Fiche technique LED PLCC-2 67-11-PA0602H-AM - Ambre/Jaune par conversion de phosphore - Angle de vision 120° - 3,1V - 60mA - Document technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED à haute luminosité pour montage en surface, en boîtier PLCC-2. Le dispositif utilise une technologie de conversion par phosphore pour émettre une lumière dans le spectre ambre/jaune, le rendant adapté aux applications nécessitant une grande visibilité et fiabilité. Ses cibles de conception principales sont les environnements intérieurs automobiles et autres applications industrielles où une performance constante dans des conditions variables est critique.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa haute intensité lumineuse typique de 4500 millicandelas (mcd) à un courant de commande standard de 60mA, combinée à un large angle de vision de 120 degrés. Cela assure une distribution uniforme de la lumière. De plus, le composant est qualifié selon la norme AEC-Q102 pour les semi-conducteurs optoélectroniques discrets dans les applications automobiles, garantissant qu'il répond aux exigences rigoureuses de fiabilité concernant les cycles thermiques, la résistance à l'humidité et le fonctionnement à long terme.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et colorimétriques

Le paramètre photométrique clé est l'intensité lumineuse, spécifiée avec une valeur typique de 4500 mcd à IF=60mA. Les valeurs minimale et maximale sont respectivement de 2800 mcd et 9000 mcd, indiquant la dispersion de production. La longueur d'onde dominante est définie par les coordonnées chromatiques CIE 1931, avec une valeur typique de (0,57 ; 0,42). Une tolérance de ±0,005 est appliquée à ces coordonnées. Le large angle de vision de 120 degrés (tolérance ±5 deg) résulte de la conception du boîtier et de la lentille, offrant un diagramme d'émission large idéal pour le rétroéclairage et les applications d'indicateurs.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

La tension directe (VF) a une valeur typique de 3,1V à 60mA, avec une plage de 2,50V à 3,75V. Le courant direct continu absolu maximum est de 80mA, avec une limite de dissipation de puissance de 300mW. La résistance thermique entre la jonction et le point de soudure est un paramètre critique pour la fiabilité. Deux valeurs sont données : une résistance thermique \"réelle\" (Rth JS réel) de 130 K/W et une résistance thermique \"électrique\" (Rth JS él) de 100 K/W. La méthode électrique est typiquement dérivée du paramètre de tension directe sensible à la température et est utilisée pour l'estimation in-situ de la température de jonction.

2.3 Valeurs maximales absolues et fiabilité

Des limites strictes définissent la zone de fonctionnement sûre. La température de jonction (TJ) ne doit pas dépasser 125°C. Le dispositif peut supporter un courant de surtension (IFM) de 250mA pour des impulsions ≤10μs à un faible rapport cyclique. Il est classé pour un niveau de tenue aux décharges électrostatiques de 8 kV (Modèle du Corps Humain). Le processus de soudure doit suivre un profil de refusion avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +110°C.

3. Explication du système de classement (binning)

Le processus de production des LED entraîne des variations naturelles. Un système de classement (binning) garantit que les clients reçoivent des composants dans des fenêtres de performance spécifiées.

3.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée en classes alphanumériques couvrant une vaste plage de 11,2 mcd à plus de 22 400 mcd. Chaque classe, telle que \"CA\" ou \"DB\", définit une valeur d'intensité minimale et maximale. Pour ce produit spécifique, la sortie typique de 4500 mcd se situe dans la classe \"DA\" (4500-5600 mcd). La fiche technique met en évidence les \"classes de sortie possibles\" pour cette variante de produit.

3.2 Classement par coordonnées chromatiques

La couleur ambre/jaune est contrôlée via des classes de coordonnées chromatiques sur le diagramme CIE 1931. Deux codes de classe principaux sont définis : YA et YB. Chaque code est défini par un ensemble de trois paires de coordonnées (x, y) qui forment un triangle sur le diagramme de couleur. Les coordonnées typiques (0,57 ; 0,42) se situent dans la zone définie, et les composants sont triés pour garantir que leur couleur se trouve dans l'un de ces triangles spécifiés avec une tolérance de mesure de ±0,005.

