Fiche technique LED RVB PLCC-6 - Angle de vision de 120° - Rouge 1,95V, Vert 2,75V, Bleu 3,00V @20mA - Grade Automobile

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED RVB (Rouge, Vert, Bleu) haute performance pour montage en surface, en boîtier PLCC-6. Le dispositif est conçu pour offrir un mélange de couleurs vif avec un large angle de vision de 120 degrés, le rendant adapté aux applications nécessitant un éclairage uniforme. Une caractéristique clé est sa qualification selon la norme AEC-Q102, indiquant sa robustesse et sa fiabilité pour une utilisation dans l'environnement exigeant de l'automobile. Le produit respecte les principales réglementations environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH de l'UE et les exigences sans halogènes.

1.1 Avantages principaux

• Grade Automobile :Qualifié AEC-Q102, garantissant les performances dans des conditions automobiles sévères.
• Haute intensité lumineuse :Offre des niveaux de luminosité élevés, particulièrement sur le canal vert (Typ. 2200 mcd).
• Large angle de vision :Un angle de vision de 120 degrés assure une distribution de lumière large et uniforme.
• Conformité environnementale :Conforme aux normes RoHS, REACH et sans halogènes (Br/Cl < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Construction robuste :Présente une Classe de Robustesse à la Corrosion B1 et une bonne protection ESD (2kV pour le Rouge, 8kV pour le Vert/Bleu).

1.2 Marché cible

L'application principale de cette LED est dansl'éclairage intérieur automobile, comme le rétroéclairage du tableau de bord, l'éclairage des commutateurs et les systèmes d'éclairage ambiant. Ses caractéristiques la rendent également adaptée à l'éclairage décoratif général et aux voyants lumineux où des performances de couleur fiables sont requises.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

La condition de fonctionnement typique pour les paramètres spécifiés est un courant direct (I_F) de 20mA et une température ambiante de 25°C.

• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de chaque diode à 20mA est typiquement de 1,95V (Rouge), 2,75V (Vert) et 3,00V (Bleu). Les concepteurs doivent tenir compte de ces différences lors de la conception des circuits de limitation de courant pour chaque canal de couleur afin d'assurer un équilibre de luminosité et une précision des couleurs.
• Intensité lumineuse (I_V) :Le flux typique est de 900 mcd (Rouge), 2200 mcd (Vert) et 280 mcd (Bleu). La variation significative de flux entre les couleurs nécessite une conception minutieuse du pilote ou un contrôle par modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour obtenir les points blancs ou les teintes de couleur spécifiques souhaités.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Définit la couleur perçue. Les valeurs typiques sont 623nm (Rouge), 527nm (Vert) et 455nm (Bleu). Une tolérance de ±1nm est spécifiée, ce qui est serré et bénéfique pour la cohérence des couleurs en production.
• Angle de vision (φ) :Défini comme l'angle hors axe où l'intensité est la moitié de la valeur de crête. La spécification de 120° (tolérance ±5°) indique un diagramme d'émission très large, de type lambertien, idéal pour l'éclairage de surface.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Fonctionner au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents.

• Courant direct (I_F) :Le maximum absolu est de 50mA (Rouge) et 30mA (Vert/Bleu). Le courant de fonctionnement recommandé est de 20mA. Des courbes de déclassement sont fournies et doivent être suivies à mesure que la température de la pastille de soudure (T_S) augmente.
• Dissipation de puissance (P_d) :Les valeurs maximales sont de 137mW (Rouge) et 105mW (Vert/Bleu). Ceci est calculé comme V_F* I_F. Dépasser cette limite risque une surchauffe.
• Température de jonction (T_J) :La température maximale autorisée à la jonction du semi-conducteur est de 125°C.
• Résistance thermique (R_{th JS}) :Ce paramètre, à la fois réel et électrique, indique l'efficacité avec laquelle la chaleur se propage de la jonction au point de soudure. Des valeurs plus basses sont meilleures. Les valeurs maximales spécifiées (par ex. 160 K/W pour le Rouge) informent sur la conception thermique nécessaire du PCB (surface de cuivre, vias) pour maintenir une T_J.

