Fiche technique LED Bleu Glacial PLCC-2 - Grade Automobile - Angle de vision 120° - 355mcd @ 10mA - 3,0V

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une LED Bleu Glacial à montage en surface, haute fiabilité, en boîtier PLCC-2. Conçue principalement pour les applications exigeantes de l'intérieur automobile, ce composant allie des performances optiques constantes à une construction robuste adaptée aux environnements sévères. Ses principaux avantages incluent la qualification selon la norme AEC-Q101 pour les composants automobiles, la conformité aux directives environnementales RoHS et REACH, ainsi qu'un ensemble équilibré de caractéristiques photométriques et électriques. Le marché cible est l'électronique automobile, spécifiquement pour l'éclairage d'ambiance intérieur, le rétroéclairage des commutateurs, des indicateurs et autres éléments d'interface homme-machine où la fiabilité et une couleur de sortie constante sont critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

La performance principale est définie dans une condition de test standard d'un courant direct (IF) de 10mA. À ce courant, l'intensité lumineuse typique est de 355 millicandelas (mcd), avec un minimum de 140 mcd et un maximum de 560 mcd selon la structure de binning. La tension directe (VF) mesure typiquement 3,00V, avec une plage de 2,75V à 3,75V. Le dispositif émet une couleur Bleu Glacial, avec des coordonnées chromatiques CIE 1931 typiques de x=0,19 et y=0,25. Un large angle de vision de 120 degrés assure une bonne visibilité sous différents angles. La mesure du flux lumineux a une tolérance de ±8%, et la tolérance des coordonnées chromatiques est de ±0,005.

2.2 Valeurs maximales absolues et propriétés thermiques

Pour garantir une fiabilité à long terme, le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ses valeurs maximales absolues. Le courant direct continu maximal est de 20mA, avec une limite de dissipation de puissance de 75mW. Il peut supporter un courant de surtension de 300mA pour des impulsions ≤10μs à un faible rapport cyclique. La température de jonction (Tj) ne doit pas dépasser 125°C. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40°C à +110°C, confirmant son adéquation aux environnements automobiles. Deux valeurs de résistance thermique sont fournies : une résistance thermique électrique RthJS(el) de 125 K/W et une résistance thermique réelle RthJS(real) de 200 K/W, cruciales pour la gestion thermique dans la conception de l'application.

3. Explication du système de binning

La sortie du dispositif est catégorisée en bins pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

Un tableau de binning détaillé définit des groupes pour l'intensité lumineuse, allant de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). La référence spécifique couverte par cette fiche technique, 57-11-IB0100L-AM, correspond aux bins dans la plage mise en évidence dans le tableau, la valeur typique de 355 mcd appartenant au bin T1 (280-355 mcd). Cela permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application.

3.2 Binning de la couleur

La fiche technique fait référence à un tableau de structure de bin de couleur Bleu Glacial standard (représentation graphique non entièrement détaillée dans le texte fourni). Ce tableau définirait la variance admissible des coordonnées CIE x et y pour garantir que tous les dispositifs étiquetés "Bleu Glacial" se situent dans une plage de couleur visuellement acceptable. Les coordonnées typiques (0,19 ; 0,25) servent de cible nominale au sein de ce bin défini.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV)

Le graphique montre la relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF) à 25°C. La courbe est caractéristique d'une diode, montrant une augmentation exponentielle du courant une fois que la tension directe dépasse un seuil (environ 2,7V). Ces données sont essentielles pour concevoir le circuit de limitation de courant.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

Ce graphique démontre que la sortie lumineuse augmente avec le courant direct, mais pas nécessairement de manière parfaitement linéaire, surtout lorsque le courant approche la valeur maximale. Il aide les concepteurs à comprendre le compromis d'efficacité lors de l'alimentation de la LED à différents niveaux de courant.

4.3 Intensité lumineuse relative vs. Température de jonction

Un graphique critique pour la fiabilité, il montre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. À la température de jonction maximale nominale de 125°C, l'intensité lumineuse relative est nettement inférieure à celle à 25°C. Cela souligne l'importance d'une gestion thermique efficace pour maintenir une luminosité constante.

