Fiche technique LED ALFS2H-C010001H-AM - Boîtier céramique CMS - 900lm @ 1000mA - 6,6V Typ. - Angle de vision 120° - Grade Automobile

1. Vue d'ensemble du produit

L'ALFS2H-C010001H-AM est une LED haute puissance à montage en surface, conçue spécifiquement pour les applications exigeantes d'éclairage extérieur automobile. Elle est logée dans un boîtier céramique robuste, offrant une excellente gestion thermique et une fiabilité accrue dans des conditions environnementales sévères. Le dispositif délivre un flux lumineux typique de 900 lumens lorsqu'il est alimenté par un courant direct de 1000mA, le rendant adapté aux fonctions d'éclairage à haute intensité.

Ses principaux avantages incluent la conformité à la norme de qualification stricte AEC-Q102 pour les dispositifs optoélectroniques discrets automobiles, garantissant performances et longévité dans les environnements automobiles. Elle présente également une robustesse au soufre (Classe A1), la rendant résistante aux atmosphères corrosives, et satisfait aux principales réglementations environnementales, notamment RoHS, REACH et les exigences sans halogène.

Le marché cible principal est l'industrie automobile, spécifiquement pour les modules d'éclairage extérieur où la luminosité élevée, la fiabilité et un facteur de forme compact sont critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les principaux paramètres de fonctionnement sont définis dans une condition de test standard avec un courant direct (I_F) de 1000mA. Le flux lumineux typique (Φ_v) est de 900 lm, avec un minimum spécifié de 800 lm et un maximum de 1000 lm, soumis à une tolérance de mesure de ±8%. La tension directe typique (V_F) est de 6,60V, variant d'un minimum de 5,80V à un maximum de 7,60V, avec une tolérance de mesure de ±0,05V. L'angle de vision est large, à 120 degrés, fournissant un diagramme d'émission étendu adapté à diverses optiques d'éclairage.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct maximal absolu est de 1500 mA. La dissipation de puissance maximale est de 11,4 W. Le dispositif peut fonctionner et être stocké dans une plage de température de -40°C à +125°C, avec une température de jonction maximale (T_J) de 150°C. Il n'est pas conçu pour fonctionner en tension inverse. La sensibilité ESD (Modèle du Corps Humain) est évaluée jusqu'à 8 kV, et la température maximale de soudure pendant le refusion est de 260°C.

2.3 Caractéristiques thermiques

Une gestion thermique efficace est cruciale pour les performances et la durée de vie de la LED. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (R_{th JS}) est spécifiée de deux manières : la résistance thermique réelle a une valeur typique de 3,1 K/W (max 3,5 K/W), tandis que la méthode électrique donne une valeur typique de 2,1 K/W (max 2,5 K/W). Ce paramètre est critique pour calculer la température de jonction en fonctionnement et concevoir un dissipateur thermique approprié.

3. Explication du système de binning

Pour assurer l'uniformité en production, les LED sont triées en bins selon des paramètres de performance clés.

3.1 Binning du flux lumineux

Le flux lumineux est trié dans le Groupe D. Les bins disponibles sont : D6 (800-850 lm), D7 (850-900 lm), D8 (900-950 lm) et D9 (950-1000 lm). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec une plage de luminosité spécifique pour leur application.

3.2 Binning de la tension directe

La tension directe est triée pour faciliter la conception de l'alimentation et l'appariement du courant dans les réseaux multi-LED. Les bins sont : 2A (5,80V - 6,40V), 2B (6,40V - 7,00V) et 2C (7,00V - 7,60V).

3.3 Binning de la couleur (Chromaticité)

La LED est proposée en températures de couleur blanc froid. La fiche technique fournit un diagramme de chromaticité avec des coordonnées de bin spécifiques définies par leurs valeurs CIE x et y. Les bins d'exemple incluent 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L et 61H, chacun couvrant une petite zone définie sur l'espace colorimétrique CIE 1931 pour garantir l'uniformité de couleur. La tolérance de mesure pour les coordonnées de couleur est de ±0,005.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs graphiques illustrant le comportement du dispositif dans différentes conditions de fonctionnement.

4.1 Caractéristiques de longueur d'onde

Le graphique de distribution spectrale relative montre le spectre d'émission de la LED, culminant dans la région bleue et utilisant un phosphore pour produire de la lumière blanche. La forme de cette courbe détermine l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) et la Température de Couleur Corrélée (TCC).

