Fiche technique LED Bleue PLCC-2 - 65-11-UB0200L-AM - Grade Automobile - Angle de vision 120° - 3,1V - 20mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le 65-11-UB0200L-AM est une LED à montage en surface de haute fiabilité, conçue principalement pour des applications exigeantes dans les domaines automobile et industriel. Il utilise un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), offrant un facteur de forme robuste et compact adapté aux processus d'assemblage automatisés. Le dispositif émet une lumière bleue vive avec une longueur d'onde dominante typique de 468 nm. Ses principaux avantages incluent un large angle de vision de 120 degrés pour une excellente dispersion de la lumière, une qualification au standard rigoureux AEC-Q101 pour les composants automobiles, et une conformité aux directives environnementales telles que RoHS et REACH. Le marché cible englobe les systèmes d'éclairage intérieur automobile, le rétroéclairage des commutateurs et des tableaux de commande, ainsi que l'éclairage des combinés d'instruments, où des performances constantes et une fiabilité à long terme sont essentielles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques optoélectroniques

Les principales métriques de performance sont définies dans des conditions de test standard avec un courant direct (I_F) de 20 mA. L'intensité lumineuse typique est de 355 millicandelas (mcd), avec un minimum spécifié de 224 mcd et un maximum de 560 mcd, indiquant la dispersion de production. La tension directe (V_F) mesure typiquement 3,1 volts, avec une plage de 2,75V à 3,75V. Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit pilote afin d'assurer une régulation de courant appropriée. L'angle de vision, défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur maximale, est un large 120 degrés, fournissant un éclairage large et uniforme. La longueur d'onde dominante est centrée autour de 468 nm, définissant la teinte spécifique de bleu émise._F2.2 Valeurs maximales absolues et paramètres électriques_FCes valeurs définissent les limites opérationnelles au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct continu maximal absolu est de 30 mA, tandis que le dispositif peut supporter des courants de surtension jusqu'à 300 mA pour des impulsions très courtes (<10 μs). La dissipation de puissance maximale est de 112 mW. De manière critique, le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. La température de jonction ne doit pas dépasser 125°C, avec une plage de température ambiante de fonctionnement de -40°C à +110°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. Il présente également une robuste protection contre les décharges électrostatiques (ESD) de 8 kV (modèle du corps humain), améliorant la fiabilité de la manipulation.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est vitale pour la longévité et la stabilité des performances de la LED. La fiche technique spécifie deux valeurs de résistance thermique : la résistance thermique réelle (R_th JS réel) de la jonction au point de soudure est un maximum de 120 K/W, tandis que la valeur dérivée par la méthode électrique (R_th JS él) est de 95 K/W. Cette différence souligne l'importance de la technique de mesure. Une résistance thermique plus faible indique un transfert de chaleur plus efficace de la jonction semi-conductrice vers le PCB, aidant à maintenir des températures de fonctionnement plus basses et donc un flux lumineux plus élevé et une durée de vie plus longue.

3. Explication du système de classement (binning)

Le processus de production entraîne des variations naturelles des paramètres clés. Pour garantir une cohérence pour l'utilisateur final, les LED sont triées en classes (bins)._{3.1 Classement par intensité lumineuse}L'intensité lumineuse est catégorisée selon une structure de classement alphanumérique détaillée, allant de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). La référence 65-11-UB0200L-AM, avec sa valeur typique de 355 mcd, appartient à la classe T1 (280-355 mcd). Les concepteurs doivent spécifier la classe requise ou la plage acceptable lors de la commande pour garantir le niveau de luminosité souhaité dans leur application._{3.2 Classement par longueur d'onde dominante}De même, la teinte de bleu est contrôlée via un classement par longueur d'onde. Les classes sont définies par des codes à quatre chiffres représentant la longueur d'onde minimale en nanomètres. Par exemple, la classe '6367' couvre les longueurs d'onde de 463 nm à 467 nm. Le dispositif typique de 468 nm serait dans la classe '6771' (467-471 nm) ou '7175' (471-475 nm). Cela garantit une cohérence de couleur entre plusieurs LED dans un même assemblage.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent un aperçu approfondi du comportement du dispositif dans diverses conditions.

