Fiche technique LED Blanc Froid PLCC-2 - Angle de vision de 120° - 3,1V Typ. - 20mA - Grade Automobile

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'un composant LED haute luminosité à montage en surface utilisant le boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le dispositif est conçu principalement pour les environnements exigeants des intérieurs automobiles, offrant des performances fiables sur une large plage de températures. Ses principaux avantages incluent une combinaison équilibrée de flux lumineux, d'angle de vision large et d'une construction robuste répondant aux normes de fiabilité de grade automobile.

La LED émet une lumière blanche froide, caractérisée par des coordonnées de couleur CIE 1931 typiques de (0,3 ; 0,3). Elle est destinée aux applications nécessitant un éclairage uniforme et brillant dans des espaces confinés, tels que le rétroéclairage des tableaux de bord, l'éclairage des commutateurs et les grappes de témoins. La conformité aux normes AEC-Q102, RoHS et REACH souligne son adéquation pour les assemblages électroniques modernes aux exigences strictes en matière de qualité et d'environnement.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres de fonctionnement clés sont définis pour un courant de test standard de 20 mA. L'intensité lumineuse typique est de 1800 millicandelas (mcd), avec une valeur minimale garantie de 1400 mcd et un maximum pouvant atteindre 3550 mcd selon le tri de production. La tension directe (V_F) mesure typiquement 3,1 V, avec une plage allant d'un minimum de 2,5 V à un maximum de 3,75 V. Ce paramètre est crucial pour calculer les valeurs de la résistance de limitation de courant dans la conception du circuit.

Le dispositif présente un angle de vision très large de 120 degrés, défini comme l'angle total où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale maximale. Cela garantit une distribution uniforme de la lumière, essentielle pour l'éclairage des panneaux et des commutateurs.

2.2 Valeurs limites absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct continu absolu maximum est de 30 mA. Le dispositif peut supporter des surintensités brèves jusqu'à 250 mA pour des impulsions ≤ 10 µs avec un très faible rapport cyclique (0,005). La température de jonction ne doit pas dépasser 125 °C. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40 °C à +110 °C, confirmant sa robustesse de grade automobile. La protection contre les décharges électrostatiques (ESD) est évaluée à 8 kV (Modèle du corps humain).

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est critique pour la longévité et la stabilité des performances de la LED. La résistance thermique de la jonction au point de soudure est spécifiée de deux manières : une résistance thermique réelle (R_{th JS réel}) de 130 K/W et une résistance thermique électrique (R_{th JS él}) de 100 K/W. Ce paramètre indique l'efficacité avec laquelle la chaleur est évacuée de la jonction du semi-conducteur. Une conception de circuit imprimé appropriée avec une dissipation thermique adéquate est nécessaire pour maintenir la température des pastilles de soudure dans des limites sûres, comme indiqué sur la courbe de déclassement.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Courant direct vs. Tension (Courbe I-V)

Le graphique fourni montre la relation entre le courant direct et la tension directe à 25 °C. La courbe est non linéaire, typique d'une diode. Au courant nominal de 20 mA, la tension est centrée autour de 3,1 V. Les concepteurs doivent utiliser cette courbe pour s'assurer que le circuit d'alimentation fournit un courant stable, et non une tension fixe, pour obtenir un flux lumineux constant.

3.2 Puissance optique vs. Courant et Température

L'intensité lumineuse relative augmente avec le courant direct mais présente une relation sous-linéaire, soulignant la nécessité d'un contrôle du courant. Plus important encore, le graphique montrant l'intensité lumineuse relative en fonction de la température de jonction démontre un coefficient de température négatif. Lorsque la température de jonction augmente, le flux lumineux diminue. À la température de jonction maximale de 125 °C, la puissance optique peut n'être qu'environ 40 à 50 % de sa valeur à 25 °C. Cet effet d'extinction thermique doit être pris en compte dans la conception thermique.

3.3 Stabilité chromatique

Les graphiques dépeignent le déplacement des coordonnées CIE x et y avec le courant direct et la température de jonction. Bien que des déplacements soient présents, ils sont relativement faibles (± ~0,01 pour la température, moins pour le courant), indiquant une bonne stabilité des couleurs dans des conditions de fonctionnement variables, ce qui est vital pour les applications où la constance des couleurs est importante.

