Fiche technique LED PLCC-2 67-11-IB0100L-AM - Bleu Glacial - Angle de vision 120° - 3,1V - 10mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED haute luminosité Bleu Glacial dans un boîtier monté en surface PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le composant est conçu pour la fiabilité et les performances dans des environnements exigeants, avec un large angle de vision de 120 degrés et qualifié selon la norme stricte AEC-Q101 pour les composants automobiles. Son objectif de conception principal est de fournir un éclairage constant et vif pour les applications d'éclairage intérieur automobile, tout en garantissant longévité et stabilité dans diverses conditions électriques et thermiques.

1.1 Avantages principaux

• Haute efficacité lumineuse :Délivre une intensité lumineuse typique de 300 millicandelas (mcd) à un courant direct standard de 10mA, assurant une sortie lumineuse et visible.
• Éclairage grand angle :L'angle de vision de 120° offre une distribution de lumière large et uniforme, idéale pour le rétroéclairage de panneaux et d'indicateurs.
• Fiabilité de qualité automobile :La qualification AEC-Q101 confirme son aptitude aux conditions environnementales sévères de l'électronique automobile, incluant de larges variations de température et les vibrations.
• Robuste protection contre les décharges électrostatiques :Résiste aux décharges électrostatiques (ESD) jusqu'à 8kV (modèle du corps humain), améliorant la robustesse à la manipulation et au montage.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme aux réglementations RoHS (Restriction des substances dangereuses) et REACH, soutenant les normes environnementales mondiales.

1.2 Marché cible & Applications

Cette LED est spécifiquement destinée au marché de l'électronique automobile. Ses principaux domaines d'application incluent :

• Éclairage intérieur automobile :Éclairage des plages de pieds, des poignées de porte, des porte-gobelets et de l'ambiance générale de l'habitacle.
• Rétroéclairage de commutateurs :Fournit une visibilité claire pour les boutons et commandes sur le tableau de bord, la console centrale et le volant.
• Indicateurs du combiné d'instruments :Utilisée pour les témoins d'avertissement, les indicateurs d'état et le rétroéclairage des cadrans dans le tableau de bord du conducteur.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques & électriques

Les paramètres opérationnels définissent les performances de la LED dans des conditions de test standard (Ts=25°C).

• Courant direct (I_F) :Le courant de fonctionnement recommandé est de 10mA, avec un maximum absolu de 20mA. Un courant minimum de 2mA est requis pour le fonctionnement.
• Intensité lumineuse (I_V) :À 10mA, l'intensité atteint typiquement 355 mcd, avec un minimum garanti de 140 mcd et un maximum de 560 mcd pour les lots standards. La tolérance de mesure est de ±8%.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 3,1V à 10mA, variant d'un minimum de 2,75V à un maximum de 3,75V. La tension directe a un coefficient de température négatif, diminuant lorsque la température de jonction augmente.
• Angle de vision (φ) :Défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur de crête. Cette LED offre un large angle de vision de 120° ± 5°.
• Coordonnées de chromaticité (CIE x, y) :Le point de couleur typique est (0,18 ; 0,23), définissant sa teinte Bleu Glacial. La tolérance pour ces coordonnées est de ±0,005.

2.2 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est cruciale pour la longévité et la stabilité des performances de la LED.

• Résistance thermique (R_{th JS}) :La résistance thermique jonction-point de soudure est spécifiée avec deux valeurs : 130 K/W (réelle, mesurée) et 100 K/W (électrique, calculée). Ce paramètre indique l'efficacité du transfert de chaleur de la puce LED vers le PCB.
• Température de jonction (T_J) :La température de jonction maximale admissible est de 125°C. Dépasser cette limite peut entraîner une dégradation permanente.
• Température de fonctionnement & de stockage :Le composant est conçu pour un fonctionnement continu de -40°C à +110°C, le rendant adapté aux applications automobiles mondiales.

2.3 Valeurs maximales absolues

Ce sont les limites de contrainte qui ne doivent en aucun cas être dépassées pour éviter des dommages permanents.

• Dissipation de puissance (P_d) :75 mW maximum.
• Courant de surtension (I_FM) :Peut supporter des impulsions de 300mA pour des durées ≤ 10μs avec un faible rapport cyclique (D=0,005).
• Tension inverse (V_R) :Cette LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse. L'application d'une tension inverse peut provoquer une défaillance immédiate.
• Température de soudure :Peut supporter un soudage par refusion avec une température de pointe de 260°C pendant jusqu'à 30 secondes, compatible avec les procédés de soudure sans plomb standard.

3. Analyse des courbes de performance

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

Le graphique montre une relation non linéaire. La tension directe augmente avec le courant mais présente un coefficient de température négatif. Les concepteurs doivent en tenir compte lors de la conception des circuits limiteurs de courant, car V_Fdiminuera lorsque la LED chauffera pendant le fonctionnement.

