Fiche technique de la LED verte 1608-UG0100M-AM - Boîtier PLCC-2 - 1.6x0.8mm - 2.65V @10mA - Angle de vision de 120° - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La 1608-UG0100M-AM est une diode électroluminescente (LED) verte à haute luminosité conçue pour les applications à montage en surface. Elle utilise un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), un format courant et fiable pour les LED SMD. L'application principale de ce composant est l'éclairage intérieur automobile, ce qui indique que sa conception répond à des exigences strictes de fiabilité et de performance dans des environnements exigeants. Son empreinte compacte 1608 (1,6 mm x 0,8 mm) la rend adaptée aux conceptions où l'espace est limité et où un éclairage vert brillant et uniforme est requis.

Les avantages principaux de cette LED incluent une intensité lumineuse typique élevée de 700 millicandelas (mcd) pour un courant de commande standard de 10 mA, combinée à un large angle de vision de 120 degrés. Cela garantit une bonne visibilité sous différents angles, ce qui est crucial pour le rétroéclairage des tableaux de bord, l'éclairage des commutateurs ou l'éclairage d'ambiance. De plus, le composant est qualifié selon la norme AEC-Q101, une référence critique pour les semi-conducteurs discrets dans les applications automobiles, garantissant qu'il peut résister aux températures extrêmes, aux vibrations et aux exigences de longévité de l'industrie automobile. La conformité aux directives RoHS, REACH et sans halogène le rend respectueux de l'environnement et adapté aux marchés mondiaux.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés définissent la performance de la LED dans des conditions standard (typiquement à une température de jonction de 25°C et un courant direct de 10 mA). L'Intensité lumineuse (Iv)est spécifiée avec une valeur typique de 700 mcd, un minimum de 520 mcd et un maximum de 820 mcd. Une tolérance de mesure de 8 % est appliquée. Ce paramètre correspond à la luminosité perçue de la lumière émise par l'œil humain.

LaTension directe (Vf)mesure typiquement 2,65 V, avec une plage de 2,25 V à 3,25 V à 10 mA. Une tolérance de mesure serrée de ±0,05 V est spécifiée. Cette chute de tension aux bornes de la LED est cruciale pour calculer la dissipation de puissance et concevoir le circuit de limitation de courant. LaLongueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, est centrée sur 525 nm (vert) avec une plage de 520 nm à 530 nm et une tolérance de ±1 nm.

L'Angle de visionest de 120 degrés, défini comme l'angle hors axe où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale (Largeur à mi-hauteur - FWHM). Une tolérance de ±5 degrés est autorisée.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. LeCourant direct maximal absolu (IF)est de 30 mA en continu. UnCourant de surtension (IFM)plus élevé de 50 mA est autorisé pour des impulsions très courtes (≤10 μs) avec un faible rapport cyclique (0,005). Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en tension inverse.

La gestion thermique est critique pour la longévité de la LED. LaTempérature de jonction maximale (Tj)est de 125°C. Le composant peut fonctionner dans des températures ambiantes de -40°C à +110°C. Deux valeurs pour laRésistance thermique (Rth JS)sont fournies : 210 K/W (réelle, mesurée) et 190 K/W (électrique, calculée). Ce paramètre indique l'efficacité avec laquelle la chaleur se propage de la jonction semi-conductrice au point de soudure ; une valeur plus basse est meilleure. LaDissipation de puissance maximale (Pd)est de 97,5 mW, calculée en utilisant la tension et le courant directs maximaux.

Le dispositif offre une protection ESD jusqu'à 2 kV (Modèle du corps humain) et peut supporter une température de pic de soudage par refusion de 260°C pendant 30 secondes.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en catégories de performance. Cette fiche technique définit des catégories pour trois paramètres clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est regroupée par lettre (Q, R, S, T, U, V, A, B) et par chiffre (1, 2, 3), chaque catégorie couvrant une plage spécifique en mcd. Pour la 1608-UG0100M-AM, les catégories de sortie possibles sont mises en évidence, correspondant à la spécification typique de 700 mcd. Cela se situe dans les catégories U2 (520-610 mcd) et U3 (610-710 mcd) ou V1 (710-820 mcd), selon le lot de fabrication spécifique.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

L'uniformité de couleur est gérée via des catégories de longueur d'onde dominante. Les catégories sont définies par un code à 4 chiffres représentant les longueurs d'onde minimale et maximale en nanomètres. Pour cette LED verte, les catégories pertinentes se situent dans la plage 520-535 nm, la catégorie spécifique pour la partie typique de 525 nm étant probablement "2025" (520-525 nm) ou "2530" (525-530 nm).