4.4 Décalage chromatique vs. Température et Courant

Des graphiques séparés tracent le décalage des coordonnées CIE x et y en fonction de la température de jonction et du courant direct. Ces décalages, bien que potentiellement faibles, sont importants pour les applications nécessitant une cohérence de couleur stricte, car la couleur perçue de la LED peut changer avec les conditions de fonctionnement.

4.5 Dérating du courant direct et gestion des impulsions

La courbe de dérating dicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure. Par exemple, à la température maximale du plot de 110°C, le courant doit être réduit à 20mA. Le tableau des capacités de gestion des impulsions définit le courant de surtension admissible pour différentes largeurs d'impulsion et rapports cycliques, ce qui est vital pour résister aux courants d'appel ou aux schémas de fonctionnement en impulsions.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dispositif utilise un boîtier à montage en surface PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Ce type de boîtier offre une bonne stabilité mécanique et un faible profil. La fiche technique inclut un dessin détaillé des dimensions mécaniques (référencé mais non entièrement détaillé dans le texte fourni), qui spécifie la longueur, la largeur, la hauteur exactes, l'espacement des broches et autres dimensions physiques critiques nécessaires à la conception de l'empreinte PCB.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Configuration recommandée des plots de soudure

Un motif de plot de soudure recommandé est fourni pour assurer la formation correcte des joints de soudure, une connexion électrique fiable et une dissipation thermique optimale pendant le fonctionnement. Suivre cette configuration est crucial pour le rendement de fabrication et la fiabilité à long terme.

6.2 Profil de soudage par refusion

Le composant est conçu pour le soudage par refusion avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Le respect d'un profil de température contrôlé (préchauffage, stabilisation, refusion, refroidissement) est nécessaire pour éviter le choc thermique et les dommages à la puce LED ou au boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

Le dispositif est fourni dans un conditionnement standard de l'industrie adapté à l'assemblage automatisé, tel que la bande et la bobine. La référence 57-11-IB0100L-AM suit un système de codage spécifique où "57-11" indique probablement la famille/taille du boîtier, "IB" dénote la couleur Bleu Glacial, "0100" peut être lié au binning de performance, et "L-AM" pourrait spécifier le type de conditionnement ou d'autres variantes. La section des informations de commande détaillerait les quantités par bobine, la largeur de la bande et l'orientation.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est l'éclairage intérieur automobile. Cela inclut le rétroéclairage du tableau de bord, l'éclairage d'ambiance des planchers ou de la console, le rétroéclairage des commutateurs mécaniques ou capacitifs, les indicateurs de levier de vitesse et diverses lumières témoins. Sa qualification AEC-Q101 le rend adapté à ces environnements sévères soumis à des cycles de température.

8.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec la LED. Le courant d'alimentation nominal est de 10mA, mais le circuit doit être conçu pour ne jamais dépasser le maximum absolu de 20mA dans aucune condition, en tenant compte des tolérances et des effets de température.

Gestion thermique :La conception du PCB doit faciliter la dissipation thermique. Utilisez la configuration recommandée des plots de soudure, connectez des vias thermiques aux plans de masse internes si possible, et évitez de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur. Surveillez la température du plot de soudure pour rester dans les limites de la courbe de dérating.

Protection ESD :Bien que le dispositif ait une tenue ESD selon le modèle du corps humain (HBM) de 8kV, les précautions standard de manipulation ESD pendant l'assemblage sont toujours recommandées. Dans les applications sensibles, une protection ESD externe supplémentaire sur le PCB peut être prudente.

Conception optique :L'angle de vision de 120° fournit une émission large. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) seront nécessaires. Les coordonnées de couleur Bleu Glacial doivent être prises en compte lors de l'appariement avec des guides de lumière ou des diffuseurs pour éviter des décalages de couleur indésirables.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED PLCC-2 génériques, les principaux points de différenciation de ce dispositif sont sa qualification de grade automobile (AEC-Q101) et sa conformité RoHS/REACH. La structure de binning détaillée pour l'intensité et la couleur offre une plus grande homogénéité, ce qui est critique dans les intérieurs automobiles où plusieurs LED sont utilisées à proximité. L'ensemble complet des courbes de dérating et de performance en fonction de la température permet une conception plus robuste et prévisible par rapport aux composants spécifiés uniquement à température ambiante.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED à 20mA en continu ?