3.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

La sortie lumineuse est approximativement linéaire avec le courant dans la plage inférieure, mais peut montrer des signes d'affaiblissement d'efficacité (efficacité réduite) à des courants approchant le maximum absolu (20mA). Il est recommandé de fonctionner à ou en dessous du 10mA typique pour une efficacité et une durée de vie optimales.

3.3 Intensité lumineuse relative vs. Température de jonction

L'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Le graphique montre que la sortie peut chuter à environ 40% de sa valeur à température ambiante lorsque T_Japproche 140°C. Cela souligne l'importance d'une conception thermique efficace du PCB (utilisation de vias thermiques, surface de cuivre adéquate) pour maintenir la luminosité.

3.4 Décalage de chromaticité

Le courant direct et la température de jonction affectent les coordonnées de couleur de la LED. Les graphiques pour ΔCIE-x et ΔCIE-y montrent des décalages mineurs. Bien que les décalages soient dans une petite plage, ils doivent être pris en compte pour les applications nécessitant une cohérence de couleur stricte dans différentes conditions de fonctionnement ou dans des réseaux de plusieurs LED.

3.5 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique crucial définit le courant direct continu maximal admissible en fonction de la température du plot de soudure (T_S). Lorsque T_Saugmente, le I_Fmaximal autorisé doit être réduit pour maintenir la température de jonction en dessous de 125°C. Par exemple, à une T_Sde 110°C, le I_Fmaximal est de 20mA. Cette courbe est essentielle pour déterminer les conditions de fonctionnement sûres dans l'application finale.

3.6 Capacité de traitement des impulsions admissibles

Le graphique montre la relation entre la largeur d'impulsion (t_p), le rapport cyclique (D) et le courant d'impulsion de crête admissible (I_FA). Pour des impulsions très courtes (par ex. 10μs) avec un faible rapport cyclique (0,005), la LED peut supporter des courants jusqu'à 300mA. Ceci est utile pour concevoir des fonctions de signalisation stroboscopique ou pulsée.

3.7 Distribution spectrale

Le graphique de distribution spectrale relative montre une longueur d'onde de crête caractéristique d'une LED Bleu Glacial. Le pic dominant étroit assure la pureté de la couleur. L'absence de pics secondaires significatifs dans les régions rouge ou verte confirme la sortie de couleur souhaitée.

4. Explication du système de classement (Binning)

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres clés.

4.1 Classement par intensité lumineuse

La LED est classée en de nombreux lots (L1 à GA) en fonction de l'intensité lumineuse mesurée à 10mA. Chaque lot couvre une plage spécifique sur une échelle logarithmique (par ex. T1 : 280-355 mcd, T2 : 355-450 mcd). La fiche technique met en évidence les "lots de sortie possibles" pour cette variante de produit spécifique. Les concepteurs doivent spécifier le lot requis lors de la commande pour garantir l'uniformité de luminosité dans un assemblage utilisant plusieurs LED.

4.2 Classement par couleur

La structure standard des lots de couleur Bleu Glacial est définie dans le diagramme de chromaticité CIE 1931. Le tableau fourni liste des codes de lot spécifiques (par ex. CM0, CL3) avec leurs limites de coordonnées CIE x et y correspondantes. Cela permet de sélectionner des LED avec des points de couleur presque identiques, ce qui est critique pour des applications comme le rétroéclairage où un décalage de couleur entre LED adjacentes serait visuellement inacceptable.

5. Informations mécaniques & sur le boîtier

5.1 Dimensions mécaniques

Le boîtier PLCC-2 est une conception standard montée en surface. Le dessin dimensionnel (référencé dans le PDF) fournit les mesures critiques incluant la longueur, largeur, hauteur du corps, l'espacement des broches et la position des plots. Le respect de ces dimensions est vital pour la conception de l'empreinte PCB et l'assemblage automatisé par pick-and-place.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure

Une conception suggérée de motif de pastilles (plots de soudure) sur PCB est fournie. Ce motif est optimisé pour la formation fiable de joints de soudure pendant le soudage par refusion, assurant une fixation mécanique et une conduction thermique correctes vers le PCB. Suivre cette recommandation aide à prévenir le soulèvement en pierre tombale (tombstoning) ou les mauvaises connexions de soudure.

5.3 Identification de la polarité

Le boîtier PLCC-2 a typiquement une encoche moulée ou une marque de cathode sur un coin du corps du composant. L'orientation correcte de la polarité est essentielle pendant l'assemblage du PCB pour assurer le fonctionnement de la LED. L'application d'une tension inverse est interdite.