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée à l'aide d'un code à 4 chiffres représentant les tensions minimale et maximale en dixièmes de volt (par exemple, "2225" signifie 2,2 V à 2,5 V). Pour la Vf typique de 2,65 V, les catégories correspondantes seraient "2527" (2,50-2,75 V) ou "2730" (2,75-3,00 V). Connaître la catégorie Vf aide à concevoir des circuits de commande précis, en particulier pour les applications nécessitant une luminosité uniforme sur plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent un aperçu approfondi du comportement de la LED dans des conditions variables.

4.1 Courbe IV et intensité lumineuse relative

Le graphiqueCourant direct en fonction de la tension directemontre la relation exponentielle typique des diodes. À 10 mA, la tension est d'environ 2,65 V. La courbe permet aux concepteurs d'estimer Vf à d'autres courants de commande. Le graphiqueIntensité lumineuse relative en fonction du courant directmontre que la sortie lumineuse augmente de manière super-linéaire avec le courant jusqu'à un certain point. Bien qu'une commande à des courants plus élevés augmente la luminosité, elle augmente également la chaleur et peut accélérer la dépréciation des lumens.

4.2 Dépendance à la température

Le graphiqueIntensité lumineuse relative en fonction de la température de jonctionest critique. Il montre qu'à mesure que la température de jonction augmente, la sortie lumineuse diminue. C'est ce qu'on appelle l'extinction thermique. Pour une performance fiable, une dissipation thermique efficace et une gestion appropriée du courant de commande sont essentielles pour maintenir une température de jonction basse. Le graphiqueTension directe relative en fonction de la température de jonctionmontre un coefficient de température négatif ; Vf diminue lorsque la température augmente. Cette propriété peut parfois être utilisée pour la détection de température.

Le graphiqueLongueur d'onde dominante en fonction de la température de jonctionindique un léger décalage de couleur (typiquement quelques nanomètres) avec le changement de température, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.

4.3 Dégradation et fonctionnement en impulsions

LaCourbe de dégradation du courant directdicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure. À mesure que la température du plot augmente, le courant admissible diminue linéairement jusqu'à atteindre 30 mA à 110°C. Le graphique indique explicitement de ne pas utiliser de courants inférieurs à 3 mA. LeTableau des capacités de traitement des impulsionsmontre que pour des largeurs d'impulsion très courtes (microsecondes à millisecondes), la LED peut supporter des courants nettement supérieurs au maximum de 30 mA en continu, à condition que le rapport cyclique soit suffisamment bas pour éviter la surchauffe.

4.4 Distribution spectrale

Le graphique deDistribution spectrale relativetrace l'intensité de la lumière émise à chaque longueur d'onde. Pour une LED verte, cela montre un pic dans la région verte (~525 nm) avec très peu d'émission dans d'autres bandes de couleur. L'étroitesse de ce pic contribue à la pureté de la couleur. LeDiagramme caractéristique typique du rayonnement(diagramme polaire) représente visuellement l'angle de vision de 120 degrés, montrant comment l'intensité se distribue spatialement.

5. Informations mécaniques, d'emballage et d'assemblage

5.1 Dimensions mécaniques et polarité

Le composant utilise un boîtier standard PLCC-2 pour montage en surface avec une empreinte 1608 (1,6 mm x 0,8 mm). Le dessin mécanique (référencé dans le PDF) fournit les dimensions exactes du corps du boîtier, des positions des broches et de la lentille. La polarité correcte est essentielle. Le boîtier PLCC-2 a généralement une cathode marquée (souvent une encoche, un point, une marque verte sur la lentille ou un coin chanfreiné sur le boîtier). La disposition recommandée des plots de soudure assure une formation correcte des joints de soudure et un soulagement thermique pendant la refusion.