4.2 Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV)

Ce graphique montre la relation exponentielle entre le courant direct et la tension directe. Il est essentiel pour sélectionner la topologie d'alimentation appropriée (courant constant vs. tension constante) et pour comprendre la résistance dynamique de la LED.

4.3 Flux lumineux relatif vs. Courant direct

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse augmente avec le courant, mais pas de manière linéaire. Elle aide à déterminer le courant d'alimentation optimal pour équilibrer efficacité et luminosité.

4.4 Graphiques de dépendance à la température

Plusieurs graphiques montrent l'impact de la température sur les performances :

• Tension directe relative vs. Température de jonction :La tension directe diminue généralement lorsque la température augmente, ce qui peut être utilisé pour une surveillance indirecte de la température.
• Flux lumineux relatif vs. Température de jonction :La sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Décalage de chromaticité vs. Température de jonction :Les coordonnées de couleur (CIE x, y) se déplacent avec la température, ce qui est critique pour les applications nécessitant une sortie de couleur stable.
• Décalage de chromaticité vs. Courant direct :La couleur peut également légèrement se déplacer avec le courant d'alimentation.

4.5 Courbe de déclassement du courant direct

C'est l'un des graphiques les plus critiques pour une conception fiable. Il montre le courant direct maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure (T_S). Par exemple, à une température de plot de 110°C, le courant maximal est de 1500mA, mais à 125°C, il est déclassé à 1200mA. Le dispositif ne doit pas être utilisé en dessous de 50mA. Cette courbe est vitale pour garantir que la température de jonction ne dépasse pas sa valeur maximale dans toutes les conditions de fonctionnement.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise un boîtier céramique pour Dispositif à Montage en Surface (CMS). Bien que les dimensions exactes ne soient pas fournies dans l'extrait, la fiche technique inclut une section dédiée "Dimensions mécaniques" (Section 7) qui contiendrait un dessin détaillé avec longueur, largeur, hauteur et positions des plots/pistes. Les boîtiers céramiques offrent une conductivité thermique supérieure comparée au plastique, aidant à la dissipation de la chaleur de la puce LED.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Plot de soudure recommandé

La section 8 fournit un motif de pastille recommandé pour la conception de CI. Suivre cette recommandation assure une formation correcte des joints de soudure, une bonne connexion thermique au CI pour le refroidissement et prévient le soulèvement en pierre tombale ou d'autres défauts d'assemblage.

6.2 Profil de soudure par refusion

La section 9 détaille le profil de température de soudure par refusion recommandé. Respecter ce profil, avec une température de pic ne dépassant pas 260°C selon les valeurs maximales absolues, est crucial pour éviter d'endommager le boîtier de la LED, la puce interne ou les fils de connexion. Le profil inclut typiquement des étapes de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement avec des contraintes spécifiques de temps et de température.

7. Informations sur l'emballage et la commande

La section 10 (Informations sur l'emballage) détaille comment les LED sont fournies, probablement en format bande et bobine adapté aux machines d'assemblage pick-and-place automatisées. La section 6 (Informations de commande) et la section 5 (Numéro de pièce) expliquent la structure du numéro de pièce, qui encode probablement des informations telles que le bin de flux, le bin de tension et le bin de couleur, permettant une sélection précise des caractéristiques du dispositif.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Comme listé, cette LED est conçue pourl'Éclairage Extérieur Automobile, incluant :

• Phare :Peut être utilisée dans les systèmes de feux de croisement, feux de route ou feux adaptatifs, souvent en réseaux.
• Feux de Jour (DRL) :Nécessite une haute visibilité et fiabilité.
• Feux Anti-brouillard :Exige des performances robustes dans des conditions humides et corrosives.

8.2 Considérations de conception

• Conception thermique :La dissipation de puissance élevée nécessite un chemin thermique efficace des plots de soudure vers un dissipateur. Le matériau du CI (ex. CI à âme métallique), la surface de cuivre et les dissipateurs externes possibles doivent être soigneusement conçus en fonction de la résistance thermique (R_{th JS}) et de la courbe de déclassement.
• Conception électrique :Un pilote à courant constant est obligatoire pour un fonctionnement stable. Le pilote doit être capable de fournir jusqu'à 1500mA et supporter la plage de tension directe du bin sélectionné. Pensez à la protection contre les courants d'appel.
• Conception optique :L'angle de vision de 120° nécessite des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) pour façonner le faisceau pour des applications spécifiques comme les phares ou DRL.
• Robustesse environnementale :Bien que la LED elle-même soit résistante au soufre et qualifiée AEC-Q102, l'ensemble du module (CI, connecteurs, joints) doit être conçu pour résister aux contraintes environnementales automobiles (cyclage thermique, humidité, vibration).

