LED Blanc 2.7x2.0x0.6mm 3.4V 714mW Spécification RF-A3E27-W60E-B1

1. Présentation du produit

Le RF-A3E27-W60E-B1 est une diode électroluminescente (LED) blanche haute performance conçue pour les applications d'éclairage automobile intérieur et extérieur. Elle utilise une puce bleue combinée à une couche de conversion de phosphore pour produire de la lumière blanche. Le composant est logé dans un boîtier EMC (composé de moulage époxy) compact de 2,7 mm x 2,0 mm x 0,6 mm, offrant une excellente gestion thermique et une fiabilité accrue. Avec un courant direct typique de 150 mA et une dissipation de puissance maximale de 714 mW, cette LED délivre un flux lumineux compris entre 55,3 et 83,7 lumens. Elle est qualifiée selon les normes de test de contrainte AEC-Q102 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile, garantissant sa robustesse dans des environnements exigeants.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (Ts=25°C)

• Tension directe (VF) :2,8 V – 3,4 V (typique 3,1 V) à IF=150 mA.
• Courant inverse (IR) :≤10 µA à VR=5 V.
• Flux lumineux (Φ) :55,3 lm – 83,7 lm à IF=150 mA.
• Angle de vue (2θ½) :120° (typique).
• Résistance thermique (RTHJ-S réelle) :21°C/W typique, 32°C/W max ; (RTHJ-S el) : 13°C/W typique, 20°C/W max.

2.2 Valeurs maximales absolues

• Dissipation de puissance (PD) :714 mW
• Courant direct (IF) :210 mA (continu)
• Courant direct de crête (IFP) :300 mA (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 10 ms)
• Tension inverse (VR) :5 V
• ESD (HBM) :8000 V (rendement de 90 %)
• Température de fonctionnement (TOPR) :-40°C à +125°C
• Température de stockage (TSTG) :-40°C à +125°C
• Température de jonction (TJ) :150°C max

À 25°C, test en mode impulsionnel, rendement de conversion photovoltaïque ηe = 39 %. La tolérance de mesure de la tension directe est de ±0,1 V, la tolérance des coordonnées chromatiques de ±0,005 et la tolérance du flux lumineux de ±10 %.

3. Système de classement (binning)

La LED est classée par tension directe et par tranches de flux lumineux à IF=150 mA.

3.1 Tranches de tension directe

• G0 : 2,8 – 3,0 V
• H0 : 3,0 – 3,2 V
• I0 : 3,2 – 3,4 V

3.2 Tranches de flux lumineux

• PA : 55,3 – 61,2 lm
• PB : 61,2 – 67,8 lm
• QA : 67,8 – 75,3 lm
• QB : 75,3 – 83,7 lm

Les tranches de chromaticité (VM1 à VM7) sont définies selon le diagramme CIE 1931, avec des coordonnées fournies dans la fiche technique. Ces tranches garantissent la cohérence des couleurs pour les normes d'éclairage automobile (par exemple, ECE).

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes optiques et électriques typiques révèlent le comportement de la LED dans diverses conditions :

• Tension directe en fonction du courant direct (Fig.1-7) :La tension directe augmente avec le courant, passant d'environ 2,8 V à 30 mA à environ 3,4 V à 210 mA. Cette relation est typique des LED à base d'InGaN.
• Courant direct en fonction du flux lumineux relatif (Fig.1-8) :Le flux lumineux augmente de manière quasi linéaire avec le courant jusqu'à 210 mA, avec une légère saturation aux courants plus élevés.
• Température de jonction en fonction du flux lumineux relatif (Fig.1-9) :Lorsque la température de jonction passe de -40°C à 140°C, le flux lumineux relatif diminue d'environ 20 %, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Température de soudure en fonction du courant direct (Fig.1-10) :Le courant direct maximal autorisé diminue avec l'augmentation de la température de soudure pour éviter une surchauffe.
• Décalage de tension en fonction de la température de jonction (Fig.1-11) :La tension directe diminue avec la température à un taux d'environ -2 à -4 mV/°C.
• Diagramme de rayonnement (Fig.1-12) :La LED présente un large motif d'émission lambertien avec un angle de demi-intensité de ±60°, idéal pour un éclairage uniforme.
• Décalage des coordonnées chromatiques en fonction de la température et du courant (Fig.1-13, 1-14) :Les décalages de couleur sont minimes, à moins de ±0,02 unités CIE sur la plage de fonctionnement.
• Distribution spectrale (Fig.1-15) :Le spectre d'émission culmine autour de 450 nm (bleu) avec une large bande de conversion de phosphore couvrant 500-700 nm, typique des LED blanches à conversion de phosphore.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la LED mesure 2,70 mm (longueur) × 2,00 mm (largeur) × 0,60 mm (hauteur) avec des tolérances de ±0,2 mm sauf indication contraire. La vue de dessous montre un plot thermique de 1,20 mm × 1,30 mm et des marquages d'anode/cathode. Les dimensions du motif de soudure recommandé sont fournies pour assurer une dissipation thermique et une connexion électrique appropriées.

5.2 Polarité

La cathode est indiquée par une petite encoche sur le boîtier. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de refusion recommandé est basé sur les normes JEDEC :

• Taux de montée moyen : ≤3°C/s
• Préchauffage : 150°C à 200°C pendant 60 à 120 secondes
• Temps au-dessus de 217°C : 60 s max
• Température de crête : 260°C pendant 10 s max
• Taux de refroidissement : ≤6°C/s

La soudure par refusion ne doit pas dépasser deux cycles. Si plus de 24 heures s'écoulent entre les cycles, les LED peuvent absorber l'humidité et être endommagées.

