Fiche technique LED Super Rouge PLCC-2 0201H - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension 2.0V - Puissance 40mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) Super Rouge haute luminosité dans un boîtier monté en surface PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). La conception est principalement axée sur la fiabilité et les performances pour les environnements automobiles exigeants, tant intérieurs qu'extérieurs. Le composant offre une intensité lumineuse typique de 800 millicandelas (mcd) sous un courant de commande standard de 20mA, avec un large angle de vision de 120 degrés.

1.1 Avantages principaux & Marché cible

Les avantages principaux de cette LED découlent de ses qualifications de qualité automobile et de sa construction robuste. Elle est qualifiée selon la norme AEC-Q102, garantissant ainsi la fiabilité requise pour les composants électroniques automobiles. Elle présente également une robustesse au soufre classée A1, la protégeant contre la corrosion dans les environnements contenant des gaz sulfurés. La conformité aux directives RoHS, REACH et Halogène-Free la rend adaptée aux marchés mondiaux aux réglementations environnementales strictes. Le marché cible principal est l'éclairage automobile, notamment :

• Éclairage intérieur automobile :Rétroéclairage du tableau de bord, éclairage des commutateurs, éclairage d'ambiance et indicateurs du système d'infodivertissement.
• Éclairage extérieur automobile :Feux stop de hauteur centrale (CHMSL), feux de position latéraux et autres applications de signalisation nécessitant une grande visibilité et fiabilité.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques & optiques

Les principaux paramètres optiques définissent la sortie lumineuse et la couleur de la LED. Dans des conditions typiques (IF=20mA, Ts=25°C), l'intensité lumineuse (Iv) a une valeur nominale de 800 mcd, avec un minimum de 560 mcd et un maximum de 1400 mcd selon le lot de production. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, varie de 627 nm à 639 nm, la plaçant fermement dans le spectre Super Rouge. Le large angle de vision de 120 degrés (angle à mi-intensité) assure une bonne visibilité sur une large zone, ce qui est crucial pour les applications de signalisation.

2.2 Caractéristiques électriques

La tension directe (VF) est un paramètre critique pour la conception du circuit. À 20mA, la VF typique est de 2,00V, avec une plage de 1,75V à 2,75V. Les concepteurs doivent tenir compte de cette variance lors de la conception des circuits de limitation de courant pour assurer une sortie lumineuse constante. Le courant direct absolu maximum (IF) est de 50 mA en fonctionnement continu, avec une capacité de courant de surtension (IFM) de 100 mA pour des impulsions ≤10μs. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est essentielle pour la longévité et la stabilité des performances de la LED. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth JS) est donnée sous deux valeurs : une mesure "réelle" de 120 K/W (max 160 K/W) et une mesure "électrique" de 100 K/W (max 120 K/W). Ce paramètre indique l'efficacité avec laquelle la chaleur est transférée de la jonction semi-conductrice à la carte PCB. Une valeur plus basse est meilleure. La température de jonction maximale admissible (Tj) est de 125°C. La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +110°C, adaptée aux environnements automobiles extérieurs ou sous capot sévères.

3. Explication du système de tri

En raison des variations de fabrication, les LED sont triées en lots de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants aux caractéristiques cohérentes.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont regroupées selon leur flux lumineux au courant de test typique. Les lots vont de U2 (560-710 mcd) à AA (1120-1400 mcd). Le suffixe 'H' de la référence indique que ce composant appartient à un lot de luminosité "Haute", qui correspondrait typiquement aux groupes V1, V2 ou AA.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La couleur (longueur d'onde) est triée par pas de 3 nanomètres, de 2730 (627-630 nm) à 3639 (636-639 nm). Cela garantit une cohérence de couleur au sein d'un lot de production pour les applications où l'apparence uniforme est critique.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée par pas d'environ 0,25V, du code 1720 (1,75-2,00V) au code 2527 (2,50-2,75V). La sélection de LED provenant du même lot VF peut simplifier la conception de l'alimentation et assurer une distribution de courant uniforme dans les réseaux en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courbe IV & Intensité relative

Le graphique Courant Direct vs. Tension Directe montre une relation exponentielle classique de diode. La courbe Intensité Lumineuse Relative vs. Courant Direct est sous-linéaire ; augmenter le courant au-delà de 20mA donne des rendements lumineux décroissants tout en générant plus de chaleur.