3.4 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

La courbe de distribution spectrale relative montre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues, caractéristique d'une LED blanche à conversion de phosphore, avec un large pic secondaire dans la région jaune/verte provenant du phosphore. Le diagramme de rayonnement confirme le profil d'émission de type Lambertien, résultant en l'angle de vision large de 120°.

4. Explication du système de tri

Le produit est disponible en groupes de performance triés, ou "bacs", pour garantir l'uniformité au sein d'un lot de production.

4.1 Tri par intensité lumineuse

Une structure de tri complète est définie, allant des bacs à faible puissance (par exemple, L1 : 11,2-14 mcd) aux bacs à très haute puissance (par exemple, GA : 18000-22400 mcd). Pour cette référence spécifique (67-11-C70200H-AM), le bac de puissance standard mis en évidence est "AB", qui correspond à une plage d'intensité lumineuse de 1400 à 1800 mcd. Cela permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application.

4.2 Tri par couleur

La fiche technique fait référence à un diagramme de "Structure de tri de couleur blanche standard" (non entièrement détaillé dans l'extrait fourni). Typiquement, de tels diagrammes tracent les coordonnées CIE x et y dans un quadrilatère ou une région définie sur le diagramme de chromaticité. Les LED sont triées en bacs en fonction de l'endroit où tombent leurs coordonnées de couleur dans cette région, garantissant une tolérance de couleur serrée, généralement de ±0,005 comme indiqué dans la section des caractéristiques.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions physiques

Le composant utilise un boîtier standard PLCC-2 pour montage en surface. Le dessin mécanique (référencé dans le sommaire) spécifierait la longueur, la largeur, la hauteur, l'espacement des broches et les tolérances exactes. Ces informations sont cruciales pour la conception de l'empreinte sur circuit imprimé et pour assurer un bon ajustement dans l'assemblage.

5.2 Empattement de soudure recommandé

Une section dédiée fournit l'empreinte recommandée (géométrie des pastilles de soudure) pour le circuit imprimé. Suivre cette recommandation est essentiel pour obtenir des soudures fiables, un bon auto-alignement pendant la refusion et un transfert de chaleur efficace du dispositif vers le circuit imprimé.

5.3 Identification de la polarité

Les boîtiers PLCC-2 ont généralement un coin marqué ou un chanfrein pour indiquer la broche cathode (négative). Une orientation correcte de la polarité est obligatoire lors du placement pour assurer le fonctionnement du dispositif.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La fiche technique spécifie une température de soudure maximale de 260 °C pendant 30 secondes. Cela fait référence à la température de pic mesurée au niveau des joints de soudure pendant un processus de refusion standard. Un profil de refusion typique avec des phases de préchauffage, de maintien, de refusion et de refroidissement doit être suivi, en veillant à ce que la température au niveau des broches du composant ne dépasse pas cette limite pour éviter d'endommager le boîtier plastique ou la fixation interne de la puce.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent l'utilisation de pratiques anti-électrostatiques pendant l'assemblage, l'évitement des contraintes mécaniques sur la lentille et la prévention de la contamination de la surface optique. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner sous tension inverse.

6.3 Conditions de stockage

La plage de température de stockage est de -40 °C à +110 °C. De plus, le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) est classé Niveau 2. Cela signifie que le composant peut être stocké dans un environnement sec (typiquement<60 % d'humidité relative) jusqu'à un an. Si le sac barrière contre l'humidité est ouvert ou si la durée est dépassée, les pièces doivent être séchées (baked) avant la soudure par refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur).

7. Recommandations d'application

7.1 Circuits d'application typiques

La méthode d'alimentation la plus courante est une source de courant constant ou une simple résistance en série à partir d'une tension d'alimentation. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. En utilisant la V_Ftypique de 3,1 V et une cible de 20 mA, avec une alimentation de 5 V, la résistance serait (5 V - 3,1 V) / 0,02 A = 95 Ohms. Une résistance évaluée pour au moins (5 V - 3,1 V) * 0,02 A = 0,038 W doit être sélectionnée, avec une puissance nominale supérieure (par exemple, 1/8 W ou 1/4 W) pour une marge de sécurité.

