Fiche technique LED Bleue PLCC-2 67-11-UB0200H-AM - Grade Automobile - Angle de vision 120° - 3,1V - 20mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le 67-11-UB0200H-AM est un composant LED à montage en surface de haute fiabilité, conçu spécifiquement pour les applications exigeantes de l'éclairage intérieur automobile. Utilisant un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), ce dispositif offre une solution robuste pour le rétroéclairage et les fonctions de voyants où une performance constante dans des conditions environnementales variables est critique. Ses principaux avantages incluent un large angle de vision de 120 degrés pour une excellente visibilité, une qualification au standard rigoureux AEC-Q101 pour les composants de grade automobile, et la conformité aux directives environnementales RoHS et REACH. Le marché cible principal est l'électronique automobile, avec des applications clés incluant l'éclairage des combinés d'instruments, le rétroéclairage des commutateurs et l'éclairage d'ambiance intérieur général.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

La LED émet une lumière bleue avec une longueur d'onde dominante typique (λd) de 468 nm, allant de 463 nm à 475 nm. Le paramètre photométrique clé est son intensité lumineuse, qui est typiquement de 355 millicandelas (mcd) lorsqu'elle est alimentée par le courant de test standard de 20 mA. Les valeurs minimale et maximale pour cette classe sont respectivement de 224 mcd et 560 mcd, indiquant la dispersion de production. Une caractéristique déterminante est son angle de vision (φ) très large de 120 degrés, qui est l'angle hors axe où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale. Cela garantit un éclairage uniforme sur une large zone.

2.2 Caractéristiques électriques et thermiques

La tension directe (V_F) mesure typiquement 3,1 volts à 20 mA, avec une plage de 2,75 V à 3,75 V. Le courant direct continu maximal absolu (I_F) est de 30 mA, avec un courant de fonctionnement recommandé de 20 mA. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. La gestion thermique est cruciale pour la longévité de la LED. La résistance thermique jonction-point de soudure est spécifiée avec deux valeurs : une mesure électrique (R_{th JS el}) de 100 K/W max et une mesure réelle (R_{th JS real}) de 130 K/W max. La température de jonction maximale admissible (T_J) est de 125°C.

2.3 Valeurs maximales absolues et fiabilité

Des limites strictes définissent la zone de fonctionnement sûre : La dissipation de puissance (P_d) ne doit pas dépasser 112 mW. Le dispositif peut supporter un courant de surtension (I_FM) de 300 mA pour des impulsions ≤ 10 µs avec un cycle de service très faible (0,005). La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +110°C, adaptée aux environnements automobiles. La protection contre les décharges électrostatiques (ESD) est évaluée à 8 kV (Modèle du corps humain), et le composant est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 2.

3. Explication du système de classement

La LED est triée en classes (bins) selon des paramètres clés de performance pour garantir l'homogénéité au sein d'un lot de production.

3.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée par des codes alphanumériques (ex. : L1, M1, N1...). La classe pour cette référence spécifique, comme indiqué dans le tableau des caractéristiques (Typ. 355 mcd), se situe dans la classe "T1", qui couvre la plage de 280 mcd à 355 mcd. La structure de classement s'étend d'une intensité très faible (L1 : 11,2-14 mcd) à une intensité très élevée, offrant un large choix pour différentes exigences de luminosité.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La couleur bleue est contrôlée via des classes de longueur d'onde dominante. La valeur typique de 468 nm pour cette référence la place dans la classe "6367", qui s'étend de 463 nm à 467 nm, ou potentiellement la classe "6771" (467-471 nm), selon les valeurs min/max exactes. Ce contrôle strict (tolérance de ±1 nm) garantit une variation de couleur minimale entre les LED individuelles dans un assemblage.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV)

Le graphique fourni montre la relation non linéaire entre le courant direct et la tension directe. La courbe est typique d'une LED bleue, avec une tension de seuil d'environ 2,7V et une pente relativement raide par la suite. Ces données sont essentielles pour concevoir le circuit de limitation de courant afin d'assurer un fonctionnement stable.

