Fiche technique LED Blanc Froid PLCC-6 - Boîtier 3,2x2,8x1,9mm - Tension 3,2V - Puissance 0,48W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED Blanc Froid haute performance à montage en surface, dans un boîtier PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le composant est conçu pour des applications exigeantes, notamment dans le secteur automobile, où la fiabilité et les performances en conditions sévères sont primordiales. Ses principaux avantages incluent une intensité lumineuse élevée, un large angle de vision et une construction robuste conforme aux normes de qualité automobile.

Le marché cible principal est l'éclairage automobile, englobant à la fois les applications extérieures telles que les feux de jour, les feux de position, et l'éclairage intérieur comme l'éclairage du tableau de bord, l'ambiance lumineuse et le rétroéclairage des commutateurs. La qualification AEC-Q101 et la conformité aux directives RoHS et REACH soulignent son adéquation avec les chaînes d'approvisionnement automobiles mondiales.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés sont définis dans des conditions typiques d'un courant direct (I_F) de 150 mA et d'une température ambiante de 25°C.

• Courant direct (I_F) :Le courant de fonctionnement recommandé est de 150 mA, avec un maximum absolu de 200 mA. Un courant minimum de 20 mA est requis pour le fonctionnement.
• Intensité lumineuse (I_V) :La valeur typique est de 10 000 millicandelas (mcd) à 150 mA, avec un minimum de 7 100 mcd et un maximum pouvant atteindre 18 000 mcd selon le bin. La tolérance de mesure est de ±8 %.
• Tension directe (V_F) :Typiquement de 3,2 volts, avec une plage allant d'un minimum de 2,50 V à un maximum de 3,75 V à 150 mA. La tolérance de mesure de la tension est de ±0,05 V.
• Angle de vision :Un large angle de 120 degrés (2θ_½) assure une distribution de lumière large et uniforme.
• Coordonnées de chromaticité (CIE x, y) :Les coordonnées typiques sont (0,3 ; 0,3). La tolérance pour ces coordonnées est de ±0,005.

2.2 Valeurs maximales absolues et thermiques

Comprendre les limites est crucial pour une conception fiable.

• Dissipation de puissance (P_d) :Maximum 750 mW.
• Température de jonction (T_j) :Maximum absolu de 125°C.
• Température de fonctionnement et de stockage :Plage de -40°C à +110°C.
• Résistance thermique :La résistance thermique jonction-point de soudure est spécifiée à 40 K/W (réelle) et 30 K/W (électrique).
• Sensibilité ESD (HBM) :Classée à 8 kV, indiquant une bonne robustesse à la manipulation.
• Courant de surtension (I_FM) :Peut supporter des impulsions de 750 mA pendant ≤10 µs avec un faible rapport cyclique.

3. Explication du système de binning

La sortie de la LED est catégorisée en bins pour assurer l'uniformité. Les concepteurs doivent sélectionner les bins appropriés en fonction des exigences de leur application.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée à l'aide d'un code alphanumérique (par exemple, L1, EA, FB). Le tableau fourni liste les bins de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). Pour ce produit spécifique, les bins de sortie possibles sont mis en évidence, une intensité typique de 10 000 mcd se situant dans les bins EA (7100-9000 mcd) ou EB (9000-11200 mcd). Le bin exact doit être confirmé à partir des informations de commande.

3.2 Binning de chromaticité (couleur)

La couleur blanche est classée selon les coordonnées CIE 1931 (x, y). La fiche technique définit des bins spécifiques (par exemple, 64A, 64B, 64C, 64D, 60A, 60B) avec des limites de coordonnées strictes et des plages de température de couleur corrélée (CCT), typiquement autour de 6240K à 6680K, ce qui correspond à une apparence blanc froid. Les coordonnées typiques (0,3 ; 0,3) se situeraient dans l'un de ces bins définis.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques donnent un aperçu du comportement de la LED dans différentes conditions.

4.1 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de distribution spectrale relative montre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues, typique d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le diagramme de rayonnement confirme une distribution de type Lambertienne avec un angle de vision de 120 degrés où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur maximale.

4.2 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

Le graphique illustre la relation exponentielle. À 150 mA, la tension est d'environ 3,2 V. Cette courbe est essentielle pour concevoir le circuit de commande à limitation de courant.

4.3 Intensité lumineuse relative vs Courant direct

La sortie lumineuse augmente avec le courant mais pas de manière linéaire. Le graphique montre que l'intensité relative se sature à des courants plus élevés, soulignant l'importance de fonctionner dans la plage recommandée pour l'efficacité et la longévité.

4.4 Dépendance à la température

Intensité lumineuse relative vs Température de jonction :La sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. À la température de jonction maximale de 125°C, l'intensité relative est nettement inférieure à celle à 25°C. Une gestion thermique adéquate est cruciale pour maintenir la luminosité.

Tension directe relative vs Température de jonction :La tension directe a un coefficient de température négatif, diminuant linéairement avec l'augmentation de la température. Cela peut être utilisé pour une surveillance indirecte de la température dans certaines applications.

Décalage de chromaticité vs Température et Courant :Les graphiques montrent comment les coordonnées CIE x et y changent avec la température de jonction et le courant direct. Les décalages sont généralement faibles mais doivent être pris en compte dans les applications critiques pour la couleur.

4.5 Déclassement du courant direct et gestion des impulsions

La courbe de déclassement dicte le courant direct maximal autorisé lorsque la température du plot de soudure (T_S) augmente. Par exemple, à une T_Sde 100°C, le I_Fmax est de 110 mA. Le graphique de capacité de gestion des impulsions montre le courant direct de crête admissible (I_FA) pour différentes largeurs d'impulsion (t_p) et rapports cycliques (D).