4.1 Courbe IV et efficacité lumineuse

Le graphique Courant Direct vs. Tension Directe montre une relation exponentielle caractéristique. La courbe Intensité Lumineuse Relative vs. Courant Direct démontre que le flux lumineux augmente avec le courant mais commence à montrer des signes de saturation lorsque le courant augmente, soulignant la nécessité d'une commande en courant appropriée plutôt qu'en tension. Le point de fonctionnement typique de 20 mA est bien choisi pour un équilibre entre efficacité et flux lumineux.

4.2 Dépendance à la température

Les caractéristiques thermiques sont critiques pour les performances en conditions réelles. Le graphique Intensité Lumineuse Relative vs. Température de Jonction montre que le flux lumineux diminue lorsque la température augmente - un comportement typique des LED. La courbe Tension Directe Relative vs. Température de Jonction montre un coefficient de température négatif, où V_F diminue lorsque la température augmente. Cela peut être utilisé pour l'estimation de la température de jonction dans certains circuits de surveillance. Le graphique Décalage de Longueur d'Onde montre une légère augmentation de la longueur d'onde dominante (décalage vers le rouge) avec l'augmentation de la température.

4.3 Diagrammes spectraux et de rayonnement

Le graphique de Distribution Spectrale Relative confirme le pic d'émission monochromatique bleue autour de 468 nm avec une émission minimale dans d'autres longueurs d'onde. Le diagramme de Diagramme de Rayonnement représente visuellement l'angle de vision de 120 degrés, montrant une distribution de type Lambertienne courante pour ce type de boîtier, fournissant un éclairage large et uniforme.

4.4 Dégradation et fonctionnement en impulsions

La Courbe de Dégradation du Courant Direct est essentielle pour la conception thermique. Elle dicte le courant continu maximal autorisé en fonction de la température au niveau de la pastille de soudure (T_SP). Par exemple, à une T_SP de 110°C, le courant maximal est de 30 mA. Le tableau des Capacités de Traitement des Impulsions Permissibles permet aux concepteurs de comprendre les niveaux de courant sûrs pour un fonctionnement en impulsions à divers cycles de service et largeurs d'impulsion, utile pour les schémas de multiplexage ou de gradation.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le boîtier PLCC-2 est une conception standard de l'industrie pour le montage en surface. Le dessin mécanique (impliqué par la référence à la section 'Dimensions Mécaniques') montrerait typiquement les vues de dessus et de côté avec les dimensions critiques telles que la longueur totale, la largeur, la hauteur, l'espacement des broches et la position des pastilles. Une identification claire de la polarité (généralement une marque de cathode via une encoche, un point ou un coin coupé) est essentielle pour une orientation correcte sur le PCB. Le boîtier est conçu pour être compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge._F6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est conçu pour une température de pic de refusion de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Un profil de refusion recommandé inclurait une étape de préchauffage pour augmenter progressivement la température et activer la flux, une zone de maintien pour assurer un chauffage uniforme, un bref pic au-dessus de la température liquidus de la soudure, et une phase de refroidissement contrôlée. Le respect de ce profil prévient le choc thermique et assure des soudures fiables.

6.2 Géométrie recommandée des pastilles de soudure

La fiche technique inclut une empreinte recommandée pour les pastilles de soudure. Cette conception optimise la formation du ménisque de soudure, fournit une résistance mécanique adéquate et aide à la dissipation de la chaleur de la pastille thermique du dispositif (si présente) vers le cuivre du PCB. Suivre cette géométrie est crucial pour obtenir un bon rendement de soudage et une fiabilité à long terme._S6.3 Précautions d'utilisation_SLes précautions générales incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille de la LED, de prévenir l'exposition à des solvants pouvant endommager le plastique, et de mettre en œuvre des procédures de manipulation ESD appropriées pendant l'assemblage. Le dispositif doit être stocké dans un environnement sec et contrôlé et utilisé dans ses spécifications nominales.