4.2 Dépendance à la température

Plusieurs graphiques détaillent les variations de performance avec la température. La tension directe a un coefficient de température négatif, diminuant d'environ 2 mV/°C par rapport à sa valeur à 25°C. À l'inverse, l'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente ; à 100°C, le flux est d'environ 80-85% de sa valeur à 25°C. La longueur d'onde dominante se décale également légèrement avec la température (typiquement +0,05 à +0,1 nm/°C pour les LED bleues).

4.3 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de distribution spectrale relative montre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues (~468 nm) avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) typique pour une LED à base d'InGaN. Le diagramme de rayonnement confirme visuellement l'angle de vision de 120°, montrant un diagramme d'émission de type Lambertien.

4.4 Déclassement et fonctionnement en impulsion

Une courbe de déclassement du courant direct dicte le courant continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure (T_S). Par exemple, à une T_Sde 110°C, le courant maximal est de 30 mA. Un graphique séparé définit la capacité de traitement d'impulsions admissible, montrant le courant d'impulsion crête (I_FP) autorisé pour une largeur d'impulsion (t_p) et un cycle de service (D) donnés.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le composant utilise un boîtier standard PLCC-2 pour montage en surface. Le dessin mécanique (sous-entendu par la section "Dimensions mécaniques") spécifierait la longueur, largeur, hauteur et l'entraxe exacts. Le boîtier présente un corps en plastique moulé avec deux broches. La polarité est indiquée par la forme physique du boîtier ou un marquage sur le dessus, typiquement une encoche ou un point vert près de la cathode. Le schéma de plots de soudure recommandé est fourni pour assurer un soudage correct et un dégagement thermique pendant la refusion.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La fiche technique spécifie une condition de soudage par refusion où les broches du composant doivent être exposées à une température supérieure à 217°C (température de liquidus de la pâte à souder) pendant une durée comprise entre 60 et 150 secondes. Un graphique de profil de refusion détaillé montrerait typiquement la préchauffe recommandée, le palier de stabilisation, la température de pic de refusion (qui ne doit pas dépasser le maximum absolu de la température de soudage de la LED) et les vitesses de refroidissement.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales incluent : Éviter l'application d'une tension inverse. Utiliser une résistance série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct. S'assurer que la température de jonction maximale n'est pas dépassée en considérant la température ambiante, le courant d'alimentation et la conception thermique du PCB. Manipuler les dispositifs avec les précautions ESD appropriées. Suivre les conditions de stockage recommandées (MSL 2) si l'emballage est ouvert.

7. Conditionnement et informations de commande

La section "Informations de conditionnement" détaille comment les LED sont fournies, typiquement sur bandes porteuses gaufrées enroulées en bobines. Les paramètres clés incluent les dimensions de la bobine, le pas des alvéoles et la quantité de composants par bobine. La référence 67-11-UB0200H-AM suit un système de codage spécifique où "67" indique probablement la série, "11" la taille ou la variante, "UB" la couleur (Bleue), et "200H" des classes de performance spécifiques. Les "Informations de commande" préciseraient comment spécifier la taille de la bobine ou d'autres options.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est idéale pour :
Éclairage intérieur automobile :Rétroéclairage des boutons, commutateurs, panneaux de climatisation et poignées de porte.
Combinés d'instruments :Éclairage des cadrans et des indicateurs d'avertissement, bénéficiant du large angle de vision.
Fonctions de voyant générales :Lumières de statut dans l'habitacle où le bleu est la couleur désignée.