6. Directives de soudage & d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est compatible avec les procédés de soudage par refusion standard sans plomb (SnAgCu). Le profil inclut les étapes de préchauffage, stabilisation thermique, refusion et refroidissement, avec une température de pointe ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Le temps au-dessus de 217°C (température du liquidus) doit être contrôlé pour assurer une formation correcte du joint de soudure sans endommager le boîtier de la LED.

6.2 Précautions d'utilisation

• Précautions ESD :Bien que classée pour 8kV HBM, les procédures standard de manipulation ESD (utilisation de bracelets de mise à la terre, postes de travail et conteneurs conducteurs) doivent être suivies pendant l'assemblage.
• Limitation de courant :Alimentez toujours la LED avec une source de courant constant ou une résistance limiteuse de courant en série avec une source de tension. Une connexion directe à une source de tension dépassant V_Fprovoquera un courant excessif et une défaillance.
• Gestion thermique :Mettez en œuvre une conception thermique PCB appropriée. Utilisez la courbe de déclassement pour déterminer les courants de fonctionnement sûrs pour la température ambiante maximale attendue et les performances thermiques du PCB.
• Nettoyage :Si un nettoyage est requis après soudage, utilisez des solvants compatibles qui n'endommageront pas la lentille plastique ou l'époxy.
• Conditions de stockage :Stockez dans un environnement sec et antistatique dans la plage de température spécifiée de -40°C à +110°C.

7. Conditionnement & Informations de commande

7.1 Informations sur le conditionnement

Les LED sont fournies en bande et bobine, ce qui est le conditionnement standard pour les équipements d'assemblage montés en surface automatisés. Les spécifications de la bobine (largeur de bande, espacement des poches, diamètre de bobine) sont fournies pour assurer la compatibilité avec les chargeurs de ligne d'assemblage.

7.2 Numéro de pièce & Informations de commande

Le numéro de pièce de base est67-11-IB0100L-AM. Ce numéro encode des attributs clés :

• 67-11 :Indique probablement le type de boîtier (PLCC-2) et/ou la série.
• IB :Désigne la couleur Bleu Glacial.
• 0100L :Peut être lié au lot de luminosité ou au code produit.
• AM :Indique probablement la qualité automobile ou une révision spécifique.

Lors de la commande, les codes de lot spécifiques pour l'intensité lumineuse et la couleur doivent être spécifiés pour obtenir les caractéristiques de performance souhaitées.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande (Driver)

Pour un fonctionnement stable, un driver à courant constant est préférable à une simple source de tension limitée par résistance, surtout dans les environnements automobiles où la tension d'alimentation (par ex. batterie 12V) peut varier considérablement. Le driver doit être conçu pour fournir le courant souhaité (par ex. 10mA) sur la plage de tension d'entrée et de température attendue.

8.2 Conception thermique sur PCB

Pour maintenir les performances et la durée de vie :

• Utilisez un PCB avec une épaisseur de cuivre suffisante.
• Incorporez des plots de décharge thermique connectés à un plan de cuivre plus large ou à un plan de masse interne via plusieurs vias thermiques.
• Suivez la courbe de déclassement. Si la température du PCB au point de soudure est censée atteindre 80°C, le courant continu maximal doit être réduit en conséquence par rapport au maximum absolu de 20mA.

8.3 Intégration optique

L'angle de vision de 120° est adapté à un éclairage de grande surface. Pour les applications nécessitant une lumière plus focalisée, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) peuvent être nécessaires. Les coordonnées de couleur Bleu Glacial doivent être prises en compte lors de la conception de guides de lumière ou de diffuseurs pour obtenir l'effet de couleur final souhaité.

9. Comparaison & Différenciation technique

Comparée aux LED PLCC-2 génériques, ce composant offre des avantages distincts pour l'usage automobile :

• Fiabilité :La qualification AEC-Q101 implique des tests de contrainte rigoureux (stockage à haute température, cyclage thermique, humidité, etc.) non requis pour les pièces de qualité commerciale.
• Plage de température étendue :Un fonctionnement jusqu'à +110°C ambiant dépasse la limite typique de +85°C des LED commerciales, ce qui est nécessaire pour les emplacements proches des sources de chaleur dans un véhicule.
• Classement (Binning) contrôlé :Un classement détaillé de l'intensité et de la couleur assure la cohérence, ce qui est moins strict ou inexistant dans les alternatives à moindre coût.
• Robustesse ESD :La classification ESD 8kV HBM offre une marge de sécurité plus élevée contre les dommages électrostatiques pendant la fabrication et la manipulation.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

Le courant de fonctionnement typique est de 10mA. Il peut fonctionner du minimum de 2mA jusqu'au maximum absolu de 20mA, mais un fonctionnement à 10mA offre le meilleur équilibre entre luminosité, efficacité et fiabilité à long terme.