7. Informations sur l'emballage et la commande

La section 'Informations sur l'emballage' détaille comment les LED sont fournies, typiquement en format bande et bobine compatible avec les machines de placement automatique. Les détails clés incluent les dimensions de la bobine, l'espacement des alvéoles et l'orientation dans la bande. Les sections 'Numéro de pièce' et 'Informations de commande' expliquent la structure du code produit. Le code '65-11-UB0200L-AM' encode probablement des informations sur le type de boîtier (PLCC-2), la couleur (Bleu), la classe de luminosité et d'autres détails spécifiques à la variante, permettant une spécification précise.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Comme listé, les applications principales sont :

Éclairage intérieur automobile :

Pour les lampes de lecture, les éclairages de panneaux de porte ou l'éclairage d'ambiance. La qualification AEC-Q101 est obligatoire ici.

Commutateurs :

Rétroéclairage pour les boutons-poussoirs ou les interrupteurs à bascule, nécessitant une couleur et une luminosité constantes.

Combinés d'instruments :

Éclairage pour les icônes ou indicateurs du tableau de bord, bénéficiant du large angle de vision.

8.2 Considérations de conception

Commande en courant :

Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une résistance limitatrice de courant en série avec une source de tension pour régler I_F à la valeur souhaitée (par exemple, 20 mA).
Conception thermique :Assurez-vous que le PCB dispose d'un dégagement thermique adéquat, surtout en fonctionnement à haute température ambiante ou près du courant maximal. Utilisez la courbe de dégradation.
Conception optique :L'angle de vision de 120° peut nécessiter des diffuseurs ou des guides de lumière pour obtenir des diagrammes de faisceau spécifiques ou pour masquer les points individuels des LED dans certaines applications.
Protection ESD :Bien que la LED ait une protection ESD intégrée, incorporer une protection supplémentaire sur les lignes d'entrée du PCB est une bonne pratique pour la robustesse.

9. Comparaison et différenciation techniques

1. Comparée aux LED bleues PLCC-2 génériques, la 65-11-UB0200L-AM se différencie par sa qualification de grade automobile (AEC-Q101). Cela implique des tests plus rigoureux pour le cyclage thermique, la résistance à l'humidité et la durée de vie opérationnelle à long terme dans des conditions de stress. La spécification ESD de 8kV est également plus élevée que celle de nombreuses pièces de qualité commerciale. La structure de classement détaillée et la fiche technique complète avec des graphiques de caractérisation étendus fournissent aux concepteurs la prévisibilité nécessaire pour les applications de haute fiabilité, contrairement aux pièces moins chères avec des spécifications minimales.10. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)_FQ : Puis-je alimenter cette LED directement avec 3,3V ?
2. R : Pas de manière fiable. La V_F typique est de 3,1V, mais elle peut atteindre 3,75V. Une alimentation de 3,3V peut ne pas surmonter la V_F maximale, surtout à basse température où V_F augmente. Utilisez toujours un circuit limitant le courant réglé sur 20mA.Q : Quelle est la différence entre la résistance thermique réelle et électrique ?
3. R : La résistance thermique réelle (R_th JS réel) est mesurée à l'aide d'un capteur de température physique. La résistance thermique électrique (R_th JS él) est calculée en utilisant la tension directe de la LED elle-même comme paramètre sensible à la température. Cette dernière est souvent plus faible. Pour une conception thermique conservatrice, utilisez la valeur la plus élevée (réelle) de 120 K/W.Q : Comment interpréter le code de classement d'intensité lumineuse ?
4. R : Le code alphanumérique (par exemple, T1) correspond à une plage spécifique en millicandelas. Vous devez spécifier la classe requise lors de la commande pour garantir l'uniformité de la luminosité. La fiche technique fournit le tableau de conversion complet.Q : Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement (-40°C à +110°C) suggère qu'elle peut supporter de grandes variations ambiantes. Cependant, pour une exposition extérieure directe, envisagez une protection supplémentaire contre la dégradation UV de la lentille et l'infiltration d'humidité, qui ne sont pas couvertes par le boîtier standard.