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED de grade commercial standard, les principaux points de différenciation de l'ALFS2H-C010001H-AM sont saqualification de grade automobile (AEC-Q102)et sarobustesse au soufre (Classe A1). Celles-ci ne sont généralement pas requises pour l'électronique grand public mais sont essentielles pour l'environnement automobile extérieur et sous capot sévère. Le boîtier céramique offre également une meilleure fiabilité à long terme et une température de jonction maximale plus élevée comparé à de nombreux boîtiers CMS plastique utilisés dans les LED haute puissance non-automobiles.

10. Questions Fréquemment Posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quel est le courant d'alimentation minimum pour cette LED ?

R : La fiche technique spécifie un courant direct minimum de 50mA. Un fonctionnement en dessous de ce courant n'est pas recommandé (comme indiqué sur la courbe de déclassement).

Q : Comment déterminer la température de jonction dans mon application ?

R : La température de jonction (T_J) peut être estimée avec la formule : T_J= T_S+ (R_{th JS}× P_D), où T_Sest la température mesurée du plot de soudure, R_{th JS}est la résistance thermique, et P_Dest la puissance dissipée (V_F× I_F).

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

R : Non. Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Une source de tension constante conduirait à un courant non contrôlé dû à la caractéristique IV exponentielle et au coefficient de température négatif de V_F, risquant de détruire la LED. Utilisez toujours un pilote à courant constant.

Q : Que signifie "Robustesse au Soufre Classe A1" ?

R : Cela indique la résistance de la LED aux atmosphères contenant du soufre. La Classe A1 est un niveau de performance spécifique défini dans les tests industriels (ex. ASTM B809) où le dispositif ne montre pas de dégradation significative après exposition, le rendant adapté aux environnements à forte pollution sulfurée.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un module DRL

Un concepteur crée un module de Feux de Jour. Il sélectionne l'ALFS2H-C010001H-AM pour sa haute luminosité et son pedigree automobile. Il choisit des LED du bin de flux D8 (900-950 lm) et du bin de tension 2B (6,4-7,0V) pour assurer une luminosité uniforme et simplifier la conception du pilote. Il conçoit un CI à âme métallique avec une grande surface de cuivre servant de dissipateur. En utilisant la courbe de déclassement, il calcule qu'avec sa conception thermique, le plot de soudure se stabilisera à 85°C dans la condition ambiante la plus chaude. À cette température de plot, la courbe de déclassement autorise le courant d'alimentation complet de 1000mA. Il sélectionne un pilote à courant constant évalué pour une sortie de 1000mA et une plage de tension de sortie qui couvre le V_Fmaximum de son bin sélectionné plus une marge. Des optiques secondaires sont conçues pour répondre aux exigences photométriques et au diagramme de faisceau spécifiques des DRL.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est une source de lumière à l'état solide basée sur une puce semi-conductrice, typiquement en nitrure de gallium-indium (InGaN) pour la région émettrice bleue. Lorsqu'une tension directe dépassant la largeur de bande interdite de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière) - un processus appelé électroluminescence. L'émission primaire est dans le spectre bleu. Pour créer de la lumière blanche, une partie de cette lumière bleue est absorbée par un revêtement de phosphore (ex. YAG:Ce) qui ré-émet de la lumière sur un spectre plus large, principalement dans la gamme jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie par le phosphore est perçu comme de la lumière blanche par l'œil humain. Le rapport exact entre le bleu et le jaune détermine la Température de Couleur Corrélée (TCC).

13. Tendances technologiques

La tendance dans l'éclairage LED automobile va vers une plus haute efficacité lumineuse (plus de lumens par watt), permettant des lumières plus brillantes ou une consommation d'énergie et une charge thermique réduites. Il y a également une poussée vers des tailles de boîtier plus petites avec une densité de puissance plus élevée, nécessitant des solutions de gestion thermique toujours meilleures. Des fonctionnalités avancées comme les feux adaptatifs (ADB) et les phares pixélisés poussent à l'intégration de multiples puces LED adressables individuellement dans un seul boîtier. De plus, des LED à couleur ajustable et des lasers sont explorés pour des applications de signalisation et de style spécialisées. La technologie sous-jacente continue de s'améliorer en termes d'efficacité des puces, de stabilité des phosphores à haute température et de fiabilité des boîtiers.