Fiche technique LED Super Rouge PLCC-2 - 2.0x1.25x0.8mm - Tension 2.0V - Puissance 40mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une LED Super Rouge à haute luminosité pour montage en surface, dans un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Conçue principalement pour les applications exigeantes de l'éclairage intérieur automobile, ce composant allie performance fiable et conformité aux normes du secteur. Son format compact et sa construction robuste le rendent adapté aux fonctions d'éclairage critiques dans l'habitacle, là où l'espace est limité.

Les avantages principaux de cette LED incluent un large angle de vision de 120 degrés pour un éclairage uniforme, une intensité lumineuse typique de 600 millicandelas (mcd) sous un courant de commande standard de 20 mA, et la conformité à des normes strictes pour l'automobile et l'environnement telles que AEC-Q102, RoHS, REACH et l'absence d'halogènes. Cette combinaison en fait un choix fiable pour les concepteurs recherchant longévité et performance dans les environnements automobiles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés définissent l'enveloppe de performance de la LED. Le courant direct (IF) a un point de fonctionnement typique de 20 mA, avec un minimum de 5 mA et une valeur maximale absolue de 50 mA. À 20 mA, la tension directe typique (VF) est de 2,0 V, avec une plage allant d'un minimum de 1,75 V à un maximum de 2,75 V. Cette faible tension de fonctionnement contribue à une utilisation efficace de l'énergie.

La sortie photométrique principale est caractérisée par une intensité lumineuse (IV) de 600 mcd (typique), avec un minimum de 450 mcd et un maximum atteignant 1120 mcd dans les conditions de test standard. L'émission lumineuse se situe dans le spectre du Super Rouge, avec une longueur d'onde dominante (λd) typiquement à 630 nm, variant entre 627 nm et 639 nm. Le large angle de vision de 120 degrés (tolérance de ±5°) assure une distribution de lumière large et uniforme, ce qui est crucial pour l'éclairage de panneaux et d'indicateurs.

2.2 Caractéristiques thermiques et valeurs maximales absolues

La gestion thermique est essentielle pour la longévité de la LED. Le dispositif présente deux valeurs de résistance thermique : une résistance thermique réelle (Rth JS réel) de 160 K/W (max) et une résistance thermique électrique (Rth JS él) de 125 K/W (max). Ces valeurs indiquent l'élévation de température par watt de puissance dissipée de la jonction au point de soudure.

Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles à ne pas dépasser pour éviter des dommages permanents. La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 137 mW. Le dispositif peut supporter un courant de surtension (IFM) de 100 mA pour des impulsions ≤ 10 μs avec un très faible rapport cyclique (0,005). La température de jonction (TJ) ne doit pas dépasser 125 °C, tandis que la plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40 °C à +110 °C, confirmant son adéquation aux applications automobiles. La sensibilité ESD (HBM) est de 2 kV.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Relation spectrale et courant-tension

Le graphique de distribution spectrale relative montre une courbe d'émission étroite et pointue centrée autour de 630 nm, caractéristique d'une LED rouge de haute pureté. La courbe courant direct en fonction de la tension directe (IF-VF) démontre la caractéristique exponentielle de la diode. Le graphique de l'intensité lumineuse relative en fonction du courant direct montre une augmentation quasi linéaire de la lumière émise avec le courant jusqu'au point typique de 20 mA, avec une diminution progressive à des courants plus élevés en raison des effets thermiques accrus.

3.2 Dépendance à la température

La performance en fonction de la température est un point clé de conception. Le graphique de l'intensité lumineuse relative en fonction de la température de jonction montre une corrélation négative ; lorsque la température augmente, la lumière émise diminue. C'est un comportement typique des LED. À l'inverse, la tension directe présente un coefficient de température négatif, diminuant linéairement lorsque la température de jonction augmente. La longueur d'onde dominante varie également avec la température, augmentant généralement (décalage vers le rouge) lorsque la jonction chauffe. Ces courbes sont essentielles pour concevoir des circuits avec compensation thermique afin de maintenir une luminosité et une couleur constantes.

3.3 Dégradation et fonctionnement en impulsions

La courbe de dégradation du courant direct est cruciale pour la fiabilité. Elle dicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température de la pastille de soudure (TS). Par exemple, à une température de pastille de soudure de 110 °C, le courant continu maximal autorisé est de 35 mA. Le graphique spécifie également un courant de fonctionnement minimum de 5 mA. Le tableau des capacités de traitement d'impulsions autorisées fournit des directives pour le fonctionnement en impulsions, montrant le courant d'impulsion crête admissible pour différentes largeurs d'impulsion et rapports cycliques, ce qui est utile pour les applications de multiplexage ou de gradation PWM.