7.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Utilisez la courbe de déclassement du courant direct. Pour un fonctionnement continu à des températures ambiantes élevées, le courant doit être réduit pour maintenir la température du point de soudure en dessous de 110 °C (où le courant maximum est de 30 mA). Une surface de cuivre adéquate sous et autour des pastilles de soudure est nécessaire pour dissiper la chaleur.
• Contrôle du courant :Alimentez toujours les LED avec un courant contrôlé, et non une tension fixe, pour assurer un flux lumineux stable et éviter l'emballement thermique.
• Le faisceau large de 120° convient à un éclairage diffus. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles) seraient nécessaires.Protection ESD :
• Bien que le dispositif ait une protection de 8 kV HBM, l'incorporation d'une suppression de tension transitoire supplémentaire sur les lignes sensibles dans les environnements automobiles est une bonne pratique.8. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux LED PLCC-2 génériques, les principaux points de différenciation de ce dispositif sont sa

qualification AEC-Q102et saplage de température de fonctionnement étendue (-40 °C à +110 °C). Celles-ci ne sont pas typiques des LED de grade commercial et sont essentielles pour la certification automobile. La spécification ESD (8 kV) est également plus élevée que celle de nombreuses pièces standard. La structure de tri détaillée fournit aux fabricants des performances prévisibles, ce qui est critique pour la production de masse où l'uniformité est primordiale.9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre les valeurs "Typiques" et "Maximales" ?

R : "Typique" est la valeur moyenne attendue dans des conditions standard. "Maximale" (ou "Min") sont les limites garanties ; tous les dispositifs fonctionneront dans ces limites conformément à la spécification de la fiche technique.

Q : Puis-je alimenter cette LED à 30 mA en continu ?

R : Seulement si la température de la pastille de soudure (T

) peut être maintenue à ou en dessous de 110 °C, selon la courbe de déclassement. À des températures plus élevées, le courant doit être réduit. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est recommandé de l'alimenter à ou en dessous du courant typique de 20 mA._SQ : Les coordonnées de couleur sont (0,3 ; 0,3). Est-ce un blanc pur ?

R : Sur le diagramme de chromaticité CIE 1931, le point (0,33 ; 0,33) est souvent considéré comme le point blanc "à énergie égale". Des coordonnées de (0,3 ; 0,3) indiquent un blanc froid avec un léger décalage vers le bleu/vert, ce qui est une teinte courante et souhaitable pour le rétroéclairage des affichages.

Q : Que signifie MSL 2 pour mon processus de production ?

R : Les composants MSL 2 ont une durée de vie en atelier de 1 an lorsqu'ils sont stockés à ≤ 30 °C / 60 % HR. Après l'ouverture du sac, ils doivent être utilisés dans un délai spécifié (par exemple, 168 heures) ou séchés avant la refusion pour éliminer l'humidité absorbée.

10. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. La puce semi-conductrice centrale émet de la lumière bleue lorsqu'un courant traverse sa jonction p-n (électroluminescence). Cette lumière bleue frappe une couche de matériau phosphoreux jaune (ou jaune et rouge) déposée sur ou près de la puce. Le phosphore absorbe une partie des photons bleus et réémet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues, jaunes/rouges. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge convertie est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. La teinte exacte (blanc froid, blanc neutre, blanc chaud) est déterminée par le mélange et la composition des phosphores.

11. Tendances de l'industrie

Le marché de l'éclairage automobile continue de demander une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un indice de rendu des couleurs (IRC) amélioré pour une meilleure clarté visuelle et une fiabilité accrue. L'intégration des LED avec des circuits intégrés pilotes et des capteurs dans des modules d'éclairage intelligents est une tendance croissante. De plus, il y a une poussée vers des empreintes de boîtiers standardisées, plus petites, avec une densité de puissance plus élevée, bien que les boîtiers PLCC restent populaires pour leur rapport coût-efficacité et leur fiabilité éprouvée dans les applications de puissance moyenne comme l'éclairage intérieur.

The automotive lighting market continues to demand higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering index (CRI) for better visual clarity, and greater reliability. Integration of LEDs with driver ICs and sensors into smart lighting modules is a growing trend. Furthermore, there is a push towards standardized, smaller package footprints with higher power density, although PLCC packages remain popular for their cost-effectiveness and proven reliability in mid-power applications like interior lighting.