Fiche technique LED Blanc Froid PLCC-2 - Boîtier 3,2x2,8x1,9mm - Tension 3,1V - Puissance 0,062W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'un composant LED à montage en surface utilisant le boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le dispositif émet une lumière Blanc Froid et est conçu pour la fiabilité et les performances dans des environnements exigeants. Sa cible de conception principale est les systèmes d'éclairage intérieur automobile, où la constance de la couleur, de la luminosité et la stabilité à long terme sont critiques.

Les principaux avantages de cette LED incluent son facteur de forme compact, son large angle de vision de 120 degrés adapté à un éclairage diffus, et sa construction robuste qualifiée selon la norme AEC-Q101 pour composants automobiles. Elle est également conforme aux directives environnementales RoHS et REACH. L'intensité lumineuse typique est de 1800 millicandelas (mcd) lorsqu'elle est alimentée par un courant standard de 20 milliampères (mA).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés sont définis dans des conditions de test standard. Le courant direct (I_F) a un point de fonctionnement recommandé de 20 mA, avec un minimum de 2 mA et un maximum absolu de 30 mA. À 20 mA, la tension directe typique (V_F) est de 3,10 Volts, avec une plage de 2,75V à 3,75V. Cela entraîne une dissipation de puissance typique d'environ 62 milliwatts (0,062 Watts).

La sortie photométrique principale est caractérisée par l'intensité lumineuse. La valeur typique est de 1800 mcd, avec un minimum de 1120 mcd et un maximum de 2800 mcd à 20 mA. La couleur est définie par les coordonnées chromatiques CIE 1931, avec une cible typique de (0,3 ; 0,3). La tolérance pour ces coordonnées est de ±0,005, garantissant la constance de la couleur. L'angle de vision, où l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur de crête, est de 120 degrés avec une tolérance de ±5 degrés.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Pour assurer la longévité du dispositif, les conditions de fonctionnement ne doivent jamais dépasser les valeurs maximales absolues. Le courant direct continu maximal admissible est de 30 mA. Le dispositif peut supporter un courant de surtension de courte durée (I_FM) de 250 mA pour des impulsions ≤ 10 microsecondes. La température de jonction maximale (T_J) est de 125°C. La plage de température ambiante de fonctionnement recommandée est de -40°C à +110°C.

Les performances thermiques sont quantifiées par la résistance thermique. La résistance thermique réelle de la jonction au point de soudure (R_th_JS_real) est au maximum de 180 K/W. La résistance thermique électrique (R_th_JS_el), dérivée de la méthode de la tension directe, est au maximum de 120 K/W. Une conception thermique appropriée du PCB est essentielle pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, en particulier à des courants d'alimentation plus élevés ou à des températures ambiantes élevées.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de distribution spectrale relative montre le profil d'émission de la LED Blanc Froid à conversion de phosphore. Il présente un pic large dans la région bleue provenant de la puce primaire et un pic secondaire plus large dans la région jaune/verte provenant du phosphore, se combinant pour produire de la lumière blanche. Le diagramme de rayonnement typique confirme la distribution de type Lambertienne avec l'angle de vision spécifié de 120 degrés.

3.2 Courant direct vs Tension directe (Courbe IV)

Le graphique traçant le courant direct en fonction de la tension directe présente la relation exponentielle caractéristique d'une diode. Il est crucial pour la conception du circuit de s'assurer que le pilote peut fournir la tension nécessaire, en tenant particulièrement compte de laV_Fvariation en fonction de la température et entre les unités individuelles.

3.3 Dépendance à la température

Plusieurs graphiques illustrent le comportement du dispositif en fonction de la température. L'intensité lumineuse relative diminue à mesure que la température de jonction augmente, un phénomène commun à toutes les LED. La tension directe a un coefficient de température négatif, diminuant linéairement avec l'augmentation de la température. Les coordonnées chromatiques (CIE x, y) se déplacent également avec le courant direct et la température de jonction, ce qui est une considération importante pour les applications critiques en termes de couleur.

3.4 Déclassement et fonctionnement en impulsions

La 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 température de plot de 110°C, le courant maximal est de 22 mA. Le tableau des capacités de traitement d'impulsions admissibles fournit des conseils pour les schémas d'alimentation par impulsions, montrant le courant d'impulsion de crête (I_FP) autorisé pour une largeur d'impulsion donnée (t_p) et un cycle de service (D).

4. Explication du système de tri

Le produit est trié en lots (bins) en fonction de l'intensité lumineuse et des coordonnées chromatiques pour garantir la constance des performances au sein d'un lot de production.

4.1 Tri par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en codes de lot alphanumériques allant de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). Pour ce produit spécifique, la sortie typique se situe dans les lots AB (1400-1800 mcd) et BA (1800-2240 mcd), comme indiqué dans la fiche technique. La tolérance de mesure du flux lumineux est de ±8%.

4.2 Tri chromatique (Blanc Froid)

La couleur Blanc Froid est définie dans des régions spécifiques du diagramme chromatique CIE 1931. La fiche technique fournit les coordonnées des coins pour plusieurs codes de lot (par exemple, FK0, GK0, HK0, IK0, NK0, PK0, FL0, GL0). Cela permet aux concepteurs de sélectionner un lot qui répond à leurs exigences précises de température de couleur et de teinte. La cible typique est le lot NK0 avec les coordonnées (0,3339 ; 0,3336).