A : Vous pouvez, mais seulement si la température du plot de soudure est maintenue à ou en dessous de 25°C, ce qui est souvent peu pratique. Vous devez consulter la courbe de dérating du courant direct (Section 4.5). À une température de plot plus réaliste de 80°C, le courant continu maximal autorisé est nettement inférieur à 20mA.

Q : Pourquoi l'intensité lumineuse typique est-elle donnée à 10mA, et non au courant maximal ?

A : 10mA représente une condition de test standard qui équilibre une bonne sortie lumineuse avec l'efficacité et la longévité. Fonctionner au courant maximal absolu (20mA) augmente la contrainte, réduit la durée de vie et génère plus de chaleur, ce qui à son tour réduit la sortie lumineuse (comme le montrent les graphiques de température).

Q : Comment interpréter les deux valeurs différentes de résistance thermique (125 K/W et 200 K/W) ?

A : La résistance thermique électrique (125 K/W) est dérivée du paramètre électrique sensible à la température (la tension directe). La résistance thermique réelle (200 K/W) est mesurée directement via l'élévation de température sur le boîtier. Pour une conception thermique au pire des cas, la valeur la plus élevée (200 K/W) doit être utilisée.

Q : Les coordonnées de couleur se décalent avec la température. Quelle est l'importance de cela pour mon application ?

A : Les graphiques des sections 4.3 et 4.4 quantifient ce décalage. Pour la plupart des applications d'indicateur général, le décalage peut être négligeable. Cependant, pour les applications où une correspondance de couleur précise entre plusieurs LED est critique (par exemple, un panneau de rétroéclairage multi-LED), vous devez vous assurer que toutes les LED sont à une température similaire pendant le fonctionnement pour maintenir l'uniformité de couleur.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un rétroéclairage de commutateur automobile.Un groupe de quatre commutateurs sur une console centrale nécessite un rétroéclairage Bleu Glacial. La conception exige une luminosité et une couleur uniformes.Mise en œuvre :1) Spécifiez des LED du même bin d'intensité et de couleur (par exemple, bin T1) pour minimiser la variation initiale. 2) Alimentez toutes les LED avec une source de courant constant identique réglée à 8-10mA pour garantir des conditions d'alimentation identiques et prolonger la durée de vie. 3) Conçoivez la disposition du PCB pour fournir une zone de cuivre symétrique et suffisante autour des plots de soudure de chaque LED pour égaliser la dissipation thermique. 4) Utilisez un guide de lumière ou un film diffuseur conçu pour l'angle de vision de 120° pour mélanger la lumière des quatre sources discrètes en une seule zone éclairée uniforme. 5) Validez la conception sur toute la plage de température automobile (-40°C à +85°C ambiant) pour vérifier les niveaux acceptables de variation de luminosité et de décalage de couleur.

12. Introduction au 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 InGaN pour les couleurs bleues/blanches). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches semi-conductrices et des luminophores (si utilisés) détermine la longueur d'onde, et donc la couleur, de la lumière émise. Le boîtier PLCC-2 abrite la minuscule puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique, intègre une coupelle réfléchissante pour diriger la lumière et inclut une lentille plastique moulée qui façonne le faisceau et détermine l'angle de vision.

13. Tendances et contexte technologiques

L'industrie des LED continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré et une plus grande fiabilité. Pour les intérieurs automobiles, les tendances incluent l'adoption de boîtiers plus petits (par exemple, des boîtiers à l'échelle de la puce), une intégration plus élevée (LED avec pilotes ou contrôleurs intégrés) et l'utilisation de matériaux avancés pour de meilleures performances à haute température. L'accent est également mis de plus en plus sur le contrôle numérique précis de la couleur et de l'intensité pour les systèmes d'éclairage d'ambiance dynamique. Cette LED PLCC-2 représente une technologie mature, bien comprise et très fiable qui constitue l'épine dorsale de nombreuses conceptions d'éclairage automobile actuelles, équilibrant performance, coût et fiabilité éprouvée sur le terrain.