6.2 Précautions de manipulation

• Ne pas appliquer de contrainte mécanique pendant le chauffage ou le refroidissement.
• Éviter de déformer le circuit imprimé après la soudure.
• Utiliser un fer à souder à double pointe pour toute réparation nécessaire.
• Les buses de placement doivent appliquer une pression minimale sur la surface en silicone.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Le niveau de sensibilité à l'humidité est de niveau 2 (MSL 2). Conditions de stockage :

• Avant ouverture : ≤30°C, ≤75 % HR, dans l'année suivant la date de fabrication.
• Après ouverture : ≤30°C, ≤60 % HR, utilisation recommandée dans les 24 heures. Si dépassé, cuire à 60±5°C pendant >24 heures.
• Si le sachet anti-humidité est endommagé, informer le service commercial.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Les LED sont fournies en bande et bobine (largeur de bande porteuse 8 mm, diamètre de bobine 180 mm) avec 4 000 pièces par bobine. Les dimensions de la bande porteuse sont : A0=2,10±0,1 mm, B0=3,05±0,1 mm, K0=0,75±0,1 mm. Chaque bobine est scellée dans un sachet anti-humidité avec une étiquette contenant le numéro de pièce, le numéro de lot, les codes de classement pour le flux (Φ), la chromaticité (XY), la tension directe (VF), la longueur d'onde (WLD), la quantité et la date.

8. Recommandations d'application

Le RF-A3E27-W60E-B1 est spécialement conçu pour l'éclairage automobile, tant intérieur (par exemple, plafonniers, liseuses) qu'extérieur (par exemple, feux de position latéraux, clignotants). Son large angle de vue (120°) et sa haute fiabilité sous des températures extrêmes le rendent adapté aux environnements sévères. La qualification AEC-Q102 garantit la conformité aux exigences de l'industrie automobile. Pour des performances optimales, les concepteurs doivent :

• Fournir un dissipateur thermique adéquat en utilisant le plot thermique exposé ; la résistance thermique doit être prise en compte dans la conception du système pour maintenir la température de jonction en dessous de 150°C.
• Inclure des résistances de limitation de courant pour éviter les surintensités.
• Éviter d'utiliser des matériaux contenant du soufre, du brome ou du chlore au-delà des limites spécifiées (S<100 ppm, Br<900 ppm, Cl<900 ppm, total Br+Cl<1500 ppm) pour éviter la dégradation de la LED.
• Utiliser des agents de nettoyage comme l'alcool isopropylique en cas de résidus ; le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé.

9. Comparaison technique et différenciation

Par rapport aux LED de puissance moyenne standard, le boîtier EMC offre une meilleure résistance mécanique et des performances thermiques supérieures. La qualification AEC-Q102 distingue ce produit des LED de qualité commerciale, le rendant adapté aux applications critiques pour la sécurité. Le classement serré des couleurs et du flux assure l'uniformité dans les réseaux de LED multiples.

10. Foire aux questions

Q : Quelle est la température de jonction maximale ?
R : La température de jonction maximale absolue est de 150°C. Pour une fiabilité à long terme, il est recommandé de maintenir TJ en dessous de 125°C.

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 300 mA ?
R : Non, 300 mA est le courant direct de crête autorisé uniquement avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms. Le courant continu ne doit pas dépasser 210 mA.

Q : Comment dois-je gérer la sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) ?
R : Bien que 90 % des unités résistent à 8 kV HBM, des précautions ESD appropriées (postes de travail mis à la terre, bracelets antistatiques) doivent être prises lors de la manipulation.

Q : Quelle est la durée de vie attendue ?
R : Sur la base des tests AEC-Q102, la LED est conçue pour une longue durée de vie opérationnelle dans des conditions de contrainte automobile. La durée de vie réelle dépend des conditions de pilotage et de la gestion thermique.

11. Étude de cas d'application

Dans un module d'éclairage d'ambiance intérieur automobile typique, six LED RF-A3E27-W60E-B1 sont placées en réseau linéaire avec un espacement de 10 mm. En utilisant un driver à courant constant réglé à 150 mA, les modules atteignent un éclairage uniforme de 500 lux à une distance de 30 cm. La simulation thermique montre une température de jonction de 85°C avec un circuit imprimé en aluminium correctement conçu (plot thermique soudé). Le système passe les tests de choc thermique et de vibration conformément aux normes automobiles.

12. Principe de fonctionnement

La LED blanche fonctionne en combinant une puce InGaN émettant dans le bleu avec un phosphore émettant dans le jaune (YAG:Ce ou similaire). Une partie de la lumière bleue est absorbée par le phosphore et réémise sous forme de lumière jaune ; la lumière bleue restante se mélange à la lumière jaune pour produire de la lumière blanche. La température de couleur et l'indice de rendu des couleurs sont déterminés par la composition et l'épaisseur du phosphore.

13. Tendances de développement

L'éclairage automobile évolue vers une adoption complète des LED en raison de l'efficacité énergétique, de la flexibilité de conception et de la longue durée de vie. Les tendances incluent une efficacité lumineuse plus élevée (plus de 150 lm/W), des boîtiers miniaturisés (comme 2,7x2,0 mm) et des normes de fiabilité renforcées (AEC-Q102). Les développements futurs pourraient inclure des LED blanches sans phosphore utilisant l'émission directe de plusieurs longueurs d'onde, mais pour l'instant, les LED à conversion de phosphore dominent le marché.