que sa conformité aux directives RoHS, REACH et sans halogène. Le marché cible se concentre clairement sur les modules d'éclairage intérieur et extérieur automobile, y compris, mais sans s'y limiter, les témoins de tableau de bord, l'éclairage de la console centrale et divers feux de signalisation.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

La performance clé de la LED est définie à un courant de test standard de 50 mA. Dans ces conditions, elle délivre un flux lumineux typique de 6 lumens, avec un minimum de 4 lm et un maximum de 10 lm. La longueur d'onde dominante est centrée sur 629 nm (Super Rouge), avec une plage typique de 627 nm à 639 nm, définissant son point de couleur précis. La tension directe (Vf) à 50 mA est typiquement de 2,5 V, avec une plage de 1,75 V à 2,75 V. Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit de commande et les calculs de gestion thermique. Le dispositif offre un large angle de vision de 120 degrés, fournissant un diagramme de rayonnement large et uniforme adapté à de nombreuses applications d'éclairage.

2.2 Valeurs maximales absolues et propriétés thermiques

Pour garantir un fonctionnement fiable, le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ses Valeurs Maximales Absolues. Le courant direct continu maximal est de 75 mA, avec un courant de surtension admissible de 400 mA pour des impulsions très courtes (≤10 μs). La dissipation de puissance maximale est de 206,25 mW. La température de jonction (Tj) ne doit pas dépasser 150 °C, avec une plage de température de fonctionnement de -40 °C à +125 °C, ce qui est essentiel pour les applications automobile sous capot ou extérieures. Deux valeurs de résistance thermique sont fournies : une résistance thermique réelle (Rth JS réel) de 40 K/W (typ.) et une résistance thermique électrique (Rth JS él) de 28 K/W (typ.). La valeur électrique, dérivée du coefficient de température de la Vf, est souvent utilisée pour l'estimation en temps réel de la température de jonction dans les systèmes de gestion thermique active.

3. Explication du système de classement (binning)

Le produit est classé en catégories (bins) pour assurer la cohérence des paramètres clés pour la fabrication en grande série.

3.1 Classement du flux lumineux

Le flux lumineux est trié en quatre catégories (E1 à E4), la catégorie typique E2 couvrant 5 à 6 lumens et la catégorie E3 couvrant 6 à 8 lumens à 50 mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner les LED en fonction du niveau de luminosité requis pour leur application spécifique.

3.2 Classement de la tension directe

La tension directe est catégorisée en quatre plages (1720, 2022, 2225, 2527), correspondant à des gammes de tension allant de 1,75-2,0 V jusqu'à 2,5-2,75 V. L'appariement des catégories Vf dans un réseau peut aider à obtenir une distribution de courant et une luminosité plus uniformes.

3.3 Classement de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante est également classée en quatre codes (2730, 3033, 3336, 3639), allant de 627-630 nm à 636-639 nm. Ce contrôle strict de la couleur garantit une cohérence visuelle, ce qui est critique dans l'éclairage automobile où la perception des couleurs est importante.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courbe IV et flux lumineux relatif

Le graphique Courant Direct vs. Tension Directe montre une relation exponentielle caractéristique. La courbe Flux Lumineux Relatif vs. Courant Direct est presque linéaire jusqu'au point typique de 50 mA, montrant une bonne efficacité dans la plage de fonctionnement standard.

4.2 Dépendance à la température

Le graphique Flux Lumineux Relatif vs. Température de Jonction indique que la puissance lumineuse diminue lorsque la température augmente, un comportement typique des LED. La courbe Tension Directe Relative vs. Température de Jonction a une pente négative, fournissant une méthode pour estimer la température de jonction en mesurant la Vf. Le graphique Décalage de Longueur d'Onde Dominante vs. Température de Jonction montre un décalage positif (vers des longueurs d'onde plus longues) avec l'augmentation de la température.

4.3 Distribution spectrale et déclassement

Le graphique de Distribution Spectrale Relative confirme la sortie rouge monochromatique centrée autour de 629 nm. La Courbe de Déclassement du Courant Direct est cruciale pour la conception thermique, montrant comment le courant continu maximal admissible doit être réduit lorsque la température du plot de soudure dépasse 25 °C. Par exemple, à une température de plot de 125 °C, le courant maximal est de 75 mA.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est logée dans un boîtier compact 2020 (2,0 mm x 2,0 mm) avec une hauteur d'environ 0,7 mm. Le dessin mécanique spécifie toutes les dimensions critiques et les tolérances (typiquement ±0,1 mm). Le composant comporte un plot thermique pour une dissipation efficace de la chaleur de la jonction vers le circuit imprimé (PCB).

5.1 Configuration recommandée des plots de soudure

Un motif de pastilles (empreinte) détaillé est fourni pour la conception du PCB. Cela inclut les dimensions pour les plots de soudure de l'anode et de la cathode ainsi que du plot thermique central. Suivre cette recommandation est essentiel pour obtenir des soudures fiables, une connexion électrique correcte et des performances thermiques optimales.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La fiche technique spécifie que le dispositif peut supporter une température de pic de refusion de 260 °C pendant jusqu'à 30 secondes. Ceci est compatible avec les procédés standard de refusion sans plomb (SnAgCu). Les concepteurs doivent suivre un profil de température contrôlé avec des phases de préchauffage, de stabilisation, de refusion et de refroidissement pour minimiser le choc thermique et assurer un assemblage fiable.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille de la LED, de prévenir les décharges électrostatiques (ESD) pendant la manipulation (le dispositif est classé pour 2 kV HBM), et de s'assurer que la polarité est correcte pendant l'assemblage pour éviter les dommages par polarisation inverse, car le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en inverse.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies en bande et en bobine pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. La taille spécifique de la bobine et la quantité par bobine sont définies dans la section d'information sur le conditionnement.