4.2 Dépendance à la température

Les graphiques de performance montrent clairement les effets de la température. La courbe Intensité Lumineuse Relative vs. Température de Jonction indique que la sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente, un comportement typique des LED. La courbe Tension Directe Relative vs. Température de Jonction a un coefficient négatif, ce qui signifie que VF baisse lorsque la température augmente, ce qui peut être utilisé pour la détection de température. La Longueur d'Onde Dominante se déplace également avec la température, généralement vers des longueurs d'onde plus longues (décalage vers le rouge) comme le montre le graphique.

4.3 Distribution spectrale & Dérating

Le graphique de Distribution Spectrale Relative montre un pic étroit dans la région rouge (~630nm). La Courbe de Dérating du Courant Direct est cruciale pour la conception : lorsque la température de jonction augmente, le courant continu maximal admissible diminue. Par exemple, à la température de jonction de fonctionnement maximale de 110°C, le courant direct doit être déclassé à environ 34 mA.

5. Informations mécaniques & sur le boîtier

5.1 Dimensions physiques

La LED utilise un boîtier PLCC-2 standard. Le dessin mécanique (impliqué par la section 7) montrerait les dimensions clés, y compris la longueur, la largeur et la hauteur totales, l'espacement des broches et la taille de la cavité contenant la puce LED. Le boîtier est conçu pour l'assemblage automatisé par pick-and-place.

5.2 Identification de la polarité & Conception des pastilles

La référence comprend un 'R' pour polarité inversée. Le schéma de pastilles de soudure recommandé (section 8) est fourni pour assurer une soudure fiable et une connexion thermique appropriée à la carte PCB. L'orientation correcte de la polarité est vitale, généralement indiquée par un marquage sur le boîtier ou une caractéristique asymétrique.

6. Directives de soudure & d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de soudage par refusion recommandé est fourni (section 9). La LED peut supporter une température de soudage maximale de 260°C pendant jusqu'à 30 secondes, ce qui est compatible avec les procédés de soudure standard sans plomb (SnAgCu). Le respect de ce profil prévient les dommages thermiques au boîtier plastique et aux fils de liaison internes.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales incluent : éviter de fonctionner au-delà des valeurs maximales absolues, utiliser des procédures de manipulation ESD appropriées (la classification HBM est de 2kV) et s'assurer que le composant est stocké dans sa plage de température et d'humidité spécifiée (MSL 2).

7. Emballage & Informations de commande

7.1 Spécifications d'emballage

Les informations d'emballage (section 10) détaillent comment les composants sont fournis, typiquement sur bande gaufrée et en bobine pour l'assemblage en grande série. Les dimensions de la bobine, la largeur de la bande et l'orientation des composants sont spécifiées pour être compatibles avec les équipements automatisés standards.

7.2 Système de numérotation des références

La référence 67-21R-SR0201H-AM est décodée comme suit :67-21= Famille de produits ;R= Polarité inversée ;SR= Couleur Super Rouge ;020= Courant de test 20mA ;1= Type de cadre de sortie ;H= Niveau de luminosité élevée ;AM= Application automobile.

8. Suggestions de conception d'application

8.1 Conception de circuit typique

Pour un fonctionnement stable, un pilote à courant constant est recommandé plutôt qu'une simple résistance en série, en particulier dans les environnements automobiles où la tension d'alimentation (par ex., 12V) peut varier considérablement. Le pilote doit être conçu pour limiter le courant à la valeur souhaitée (par ex., 20mA) en se basant sur la VF maximale du lot sélectionné pour s'assurer qu'aucune LED n'est suralimentée.

8.2 Considérations de gestion thermique

Pour maintenir les performances et la longévité, assurez-vous qu'une surface de cuivre PCB (pastille thermique) adéquate est connectée à la pastille thermique de la LED pour dissiper la chaleur. Utilisez la résistance thermique (Rth JS) et la dissipation de puissance (Pd = VF * IF) pour calculer l'élévation de température attendue. Maintenez la température de jonction bien en dessous du maximum de 125°C, idéalement en dessous de 85°C pour une longue durée de vie.