4. Explication du système de classement (binning)

La LED est triée en classes (bins) selon trois paramètres clés pour assurer la cohérence des séries de production et l'appariement en conception.

4.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en classes alphanumériques allant de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). Pour cette référence spécifique (65-21-SR0200H-AM), les classes de sortie possibles sont mises en évidence et se situent dans les plages U1 (450-560 mcd) et U2 (560-710 mcd), correspondant à la spécification typique de 600 mcd. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants avec des tolérances de luminosité plus serrées si nécessaire.

4.2 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante est classée à l'aide d'un code à quatre chiffres. Les classes couvrent un large spectre de 459 nm à 639 nm. Les classes pertinentes pour cette LED Super Rouge sont mises en évidence dans la plage 627-639 nm, couvrant spécifiquement les codes 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm) et 3639 (636-639 nm). Cela garantit la cohérence de couleur entre différents lots de production.

4.3 Classement par tension directe

La tension directe est classée à l'aide d'un code à quatre chiffres représentant la tension minimale et maximale en dixièmes de volt. Les classes vont de 1012 (1,00-1,25 V) à 2730 (2,70-3,00 V). Pour cette LED avec uneVFtypique de 2,0 V, les classes pertinentes sont probablement 1720 (1,75-2,00 V) et 2022 (2,00-2,25 V). L'appariement des classes de tension peut simplifier la conception du circuit limiteur de courant dans des réseaux en parallèle.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est logée dans un boîtier standard pour montage en surface PLCC-2. Le dessin mécanique (sous-entendu par la référence à la section "Dimensions mécaniques") montrerait typiquement un boîtier avec deux broches sur les côtés opposés. Les dimensions critiques incluent la longueur, la largeur et la hauteur totales, l'espacement des broches, ainsi que la taille et la position de la lentille moulée. Le boîtier est conçu pour être compatible avec les processus de placement automatique et de soudage par refusion couramment utilisés dans la fabrication électronique en grande série.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La fiche technique spécifie une température de soudage par refusion maximale de 260 °C pendant 30 secondes. Cela fait référence à la température de pic mesurée au niveau des broches/joints de soudure. Un profil de refusion recommandé est généralement fourni, décrivant les étapes de préchauffage, de stabilisation, de refusion et de refroidissement pour éviter les chocs thermiques et assurer des joints de soudure fiables sans endommager la structure interne de la LED ou sa lentille en époxy.

6.2 Empattement de pastilles recommandé

Un empattement de pastilles de soudure recommandé est fourni pour assurer une stabilité mécanique correcte et la formation d'un congé de soudure. Cette conception de pastille optimise la résistance du joint de soudure et le chemin de transfert thermique depuis la pastille thermique de la LED (si présente) ou ses broches vers la carte de circuit imprimé (PCB). Suivre cette disposition est essentiel pour le rendement de fabrication et la fiabilité à long terme.

6.3 Précautions d'utilisation

Les précautions générales incluent d'éviter l'utilisation d'outils pointus lors de la manipulation pour prévenir les dommages à la lentille ou aux broches. Le stockage doit se faire dans un environnement sec et anti-statique conformément au niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) 3, ce qui nécessite de sécher les composants s'ils ont été exposés aux conditions ambiantes au-delà de leur durée de vie avant le soudage par refusion. L'exposition directe à une lumière UV de haute intensité ou à certains produits chimiques doit également être évitée.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Comme indiqué dans le PDF, l'application principale estl'Éclairage intérieur automobile. Cela inclut l'éclairage des commutateurs du tableau de bord, des poignées de porte, des indicateurs de levier de vitesse, des commandes du système audio et de l'éclairage d'ambiance. La seconde application clé est l'éclairage desCombinés d'instruments, c'est-à-dire les groupes d'instruments ou les jauges du tableau de bord, où un rétroéclairage constant et fiable pour les icônes, les aiguilles et les symboles d'avertissement est requis.