7.1 Système de numérotation des pièces

Le numéro de pièce2020-SR050DL-AMest décodé comme suit :

• 2020 : Famille de produit et taille du boîtier (2,0 mm x 2,0 mm).
• SR : Couleur (Super Rouge).
• 050 : Courant de test (50 mA).
• D : Type de cadre de connexion (Au + colle blanche).
• L : Niveau de luminosité (Catégorie basse relative à la famille ; le flux spécifique est défini par les tables de classement).
• AM : Désigne le grade d'application Automobile.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est l'éclairage automobile. Cela inclut les applications intérieures comme le rétroéclairage des commutateurs, les témoins du combiné d'instruments et l'éclairage ambiant. Les applications extérieures peuvent inclure les feux de position latéraux, les feux stop additionnels centraux (CHMSL), ou d'autres fonctions de signalisation où une couleur rouge est spécifiée. Sa qualification AEC-Q102 la rend adaptée à ces environnements sévères.

8.2 Considérations de conception

Circuit de commande :Un pilote à courant constant est recommandé pour maintenir une puissance lumineuse stable, car la luminosité d'une LED est fonction du courant, et non de la tension. Le pilote doit être dimensionné pour fournir le courant requis (par ex. 50 mA) tout en tenant compte de la catégorie de tension directe de la LED.Gestion thermique :Une conception de PCB appropriée avec un motif de dissipation thermique adéquat connecté au plot thermique est obligatoire. Utilisez la courbe de déclassement pour vous assurer que la température de jonction reste dans les limites à la température ambiante maximale de l'application.Conception optique :L'angle de vision de 120° doit être pris en compte lors de la conception des lentilles ou des guides de lumière pour obtenir le diagramme de faisceau et l'uniformité d'éclairage souhaités.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED SMD de qualité commerciale standard, les principaux points de différenciation de ce composant sont ses certifications de fiabilité de qualité automobile (AEC-Q102) et sa plage de température de fonctionnement étendue (-40 °C à +125 °C). L'inclusion d'une classification détaillée de la résistance au soufre (Classe A1) est un autre avantage critique pour les applications automobile, où l'exposition à des gaz contenant du soufre peut corroder les composants à base d'argent. La fourniture des paramètres de résistance thermique réelle et électrique offre plus de flexibilité pour la modélisation thermique avancée que de nombreux produits concurrents.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle est la différence entre Rth JS réel et Rth JS él ?R : Rth JS réel est la résistance thermique réelle de la jonction au point de soudure, mesurée à l'aide d'un capteur de température physique. Rth JS él est calculée à partir du changement de tension directe avec la température et est utilisée pour la surveillance in situ de la température de jonction pendant le fonctionnement.

Q : Comment choisir la bonne catégorie pour mon application ?R : Choisissez la catégorie de flux lumineux (E1-E4) en fonction de votre luminosité minimale requise. Sélectionnez la catégorie de tension directe pour correspondre aux autres LED d'un réseau pour le partage de courant ou pour simplifier la conception du pilote. Choisissez la catégorie de longueur d'onde dominante pour des exigences strictes de cohérence des couleurs.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension ?R : Ce n'est pas recommandé. Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Un petit changement de tension directe peut provoquer un grand changement de courant en raison de la relation exponentielle IV, entraînant une luminosité incohérente et des dommages potentiels par surintensité. Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une résistance limitatrice de courant avec une alimentation en tension stable.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un témoin d'avertissement sur tableau de bord.Un concepteur a besoin d'un témoin rouge lumineux et fiable pour un feu d'avertissement critique. Il sélectionne la 2020-SR050DL-AM dans la catégorie de flux lumineux E3 (6-8 lm) pour une haute visibilité. La conception du PCB suit strictement le plot de soudure recommandé, avec une grande zone de cuivre connectée au plot thermique pour dissiper la chaleur. Un circuit simple avec une alimentation automobile 12V utilise une résistance en série pour limiter le courant à 50 mA, calculée sur la base de la Vf typique de 2,5 V. La conception est validée sur toute la plage de température automobile, garantissant que le feu d'avertissement respecte les spécifications de luminosité même à une température ambiante de 85 °C, en utilisant les courbes de déclassement pour confirmer les performances.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique de la puce détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans cette LED Super Rouge, la longueur d'onde dominante d'environ 629 nm est produite. La lumière est ensuite façonnée et émise à travers la lentille d'encapsulation, qui fournit également une protection environnementale.

13. Tendances et évolutions technologiques

La tendance pour les LED SMD automobile continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), permettant des signaux plus lumineux avec une consommation d'énergie réduite et une charge thermique moindre. Il y a également une poussée vers des tailles de boîtier encore plus petites avec des performances thermiques maintenues ou améliorées pour soutenir la miniaturisation des modules d'éclairage. Une fiabilité accrue dans des conditions extrêmes, comme des cycles de température plus élevés et une résistance à des produits chimiques plus agressifs, reste un axe de développement clé. De plus, l'intégration de l'électronique de commande ou de plusieurs puces de couleur (RGB) dans un seul boîtier est une tendance en cours pour les systèmes d'éclairage avancés.