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions mécaniques

La LED utilise un boîtier standard PLCC-6 pour montage en surface. Les dimensions exactes (longueur, largeur, hauteur) et l'espacement des broches sont définis dans le dessin mécanique (Section 7 du PDF original). Le contour du boîtier est crucial pour la conception de l'empreinte sur le PCB.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure

Un modèle de pastilles est fourni pour assurer une soudure correcte, un transfert thermique et une stabilité mécanique. Suivre cette recommandation évite l'effet "tombstoning" et améliore la fiabilité des soudures.

5.3 Identification de la polarité

Le boîtier PLCC-6 possède un coin marqué ou une autre caractéristique pour indiquer la cathode. L'orientation correcte est vitale pour le fonctionnement du circuit.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion spécifique est recommandé, avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Ce profil conforme JEDEC prévient les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce.

6.2 Précautions d'utilisation

• Protection ESD :Bien que classée pour 8 kV HBM, les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation.
• Contrôle du courant :Toujours piloter la LED avec une source de courant constant, et non une tension constante, pour éviter l'emballement thermique.
• Gestion thermique :Concevoir le PCB avec une dissipation thermique adéquate, en utilisant la configuration de pastilles recommandée et éventuellement des vias thermiques pour dissiper la chaleur.
• Résistance au soufre :Le composant est noté pour sa robustesse au soufre, une caractéristique importante pour les environnements automobiles où les gaz contenant du soufre peuvent corroder les composants argentés.
• Niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) :Classé MSL 2. Cela signifie que le composant doit être utilisé dans l'année suivant la date de scellage et doit être séché s'il est exposé aux conditions ambiantes au-delà de sa durée de vie avant refusion.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage extérieur automobile :Feux de jour (DRL), feux de gabarit latéraux, feux stop additionnels centraux (CHMSL). La haute luminosité et le large angle sont bénéfiques.
• Éclairage intérieur automobile :Rétroéclairage du combiné d'instruments, boutons du système d'infodivertissement, bandes d'éclairage d'ambiance, plafonniers.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de commande :Un pilote à courant constant, commuté ou linéaire, est requis. Calculez la résistance de limitation de courant requise ou les réglages du pilote en fonction de la V_Ftypique et de la tension d'alimentation.
• Optique :Le large angle de 120 degrés peut nécessiter une optique secondaire (lentilles, guides de lumière) pour collimater ou façonner le faisceau pour des applications spécifiques.
• Conception thermique :Utilisez la résistance thermique (R_thJS) et la courbe de déclassement pour calculer la température de jonction attendue. Assurez-vous que T_jreste inférieure à 125°C dans toutes les conditions de fonctionnement. Un dissipateur thermique sur le PCB peut être nécessaire pour un fonctionnement à courant élevé ou à température ambiante élevée.
• Sélection du bin :Pour les applications nécessitant une luminosité ou une couleur uniforme sur plusieurs LED, spécifiez des bins serrés pour l'intensité lumineuse et les coordonnées de chromaticité.

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

Q : Quelle est la consommation électrique typique de cette LED ?

R : Au point de fonctionnement typique de 150 mA et 3,2 V, la puissance est P = I_F* V_F= 0,150 A * 3,2 V = 0,48 Watt.

Q : Comment interpréter le bin d'intensité lumineuse 'EA' ?

R : Le bin 'EA' correspond à une plage d'intensité lumineuse de 7 100 à 9 000 mcd lorsqu'il est mesuré à 150 mA. Toute LED étiquetée avec ce bin aura une intensité dans cette plage.

Q : Cette LED peut-elle être utilisée directement dans un circuit automobile 12V ?

R : Non. La LED nécessite un pilote à courant constant. La connecter directement à une source 12V provoquerait un courant excessif, détruisant instantanément le composant. Un circuit limiteur de courant ou un circuit intégré pilote LED dédié doit être utilisé.

Q : Que signifie 'Robustesse au soufre' ?

R : Cela indique que les matériaux et finitions du boîtier de la LED résistent à la corrosion causée par les gaz contenant du soufre (courants dans les environnements industriels et certains environnements automobiles), améliorant ainsi la fiabilité à long terme.

9. Exemple pratique de conception

Scénario :Conception d'un module de feux de jour (DRL) utilisant cette LED.

Étapes :

1. Déterminer les exigences :Intensité lumineuse cible par LED, diagramme de faisceau, tension de fonctionnement (par exemple, système 12V du véhicule).
2. Sélectionner le pilote :Choisir un circuit intégré pilote LED à courant constant abaisseur de qualité automobile pouvant accepter une entrée de 9-16V et délivrer une sortie stable de 150 mA.
3. Calcul thermique :Estimer la température du PCB. Si l'ambiant sous le capot peut atteindre 85°C, utilisez la courbe de déclassement. À T_S= 95°C, le I_Fmax est d'environ 200 mA. Fonctionner à 150 mA offre une marge de sécurité. Calculez si la surface de cuivre du PCB est suffisante pour maintenir T_Sen dessous de ce niveau.
4. Conception optique :Associer la LED à une lentille TIR (Réflexion Totale Interne) pour collimater la sortie de 120 degrés en un faisceau réglementé adapté à un DRL.
5. Spécification du bin :Pour une apparence uniforme, spécifiez un seul bin de chromaticité serré (par exemple, 64B) et un bin d'intensité lumineuse (par exemple, EB) pour toutes les LED du module.