5.2 Recommandations de soudage et d'assemblage

La LED est conçue pour le soudage par refusion avec une température de pic de 260°C pendant 30 secondes, ce qui correspond aux normes IPC courantes pour le soudage sans plomb. Un profil de refusion détaillé doit être suivi pour éviter les chocs thermiques. Les précautions incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, d'empêcher la contamination de la surface optique et de garantir l'utilisation d'une pâte à souder et d'une conception de pochoir appropriées. Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) est de 2, ce qui signifie que le composant peut être stocké à ≤30°C/60% HR jusqu'à un an avant de nécessiter un séchage avant la refusion.

5.3 Emballage et informations de commande

Le composant est fourni sur bande et bobine pour l'assemblage automatisé. Les informations d'emballage spécifient les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et l'orientation. La référence 1608-UG0100M-AM suit une convention de codage probable : "1608" pour la taille, "U" pour la couleur (probablement Ultragreen), "G" pour vert, "0100" peut être lié à l'intensité ou à la version, "M" peut indiquer l'emballage, et "AM" désigne probablement le grade automobile. Les informations de commande spécifieraient les codes de catégorie requis pour l'intensité lumineuse, la longueur d'onde et la tension directe pour garantir la livraison des caractéristiques de performance exactes.

6. Notes d'application et considérations de conception

6.1 Application principale : Éclairage intérieur automobile

Cette LED est explicitement conçue pour l'éclairage intérieur automobile. Cela inclut des applications telles que le rétroéclairage des groupes d'instruments, les boutons de la console centrale, l'éclairage d'ambiance des planchers, l'éclairage des poignées de porte et les indicateurs de levier de vitesse. La qualification AEC-Q101, la large plage de températures de fonctionnement (-40°C à +110°C) et la haute fiabilité la rendent adaptée à ces environnements exigeants où la défaillance n'est pas une option.

6.2 Considérations de conception de circuit

Commande en courant :Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Une source de courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec une source de tension est obligatoire pour éviter l'emballement thermique. La conception doit être basée sur la Vf typique et le If souhaité, en tenant compte des variations de tri.

Conception thermique :La conception du PCB doit incorporer un soulagement thermique adéquat. Les plots de soudure, en particulier le plot thermique s'il est présent, doivent être connectés à un remplissage de cuivre pour dissiper la chaleur. Le courant direct doit être dégradé en fonction de la température ambiante de fonctionnement prévue et de la résistance thermique du PCB.

Protection ESD :Bien que la LED ait une protection ESD de 2 kV HBM, une protection externe supplémentaire (par exemple, des diodes TVS ou des résistances) peut être nécessaire dans des environnements sujets à des événements ESD plus élevés, comme les faisceaux de câbles automobiles.

6.3 Considérations de conception optique

L'angle de vision de 120 degrés convient à la visualisation directe ou lorsqu'il est utilisé avec des guides de lumière et des diffuseurs. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (lentilles) seraient nécessaires. La couleur verte est efficace pour les indicateurs d'état et est souvent utilisée en combinaison avec d'autres couleurs pour les affichages multicolores.

7. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED vertes de grade commercial standard, le principal facteur différenciant de la 1608-UG0100M-AM est saqualification automobile (AEC-Q101). Cela implique des tests rigoureux pour la durée de vie en fonctionnement à haute température (HTOL), les cycles thermiques, la résistance à l'humidité et d'autres contraintes que les composants génériques ne subissent pas. Son intensité lumineuse typique de 700 mcd est compétitive pour sa taille de boîtier. Le boîtier PLCC-2 offre une meilleure rigidité des broches et potentiellement de meilleures performances thermiques par rapport aux boîtiers plus petits de type puce comme le 0402, le rendant plus robuste face aux vibrations automobiles. La structure de tri spécifiée fournit aux concepteurs des paramètres de performance prévisibles, ce qui est essentiel pour maintenir l'uniformité dans les systèmes d'éclairage automobile où l'accord des couleurs et de la luminosité entre plusieurs unités est critique.

8. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est le courant de commande minimum pour cette LED ?

R : La fiche technique indique explicitement "Ne pas utiliser de courant inférieur à 3 mA." Le courant direct (IF) a une valeur minimale de 3 mA. Un fonctionnement en dessous peut entraîner une sortie lumineuse instable ou nulle.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3 V sans résistance ?