11. Étude de cas pratique de conception

Scénario :

Conception du rétroéclairage d'un bouton de tableau de bord automobile.
Exigences :_FÉclairage bleu uniforme sur 4 boutons, fonctionnant à partir du système 12V du véhicule, luminosité stable sur une plage de température d'habitacle de -30°C à 85°C._FMise en œuvre :_FSélection des LED :

Utilisez quatre LED 65-11-UB0200L-AM, toutes issues des mêmes classes d'intensité lumineuse (par exemple, T1) et de longueur d'onde (par exemple, 6771).
Conception du circuit :_{Connectez les LED en série avec une résistance limitatrice de courant. Calculez la valeur de la résistance : R = (V_alim - 4 * V_F) / I_F. En utilisant une tension nominale de 12V (véhicule), une V_F typique de 3,1V et un I_F de 20mA : R = (12 - 12,4) / 0,02 = Valeur négative. Cela montre qu'une série de 4 LED n'est pas réalisable avec 12V. Utilisez 3 LED en série ou, plus couramment, chaque LED avec sa propre résistance alimentée par un rail régulé de 5V ou 3,3V.}Considération thermique :_{À 85°C ambiant, reportez-vous à la courbe de dégradation. Assurez-vous que la température de la pastille de soudure est gérée via la conception du PCB.}Conception optique :

Utilisez un guide de lumière ou un film diffuseur au-dessus des LED pour mélanger la lumière des quatre sources discrètes en une zone uniforme derrière chaque symbole de bouton.
12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. 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 la largeur de bande interdite des matériaux semi-conducteurs utilisés. Pour les LED bleues, des matériaux comme le nitrure de gallium-indium (InGaN) sont généralement employés. Le boîtier PLCC-2 abrite la minuscule puce semi-conductrice, fournit les connexions électriques via deux broches et incorpore une lentille plastique moulée qui façonne le faisceau lumineux et protège la puce.
13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED dans les applications automobiles et industrielles continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une fiabilité améliorée dans des conditions sévères et des tailles de boîtier plus petites permettant des conceptions plus denses et flexibles. L'accent est également mis de plus en plus sur le contrôle précis de la couleur et un classement plus serré pour répondre aux exigences d'applications comme les affichages couleur complets et les interfaces homme-machine avancées. De plus, l'intégration de l'électronique de commande (par exemple, pilotes, capteurs thermiques) dans le boîtier LED est une tendance émergente, simplifiant la conception du système pour l'utilisateur final. Le 65-11-UB0200L-AM représente une solution mature et fiable dans ce paysage en évolution, équilibrant performance, coût et fiabilité éprouvée pour ses marchés cibles.

Scenario:Designing an automotive dashboard button backlight.
Requirements:Uniform blue illumination across 4 buttons, operating from a vehicle's 12V system, stable brightness over a -30°C to 85°C cabin temperature range.
Implementation:
1. LED Selection:Use four 65-11-UB0200L-AM LEDs, all from the same luminous intensity (e.g., T1) and wavelength (e.g., 6771) bins.
2. Circuit Design:Connect the LEDs in series with a current-limiting resistor. Calculate resistor value: R = (V_supply- 4 * V_F) / I_F. Using nominal 12V (vehicle), typical V_Fof 3.1V, and I_Fof 20mA: R = (12 - 12.4) / 0.02 = Negative value. This shows a series string of 4 is not feasible with 12V. Use 3 LEDs in series or, more commonly, each LED with its own resistor driven from a regulated 5V or 3.3V rail.
3. Thermal Consideration:At 85°C ambient, refer to derating curve. Ensure solder pad temperature is managed via PCB layout.
4. Optical Design:Use a light guide or diffuser film above the LEDs to blend the light from the four discrete sources into a uniform area behind each button symbol.

. Operating Principle Introduction

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type material recombine with holes from the p-type material in the active region. This recombination process releases energy in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the energy bandgap of the semiconductor materials used. For blue LEDs, materials like indium gallium nitride (InGaN) are typically employed. The PLCC-2 package houses the tiny semiconductor chip, provides electrical connections via two leads, and incorporates a molded plastic lens that shapes the light output and protects the chip.

. Technology Trends

The trend in LEDs for automotive and industrial applications continues towards higher efficiency (more lumens per watt), improved reliability under harsh conditions, and smaller package sizes enabling denser and more flexible designs. There is also a growing emphasis on precise color control and tighter binning to meet the demands of applications like full-color displays and advanced human-machine interfaces. Furthermore, integration of control electronics (e.g., drivers, thermal sensors) within the LED package is an emerging trend, simplifying system design for the end user. The 65-11-UB0200L-AM represents a mature, reliable solution within this evolving landscape, balancing performance, cost, and proven reliability for its target markets.