7.2 Considérations de conception

Lors de la conception avec cette LED, considérez les points suivants : Utilisez toujours une résistance série limitant le courant ou un pilote à courant constant pour fixer le courant direct, typiquement à 20 mA pour une luminosité nominale. Prenez en compte la classe de tension directe et sa tolérance lors du calcul de la valeur de la résistance ou de la tension de sortie du pilote. Considérez la gestion thermique, surtout dans les espaces clos ou à haute température ambiante ; utilisez la courbe de dégradation pour ajuster le courant de commande maximal. Pour un éclairage uniforme sur plusieurs LED, sélectionnez des composants des mêmes classes d'intensité lumineuse et de longueur d'onde, ou de classes adjacentes. Le large angle de vision réduit le besoin d'optiques secondaires dans de nombreuses applications d'éclairage diffus.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux LED PLCC-2 génériques non automobiles, les principaux points de différenciation de ce composant sont ses qualifications formelles. La qualification AEC-Q102 signifie qu'il a passé une série de tests de stress définis pour les dispositifs optoélectroniques discrets dans les applications automobiles, incluant la durée de vie en fonctionnement à haute température, les cycles thermiques et la résistance à l'humidité. La classe de robustesse à la corrosion B1 indique une résistance accrue aux gaz corrosifs comme le soufre, qui peuvent être présents dans certains environnements automobiles. La combinaison d'un large angle de vision de 120 degrés et d'une intensité typique de 600 mcd offre un bon équilibre entre luminosité et dispersion pour les applications intérieures.

9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je piloter cette LED à 30 mA pour plus de luminosité ?

R : Bien que la valeur maximale absolue soit de 50 mA, le courant de fonctionnement typique est de 20 mA. Un pilotage à 30 mA est possible mais augmentera la température de jonction et accélérera la dépréciation du flux lumineux. Vous devez consulter la courbe de dégradation en fonction de la température de pastille de soudure de votre application pour vous assurer que la température de jonction reste inférieure à 125 °C.

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

R : La résistance thermique réelle (Rth JS réel) est mesurée à l'aide d'un capteur de température physique. La résistance thermique électrique (Rth JS él) est calculée en utilisant le coefficient de température de la tension directe de la LED. Pour la conception, la valeur la plus conservative (la plus élevée), 160 K/W dans ce cas, doit être utilisée pour l'analyse thermique dans le pire des cas.

Q : Une diode de protection contre l'inversion est-elle nécessaire ?

R : La fiche technique indique que le dispositif n'est "pas conçu pour un fonctionnement en inverse". L'application d'une tension inverse peut l'endommager. Dans les circuits où une tension inverse est possible (par exemple, dans des scénarios de décharge de charge automobile), une protection externe telle qu'une diode série ou une diode TVS est fortement recommandée.

10. Cas pratique de conception

Considérons la conception d'un rétroéclairage pour un panneau de contrôle climatique automobile avec 10 indicateurs identiques. Chaque indicateur utilise une LED. La tension d'alimentation est le système nominal 12 V du véhicule. Pour assurer la longévité, la conception vise une température de pastille de soudure maximale de 85 °C. D'après la courbe de dégradation, à 85 °C, le courant continu maximal est d'environ 45 mA. Choisir un point de fonctionnement sûr de 15 mA par LED offre une marge et réduit la contrainte thermique. Avec uneVFtypique de 2,0 V, la valeur de la résistance série requise pour chaque LED sur une alimentation 12 V est (12 V - 2,0 V) / 0,015 A = 667 Ω (utiliser la valeur standard 680 Ω). La dissipation de puissance par résistance est (10 V)^2 / 680 Ω ≈ 0,147 W, donc une résistance de 1/4 W est suffisante. Pour assurer l'uniformité de couleur et de luminosité, spécifiez lors de l'achat des LED de la même classe d'intensité lumineuse (par exemple, U1) et de la même classe de longueur d'onde dominante (par exemple, 2730).

11. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente (LED), un dispositif à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique des couches semi-conductrices (généralement basée sur l'Arséniure de Gallium-Aluminium - AlGaAs pour les LED rouges) détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le boîtier PLCC-2 encapsule la puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique, intègre une lentille en époxy moulée qui façonne la sortie lumineuse pour obtenir l'angle de vision de 120 degrés, et offre des broches pour la connexion électrique et la dissipation thermique.

12. Tendances de l'industrie

La tendance dans l'éclairage intérieur automobile continue vers une intégration plus élevée, un contrôle plus intelligent et une expérience utilisateur améliorée. Les LED sont de plus en plus utilisées non seulement pour la fonctionnalité mais aussi pour l'ambiance et l'image de marque. Cela stimule la demande pour des LED avec une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un classement plus serré de la couleur et de la luminosité pour une apparence uniforme, et des métriques de fiabilité améliorées pour correspondre aux garanties véhicules plus longues. Il y a également une intégration croissante des LED avec des pilotes intégrés ou des circuits de contrôle (comme les iC-LED) pour simplifier la conception des circuits et permettre des fonctionnalités avancées comme l'adressabilité individuelle pour des effets d'éclairage dynamiques. Le composant décrit ici, avec ses qualifications automobiles et ses performances constantes, s'inscrit dans la couche fondamentale de cet écosystème en évolution, fournissant la source lumineuse brute fiable pour les systèmes d'éclairage simples et complexes.