8.3 Intégration optique

L'angle de vision de 120 degrés peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) pour les applications nécessitant un faisceau focalisé ou un motif lumineux spécifique. La couleur Super Rouge est idéale pour les signaux de freinage et d'avertissement en raison de son fort impact visuel et de sa conformité réglementaire.

9. Comparaison & Différenciation technique

Comparée aux LED de qualité commerciale standard, les principaux points de différenciation de ce composant sont saqualification AEC-Q102et sarobustesse au soufre. Ces aspects ne sont généralement pas testés ou garantis dans les composants grand public. La large plage de température de fonctionnement (-40°C à +110°C) dépasse également celle des LED courantes. Le boîtier PLCC-2 offre un bon équilibre entre taille, soudabilité et performance thermique par rapport aux boîtiers plus petits de type puce ou aux conceptions traversantes plus grandes.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre la résistance thermique "réelle" et "électrique" ?

R : La résistance thermique "réelle" est mesurée à l'aide d'un capteur de température physique. La résistance thermique "électrique" est calculée en mesurant le changement de tension directe avec la puissance, en utilisant le paramètre intrinsèque sensible à la température de la LED. La méthode électrique est souvent utilisée pour les spécifications.

Q : Puis-je alimenter cette LED à 50mA en continu ?

R : Bien que la valeur maximale absolue soit de 50mA, un fonctionnement continu à ce courant générera une chaleur importante (Pd ~ 100mW). Vous devez utiliser la courbe de dérating et les calculs thermiques pour vous assurer que la température de jonction ne dépasse pas 125°C. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est recommandé de l'alimenter à ou en dessous du 20mA typique.

Q : Que signifie MSL 2 ?

R : Niveau de Sensibilité à l'Humidité 2. Le composant peut être stocké dans un environnement d'usine (≤30°C/60% HR) jusqu'à un an avant de nécessiter un séchage avant le soudage par refusion.

11. Exemple d'étude de cas d'intégration

Scénario :Conception d'un feu stop de hauteur centrale (CHMSL) nécessitant une haute luminosité et fiabilité.

Sélection :Cette LED Super Rouge du lot de luminosité 'H' (Haute) est choisie pour son intensité et sa fiabilité de qualité automobile.

Circuit :Un réseau de LED est conçu avec un circuit intégré pilote abaisseur à courant constant, réglé pour délivrer 20mA par LED. L'entrée du pilote gère la tension nominale du véhicule de 12V (avec suppression des transitoires de déconnexion de charge).

Thermique :La carte PCB utilise une couche de cuivre de 2 oz avec un motif de vias thermiques remplis sous la pastille de chaque LED pour répartir la chaleur sur une plus grande surface de carte, maintenant la Tj calculée en dessous de 90°C dans la condition ambiante la plus chaude.

Optique :Une lentille en polycarbonate teintée rouge avec un motif de prismes spécifique est placée sur le réseau pour répondre à la distribution photométrique requise pour un feu stop.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p se recombinent dans la région active de la jonction. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par le gap énergétique des matériaux semi-conducteurs utilisés (par ex., AlInGaP pour le rouge/orange/ambre). Le boîtier PLCC encapsule la minuscule puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique, intègre une coupelle réfléchissante pour diriger la lumière et inclut une lentille en époxy moulée qui agit également comme un élément optique primaire.

13. Tendances technologiques & Contexte

La tendance dans l'éclairage automobile va vers une efficacité plus élevée, une plus grande intégration et des fonctions plus intelligentes. Bien qu'il s'agisse d'une LED discrète, la technologie sous-jacente est fondamentale. Il y a une poussée continue pour une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique) pour réduire la consommation d'énergie et la charge thermique. Pour la lumière rouge, la technologie AlInGaP est mature et efficace. La miniaturisation se poursuit, mais le boîtier PLCC-2 reste populaire en raison de son excellent équilibre entre performance, coût et fabricabilité pour de nombreuses applications. L'intégration des LED avec des circuits intégrés pilotes et des capteurs en unités modulaires "moteurs de lumière" est une tendance croissante pour les systèmes d'éclairage avancés.