10.2 Comment choisir la bonne résistance limiteuse de courant ?

Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez le V_Fmaximum de la fiche technique (3,75V) pour une conception au pire cas afin de garantir que le courant ne dépasse jamais la valeur souhaitée. Pour une alimentation 12V et une cible de 10mA : R = (12V - 3,75V) / 0,01A = 825Ω. Utilisez la valeur standard immédiatement supérieure (par ex. 820Ω ou 1kΩ) et calculez la dissipation de puissance résultante dans la résistance (P = I²² * R).

10.3 Pourquoi la gestion thermique est-elle si importante ?

Une température de jonction élevée cause directement trois problèmes : 1)Chute de sortie lumineuse :La sortie lumineuse diminue. 2)Décalage de couleur :La couleur émise peut changer. 3)Dégradation accélérée :La durée de vie de la LED est réduite de manière exponentielle. Un dissipateur thermique approprié via le PCB est non négociable pour maintenir les performances spécifiées.

10.4 Plusieurs LED peuvent-elles être connectées en série ou en parallèle ?

La connexion en sérieest généralement préférée car toutes les LED portent le même courant, assurant une luminosité uniforme. La tension d'alimentation doit être supérieure à la somme de tous les V_F values. La connexion en parallèlen'est pas recommandée sans résistances limiteuses de courant individuelles pour chaque LED, car de petites variations de V_Fpeuvent provoquer un déséquilibre de courant significatif, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle d'une LED.

11. Étude de cas de conception pratique

11.1 Rétroéclairage de commutateur de tableau de bord automobile

Scénario :Conception du rétroéclairage pour une rangée de 5 commutateurs bouton-poussoir identiques sur un tableau de bord.

• Objectif de conception :Éclairage uniforme bleu froid sur tous les boutons.
• Mise en œuvre :
  1. Sélection de la LED :Spécifier le numéro de pièce 67-11-IB0100L-AM avec un lot de couleur serré (par ex. CM2) et un lot d'intensité lumineuse spécifique (par ex. T1 : 280-355 mcd) pour assurer la cohérence.
  2. Circuit :Connecter les 5 LED en série avec un seul driver à courant constant réglé sur 10mA. En supposant un V_Ftypique de 3,1V, le driver a besoin d'une tension de sortie de compliance > 15,5V (5 * 3,1V). Une alimentation automobile 12V est insuffisante, donc un convertisseur élévateur (boost) ou un driver fonctionnant à partir d'une tension régulée plus élevée (par ex. 18V) est nécessaire.
  3. Implantation PCB :Placez chaque LED directement derrière son diffuseur de commutateur respectif. Concevez l'empreinte PCB exactement selon la configuration de plot recommandée. Connectez le plot thermique de chaque LED à une zone de cuivre dédiée sur la carte avec plusieurs vias thermiques vers un plan de masse interne pour la dissipation de chaleur.
  4. Validation :Après assemblage, mesurez la température du plot de soudure près d'une LED pendant le fonctionnement dans une chambre à température ambiante élevée (par ex. +85°C). Utilisez la courbe de déclassement pour vérifier que le courant de 10mA est toujours sûr à la T_S.

mesurée. Cette approche garantit un éclairage fiable, uniforme et durable.

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 basée sur des matériaux InGaN pour les couleurs bleu/blanc/bleu glacial). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches semi-conductrices détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le boîtier plastique PLCC encapsule la puce, fournit une protection mécanique et incorpore une lentille moulée qui façonne la sortie lumineuse pour obtenir l'angle de vision de 120°.

13. Tendances technologiques

L'évolution des LED comme celle-ci est motivée par plusieurs tendances clés dans les industries automobile et de l'éclairage général :

• Efficacité accrue (lm/W) :Les améliorations continues en science des matériaux visent à produire plus de lumière (lumens) par unité de puissance électrique d'entrée (watts), réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Fiabilité & durée de vie plus élevées :Les avancées dans les matériaux de boîtier, les techniques de fixation de la puce et la technologie des phosphores (pour les LED blanches) continuent de pousser les chiffres de MTBF (temps moyen entre pannes) plus haut, dépassant 50 000 heures.
• Miniaturisation :La tendance vers des assemblages électroniques plus petits et plus denses conduit au développement de LED dans des formats de boîtier encore plus petits (par ex. boîtiers à l'échelle de la puce) tout en maintenant ou en améliorant la sortie lumineuse.
• Éclairage intelligent & adaptatif :L'intégration avec des systèmes de contrôle pour des effets d'éclairage dynamiques, l'atténuation et l'ajustement de la température de couleur devient plus répandue, bien que cela implique souvent des circuits intégrés de commande LED plus complexes plutôt que l'élément LED lui-même.
• Normes de qualité strictes :L'adoption de normes comme AEC-Q102 (une norme plus spécifique pour les semi-conducteurs optoélectroniques discrets dans les applications automobiles) représente une tendance vers des composants encore plus spécialisés et rigoureusement testés pour l'usage automobile.