3.3 Classement par tension directe

Un tableau partiel de classement par tension directe est présenté, avec un exemple de code de classe \"1012\" pour une plage de tension de 1,00V à 1,25V. Cela indique que le classement par tension fait également partie de la classification du produit, bien que les classes spécifiques pour la tension directe typique de 3,1V de cette LED ambre ne soient pas listées dans l'extrait fourni.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de distribution spectrale relative montre un pic d'émission large caractéristique d'une LED à conversion de phosphore, centré dans la région ambre/jaune sans pic bleu ou UV marqué de l'émetteur primaire, indiquant une bonne efficacité de conversion du phosphore. Le diagramme de rayonnement est typique d'un émetteur lambertien ou quasi-lambertien logé dans un boîtier PLCC, confirmant le large angle de vision.

4.2 Courant vs. Tension et Intensité

La courbe Courant Direct vs. Tension Directe (I-V) montre la relation exponentielle typique d'une diode. Le graphique Intensité Lumineuse Relative vs. Courant Direct démontre que la sortie lumineuse augmente de manière sous-linéaire avec le courant, soulignant l'importance d'alimenter la LED à son courant nominal spécifié (60mA) pour une efficacité et une durée de vie optimales.

4.3 Dépendance à la température

Plusieurs graphiques détaillent les effets de la température. La courbe Tension Directe Relative vs. Température de Jonction a une pente négative, c'est le principe utilisé pour la mesure de la résistance thermique électrique. Le graphique Intensité Lumineuse Relative vs. Température de Jonction montre que l'intensité diminue lorsque la température augmente, une considération clé pour la gestion thermique dans l'application. Le Décalage des Coordonnées Chromatiques vs. Température de Jonction indique un léger décalage de couleur avec la température, qui est bien contrôlé.

4.4 Déclassement et fonctionnement en impulsions

La Courbe de Déclassement du Courant Direct est cruciale pour la conception. Elle montre que le courant direct continu maximal admissible doit être réduit à mesure que la température du plot de soudure (Ts) augmente. Par exemple, à Ts=110°C, le courant maximal n'est que de 31mA. Le graphique de Capacité de Traitement des Impulsions Admissible définit le courant de surtension autorisé (IFA) pour une largeur d'impulsion (tp) et un rapport cyclique (D) donnés, permettant une alimentation en surintensité brève dans les applications multiplexées ou à impulsions.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise un boîtier standard PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) pour montage en surface. Ce type de boîtier présente un corps en plastique avec des broches sur deux côtés, formant une forme d'\"aile de mouette\" pour la soudure. Le dessin mécanique (impliqué par la section 7) définirait la longueur, largeur, hauteur, espacement des broches et tolérances exacts. Le boîtier inclut une lentille moulée qui façonne la sortie lumineuse pour obtenir l'angle de vision de 120 degrés.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Plot de soudure recommandé et polarité

Un schéma de plot de soudure recommandé (section 8) est fourni pour assurer des soudures fiables et une dissipation thermique correcte. La conception du plot inclut typiquement des motifs de décharge thermique. La polarité est indiquée par le marquage du boîtier ou la structure interne de la puce ; l'anode et la cathode doivent être connectées correctement.

6.2 Profil de soudure par refusion

Un profil de soudure par refusion spécifique (section 9) doit être suivi. Le paramètre critique est la température de pic de 260°C, que le boîtier peut supporter pendant un maximum de 30 secondes. Le profil inclut les étapes de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement pour minimiser le choc thermique et assurer une formation correcte des soudures sans endommager le composant LED.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies en conditionnement bande et bobine adapté aux machines d'assemblage automatiques pick-and-place. Les informations de commande (section 6) et la structure du numéro de pièce (section 5) permettent la sélection de classes spécifiques pour l'intensité lumineuse, la couleur et la tension directe, permettant un appariement précis selon les exigences de l'application.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Les applications principales listées sont l'éclairage intérieur automobile, le rétroéclairage des commutateurs et les groupes d'instruments. La qualification AEC-Q102, la large plage de température et la robustesse au soufre (Classe B1) la rendent spécifiquement adaptée à l'environnement sévère à l'intérieur des véhicules, où l'exposition à des températures extrêmes, à l'humidité et aux contaminants atmosphériques est courante.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent considérer plusieurs facteurs :

• Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance série ou un pilote à courant constant pour fixer le courant direct, en respectant les valeurs maximales absolues et la courbe de déclassement.
• Gestion thermique :La haute résistance thermique nécessite une surface de cuivre de PCB adéquate (plot thermique) pour dissiper la chaleur et maintenir une température basse au point de soudure, préservant ainsi la sortie lumineuse et la longévité.
• Protection contre les décharges électrostatiques :Bien que classée pour 8kV HBM, les précautions standard de manipulation ESD pendant l'assemblage sont recommandées.
• Résistance au soufre :Pour les applications dans des environnements riches en soufre, la classification B1 doit être vérifiée par rapport aux exigences spécifiques de l'application.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED standard non qualifiées automobile, les principaux points de différenciation de ce produit sont sa qualification formelle AEC-Q102 et sa robustesse au soufre spécifiée. Comparée à d'autres LED automobiles, sa combinaison de haute luminosité (4500mcd typ) dans un petit boîtier PLCC-2 et d'un très large angle de vision de 120 degrés est un avantage significatif pour les tâches d'éclairage de grande surface avec contraintes d'espace, comme le rétroéclairage des commutateurs.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 80mA ?

A : Seulement si la température du plot de soudure (Ts) est maintenue à 86°C ou en dessous, selon la courbe de déclassement. À des températures ambiantes plus élevées, le courant doit être réduit.

Q : Quelle est la différence entre la résistance thermique \"réelle\" et \"électrique\" ?

A : La Rth \"réelle\" (130 K/W) est mesurée directement. La Rth \"électrique\" (100 K/W) est calculée en utilisant le coefficient de température de la tension directe et est utilisée comme méthode pratique pour estimer la température de jonction pendant le fonctionnement.

Q : Quelle est la stabilité de la couleur en fonction du courant et de la température ?

A : Les graphiques montrent de très faibles décalages des coordonnées CIE (Δx, Δy) avec la variation du courant et de la température de jonction, indiquant une bonne stabilité de couleur, ce qui est important pour une apparence uniforme dans les applications à plusieurs LED.

11. Étude de cas d'application pratique

Considérons une console centrale automobile avec des boutons rétroéclairés pour la climatisation et l'infodivertissement. Un concepteur utiliserait cette LED pour plusieurs raisons : sa couleur ambre est une couleur d'interface utilisateur automobile courante, le large angle de 120 degrés assure un rétroéclairage uniforme sous un diffuseur, et la qualification AEC-Q102 garantit qu'elle survivra à la durée de vie du véhicule. Le concepteur doit calculer la résistance de limitation de courant requise en fonction du système 12V (ou 24V) du véhicule, en tenant compte des fluctuations de tension. Il doit également concevoir le PCB avec une surface de cuivre suffisante connectée au plot thermique de la LED pour gérer la dissipation de puissance d'environ 180mW (3,1V * 60mA) et éviter la surchauffe, qui assombrirait les LED.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED Ambre à Conversion de Phosphore (PC). Elle contient typiquement une puce semi-conductrice bleue ou proche UV. Cette puce émet une lumière de courte longueur d'onde. Une couche de matériau phosphoré, déposée directement sur la puce, absorbe une partie de cette lumière primaire et la ré-émet à des longueurs d'onde plus longues dans le spectre jaune/rouge. Le mélange de la lumière bleue non convertie et de la lumière jaune/rouge émise par le phosphore résulte en la couleur ambre ou jaune perçue. La teinte exacte est déterminée par la composition et la concentration du phosphore, qui sont étroitement contrôlées pour se situer dans les classes chromatiques spécifiées.

13. Tendances et évolutions technologiques

La tendance pour ces composants va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une meilleure cohérence des couleurs (classement plus serré) et une fiabilité améliorée dans des conditions encore plus extrêmes. Il y a également une poussée vers des températures de jonction maximales plus élevées pour permettre des facteurs de forme plus petits et une gestion thermique moins agressive. La tendance vers une conformité environnementale plus large (RoHS, REACH, Sans Halogène) est désormais standard. Les futures itérations pourraient intégrer plus de fonctionnalités, comme une protection intégrée contre les décharges électrostatiques ou des diagnostics sur puce, bien que pour une LED indicateur simple comme celle-ci, le rapport coût-efficacité et la fiabilité éprouvée restent primordiaux.