R : Non. Avec une Vf typique de 2,65 V, la connecter directement à 3,3 V tenterait de faire passer un courant non contrôlé à travers la LED, dépassant probablement la valeur maximale absolue de 30 mA et provoquant une défaillance immédiate. Une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant est toujours requis.

Q : Comment interpréter le code de catégorie d'intensité lumineuse "U2" ?

R : Le code de catégorie "U2" fait référence à une plage d'intensité lumineuse spécifique définie dans le tableau de tri. Pour le groupe "U", la catégorie "2" correspond à un minimum de 520 mcd et un maximum de 610 mcd lorsqu'elle est mesurée dans des conditions standard (IF=10 mA, Tj=25°C).

Q : Cette LED est-elle adaptée à l'éclairage extérieur automobile ?

R : La fiche technique spécifie "Éclairage intérieur automobile" comme application. L'éclairage extérieur (par exemple, feux arrière, clignotants) nécessite généralement des boîtiers différents, une puissance plus élevée, des couleurs différentes et souvent des tests de qualification différents pour l'étanchéité à l'humidité et la résistance aux UV. Ce composant n'est pas spécifié pour un usage extérieur.

Q : Quelle est la différence entre les valeurs de résistance thermique "Réelle" et "Électrique" ?

R : La résistance thermique "Réelle" (210 K/W) est mesurée directement par des méthodes physiques (par exemple, capteurs de température). La résistance thermique "Électrique" (190 K/W) est calculée indirectement en mesurant le changement de tension directe avec la température (en utilisant le coefficient de température Vf). La méthode électrique est souvent plus rapide mais peut reposer sur des hypothèses différentes. Pour une conception thermique conservatrice, la valeur la plus élevée (réelle) doit être utilisée.

9. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Rétroéclairage de commutateur de tableau de bord.Un concepteur doit éclairer 10 commutateurs indicateurs verts. Il prévoit de commander chaque LED à 10 mA à partir d'une ligne 5 V dans la voiture. En utilisant la Vf typique de 2,65 V, la valeur de la résistance série requise est R = (5 V - 2,65 V) / 0,01 A = 235 Ohms. Une résistance standard de 240 Ohms serait choisie. La puissance dissipée dans chaque résistance est (5 V-2,65 V)*0,01 A = 0,0235 W, donc une petite résistance de 1/10 W est suffisante. La conception du PCB placerait les LED et les résistances à proximité, avec des vias thermiques sous les plots de soudure de la LED connectés à un plan de masse interne pour la diffusion de la chaleur.

Exemple 2 : Modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour l'atténuation.Pour l'éclairage d'ambiance nécessitant un contrôle de la luminosité, la LED peut être commandée avec un signal PWM. Le courant direct pendant l'impulsion "on" peut être réglé à 15-20 mA pour obtenir une luminosité de pic plus élevée, tandis que le courant moyen (et donc la luminosité et la chaleur) est contrôlé par le rapport cyclique. Le tableau des capacités de traitement des impulsions doit être consulté pour s'assurer que la largeur d'impulsion et le courant de pic choisis sont dans les limites de sécurité pour le rapport cyclique sélectionné.

10. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Une diode électroluminescente (LED) est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par le gap énergétique des matériaux semi-conducteurs utilisés (par exemple, le nitrure de gallium-indium pour le vert). Le boîtier PLCC abrite la puce semi-conductrice, fournit les connexions électriques via des broches et inclut une lentille en plastique moulée qui façonne la sortie lumineuse et protège la puce.

10.2 Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED d'éclairage intérieur automobile va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), ce qui réduit la consommation d'énergie et la charge thermique. Il y a également une évolution vers des tailles de boîtier plus petites (par exemple, 1006/0402) pour un éclairage plus discret et une intégration plus serrée. Les fonctionnalités avancées incluent des circuits intégrés de commande intégrés dans le boîtier de la LED pour un contrôle simplifié. De plus, la demande d'un rendu des couleurs précis et uniforme sur de larges plages de températures augmente, stimulant les améliorations dans la technologie des phosphores (pour les LED blanches) et la cohérence de la croissance des tranches épitaxiales (pour les LED monochromatiques comme cette LED verte). La poussée vers un éclairage d'ambiance plus sophistiqué avec des zones multicolores dynamiques influence également le développement de LED avec un tri plus serré et une meilleure stabilité des performances.