8.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :Toujours utiliser une source de courant constant ou une source de tension avec une résistance série. Calculer la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique pour s'assurer que le courant ne dépasse pas les limites à basse température où V_Fest plus élevée.
Gestion thermique :Connecter le plot thermique (s'il est présent) à une surface de cuivre suffisante sur le PCB pour servir de dissipateur thermique. Ceci est critique pour maintenir le flux lumineux et la longévité, surtout à haute température ambiante ou avec des courants d'alimentation élevés.
Conception optique :Le large angle de vision peut nécessiter des guides de lumière ou des diffuseurs pour obtenir des motifs d'éclairage spécifiques et éviter les points chauds.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED PLCC-2 de grade commercial standard, les principaux points de différenciation de cette référence sont saqualification AEC-Q101, qui valide sa fiabilité sous les tests de stress automobile (cyclage thermique, fonctionnement à haute température/humidité, etc.), et sa plage de température de fonctionnement étendue (-40°C à +110°C). La cote ESD de 8 kV est également typiquement plus élevée que celle des pièces commerciales. Le classement spécifique pour l'intensité lumineuse et la longueur d'onde garantit la cohérence de la couleur et de la luminosité, ce qui est primordial dans les affichages automobiles multi-LED.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une alimentation 5V ?
R : Non. Avec une V_Ftypique de 3,1V, la connecter directement à 5V provoquerait un courant excessif et une défaillance immédiate. Vous devez utiliser une résistance série limitant le courant ou un pilote à courant constant.

Q : Quelle est la durée de vie attendue de cette LED ?
R : La durée de vie d'une LED dépend fortement des conditions de fonctionnement, principalement de la température de jonction et du courant d'alimentation. Lorsqu'elle fonctionne dans les limites spécifiées (surtout T_J <125°C), les LED de grade automobile comme celle-ci ont typiquement des durées de vie L70 (temps pour atteindre 70% du flux lumineux initial) évaluées en dizaines de milliers d'heures.

Q : Comment interpréter le code de classe d'intensité lumineuse (ex. : T1) lors de la commande ?
R : Le code de classe garantit que l'intensité de la LED se situera dans la plage spécifiée (ex. : T1 : 280-355 mcd). Pour une luminosité cohérente dans un réseau, spécifiez un seul code de classe, de préférence une plage étroite.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?
R : Pour un fonctionnement continu à 20 mA ou plus, surtout à haute température ambiante, une gestion thermique appropriée via le cuivre du PCB est essentielle. Un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas requis pour une seule LED, mais la conception du PCB doit faciliter la dissipation thermique.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un rétroéclairage pour un bouton-poussoir automobile.
1. Exigence :Éclairage bleu uniforme sur un capot de bouton de 10 mm de diamètre.
2. Sélection du composant :Une LED 67-11-UB0200H-AM est suffisante grâce à sa haute luminosité et son large angle de vision.
3. Conception du circuit :Le système nominal du véhicule de 12V (14V en fonctionnement) est utilisé. Une résistance série est calculée : R = (14V - 3,1V) / 0,020A = 545 ohms. Une résistance de 560 ohms, 1/8W est sélectionnée. La puissance dissipée dans la LED est P = V_F* I_F= ~3,1V * 0,02A = 62 mW, bien en dessous du maximum de 112 mW.
4. Conception du PCB :La LED est placée au centre sous le bouton. Les plots de soudure sont connectés à une large surface de cuivre sur le plan de masse de la carte pour aider à la dissipation thermique. Le marquage de polarité est soigneusement observé pendant l'assemblage.
5. Intégration optique :Un petit guide de lumière en plastique blanc laiteux est placé entre la LED et le capot du bouton pour diffuser la source ponctuelle en un cercle de lumière uniforme.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente (LED) à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée entre l'anode et la cathode, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice (typiquement en Nitrure de Gallium-Indium - InGaN pour la lumière bleue). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de bande interdite des matériaux semi-conducteurs utilisés. Le boîtier PLCC-2 encapsule la minuscule puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique, abrite les fils de liaison et incorpore une lentille en plastique moulée qui façonne le faisceau lumineux pour obtenir l'angle de vision de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'éclairage intérieur automobile va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), permettant des affichages plus lumineux ou une consommation d'énergie et une charge thermique plus faibles. Il y a également une évolution vers des tailles de boîtier plus petites (ex. : boîtiers à l'échelle de la puce) pour des agencements de PCB plus denses et une conception plus flexible. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle, comme des pilotes à courant constant ou des circuits de gradation PWM, directement dans le boîtier LED ("LED intelligentes") devient plus courante pour simplifier la conception du système. La cohérence des couleurs et la stabilité sur la température et la durée de vie restent des domaines d'attention critiques, motivés par les normes esthétiques élevées des habitacles de véhicules modernes.