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions mécaniques

La LED utilise un boîtier standard à montage en surface PLCC-2. Le dessin mécanique spécifie les dimensions critiques, y compris la longueur totale, la largeur, la hauteur, l'espacement des broches et la position des plots. Le respect de ces dimensions est essentiel pour la conception de l'empreinte PCB et l'assemblage automatisé.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure & Polarité

Un motif de plot de soudure recommandé est fourni pour assurer la formation fiable des joints de soudure et un bon dégagement thermique. Le diagramme indique clairement les plots anode et cathode. Une orientation de polarité correcte lors de l'assemblage est obligatoire pour le fonctionnement du dispositif.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est adapté aux procédés de soudage par refusion. La fiche technique spécifie un profil avec une température de pointe de 260°C, qui ne doit pas être dépassée pendant plus de 30 secondes. Les taux de préchauffage, de maintien, de refusion et de refroidissement doivent être contrôlés conformément aux directives standard IPC/JEDEC pour les dispositifs sensibles à l'humidité (MSL 2).

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, de protéger le dispositif contre les décharges électrostatiques (classé ESD 8 kV HBM) et de le stocker dans des conditions appropriées pour maintenir le classement MSL 2. La LED n'est pas conçue pour fonctionner en tension inverse.

7. Conditionnement et informations de commande

La référence du composant est 57-11-C70200H-AM. Les informations de commande incluent généralement la référence de base et peuvent impliquer la spécification des lots souhaités pour l'intensité lumineuse et la couleur. Le conditionnement se fait généralement en bande et bobine pour la compatibilité avec les équipements d'assemblage pick-and-place à grande vitesse. Les dimensions exactes de la bobine et l'orientation du composant sont détaillées dans la section d'information sur le conditionnement.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Applications typiques

L'application principale est l'éclairage intérieur automobile, comme l'éclairage des commutateurs de tableau de bord, des panneaux de commande, de l'éclairage d'ambiance et des voyants indicateurs. Sa fiabilité et sa qualification la rendent également adaptée à d'autres environnements exigeants.

8.2 Considérations de conception de circuit

Les concepteurs doivent mettre en œuvre un circuit pilote à courant constant pour assurer une sortie lumineuse stable et prévenir l'emballement thermique. Le courant doit être réglé à ou en dessous de 20 mA pour un fonctionnement typique, en tenant compte des exigences de déclassement basées sur l'environnement thermique de l'application. Une résistance limitant le courant est insuffisante pour les applications de précision en raison de laV_Fvariation. Le large angle de vision élimine le besoin d'optiques secondaires dans de nombreux scénarios d'éclairage diffus.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED PLCC-2 génériques, les principaux points de différenciation de ce dispositif sont sa qualification automobile AEC-Q101, qui implique des tests de stress rigoureux pour l'humidité, les cycles thermiques et la durée de vie opérationnelle, et sa structure de tri plus serrée pour l'intensité lumineuse et la couleur. Le classement ESD de 8 kV dépasse également les offres commerciales typiques, offrant une robustesse accrue contre les événements électrostatiques lors de la manipulation et de l'assemblage.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est le courant minimum requis pour allumer la LED ?

R : Le courant direct peut être aussi bas que 2 mA, mais l'intensité lumineuse sera nettement inférieure à la valeur nominale à 20 mA.

Q : Comment la température affecte-t-elle la sortie lumineuse ?

R : L'intensité lumineuse diminue à mesure que la température de jonction augmente. Le graphique de la section 3.3 quantifie cette relation, montrant une réduction à environ 40% de sa valeur à température ambiante à une température de jonction de 140°C.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 5V et une résistance ?

R : Oui, mais avec précaution. Avec uneV_Ftypique de 3,1V, une résistance en série devrait chuter 1,9V à 20 mA, nécessitant une résistance de 95 ohms. Cette méthode est sensible aux variations de laV_Fet de la tension d'alimentation, entraînant des changements de luminosité. Un pilote à courant constant est recommandé pour des performances stables.

Q : Que signifie MSL 2 pour le stockage ?

R : Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 2 indique que le boîtier peut être stocké dans un environnement d'usine (

11. Étude de cas d'intégration

Considérons une application de rétroéclairage de console centrale automobile. Plusieurs LED sont placées derrière un panneau plastique translucide. En utilisant l'angle de vision de 120 degrés, moins de LED peuvent être nécessaires pour obtenir un éclairage uniforme par rapport à un dispositif à angle plus étroit. Le concepteur sélectionne le lot d'intensité BA et le lot de couleur NK0 pour garantir une luminosité et une couleur constantes sur toutes les unités. Un circuit intégré pilote LED dédié fournit un courant constant de 18 mA à chaque chaîne, légèrement en dessous des 20 mA typiques pour prolonger la durée de vie et tenir compte de l'échauffement local. Des vias thermiques sont placés sous les plots de soudure sur le PCB pour évacuer la chaleur vers un plan de masse interne, maintenant la température du plot de soudure en dessous de 85°C pour permettre un fonctionnement à courant complet selon la courbe de déclassement.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice (généralement à base d'InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière bleue est partiellement absorbée par une couche de phosphore grenat d'yttrium et d'aluminium (YAG) recouvrant la puce. Le phosphore réémet cette énergie sous la forme d'un large spectre de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche, spécifiquement dans la plage de température de couleur "blanc froid".

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED SMD dans l'automobile et l'éclairage général continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un indice de rendu des couleurs (IRC) amélioré et une plus grande fiabilité à des températures de fonctionnement plus élevées. La technologie des boîtiers évolue pour permettre une densité de puissance plus élevée et une meilleure gestion thermique de la puce à la carte. L'accent est également mis sur un tri plus serré de la couleur et du flux pour réduire le coût du système en minimisant le besoin de correction de couleur électronique. Les matériaux semi-conducteurs et les phosphores sous-jacents sont constamment améliorés pour l'efficacité et la longévité.