3. Analyse des courbes de performance

Les graphiques de la fiche technique fournissent des informations cruciales sur le comportement du dispositif dans différentes conditions.

3.1 Courbe IV et intensité relative

Le graphiqueCourant direct en fonction de la tension directemontre la relation exponentielle typique des diodes. Les courbes pour le Rouge, le Vert et le Bleu sont distinctes, confirmant les différentes valeurs de V_F. Le graphiqueIntensité lumineuse relative en fonction du courant directest presque linéaire jusqu'au point typique de 20mA, au-delà duquel l'efficacité peut chuter (affaiblissement d'efficacité), en particulier pour les LED Vertes et Bleues.

3.2 Dépendance à la température

Le graphiqueIntensité lumineuse relative en fonction de la température de jonctionmontre que le flux lumineux diminue lorsque la température augmente. La LED Rouge est la plus sensible aux variations de température. Le graphiqueTension directe relative en fonction de la température de jonctionmontre que V_Fa un coefficient de température négatif, diminuant d'environ 2mV/°C. Ceci est important pour les pilotes à courant constant. Le graphiqueDécalage de longueur d'onde relative en fonction de la température de jonctionindique que la longueur d'onde dominante se décale avec la température (typiquement 0,1-0,3 nm/°C), ce qui peut affecter la stabilité du point de couleur dans les applications de précision.

3.3 Distribution spectrale et diagrammes de rayonnement

Le graphiqueDistribution spectrale relativemontre les pics d'émission étroits caractéristiques des LED modernes. LeDiagramme caractéristique typique du rayonnementpour chaque couleur confirme visuellement l'angle de vision de 120° avec un profil d'intensité lisse et arrondi.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif utilise un boîtier standard pour montage en surface PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le dessin mécanique spécifie la longueur, la largeur, la hauteur et l'espacement des broches exacts. Ces informations sont cruciales pour la conception de l'empreinte PCB, assurant un placement et une soudure corrects.

4.2 Pastille de soudure recommandée et polarité

Une recommandation de motif de pastille est fournie pour assurer des joints de soudure fiables et une stabilité mécanique. Le diagramme de brochage identifie l'anode et la cathode pour chacune des trois puces LED (Rouge, Vert, Bleu) et la configuration à cathode commune, ce qui est essentiel pour un branchement de circuit correct.

5. Recommandations de soudure et d'assemblage

5.1 Profil de soudure par refusion

La fiche technique spécifie un profil de refusion avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Il s'agit d'un profil de refusion standard sans plomb. Le respect de ce profil est nécessaire pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique ou à la puce LED.

5.2 Précautions d'utilisation

• Manipulation ESD :Bien que le dispositif dispose d'une protection ESD intégrée (2kV/8kV HBM), les précautions ESD standard doivent être suivies pendant la manipulation et l'assemblage.
• Contrôle du courant :Les LED doivent être pilotées par une source de courant constant, et non une tension constante, pour éviter l'emballement thermique.
• Stockage :Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) est 3. Cela signifie que le dispositif doit être séché avant soudure si l'emballage a été ouvert et exposé à l'humidité ambiante plus longtemps que le temps spécifié (typiquement 168 heures).

6. Suggestions d'application et considérations de conception

6.1 Circuits d'application typiques

Pour les systèmes automobiles 12V, un circuit typique implique un régulateur de tension (par ex. vers 5V ou 3,3V) suivi de pilotes à courant constant séparés ou de résistances de limitation de courant pour chaque canal RVB. L'utilisation d'un contrôle PWM depuis un microcontrôleur est la méthode standard pour le mélange de couleurs dynamique et le gradation.

6.2 Considérations de conception thermique

Compte tenu de la résistance thermique et de la dissipation de puissance, le PCB doit servir de dissipateur thermique. Cela implique d'utiliser une surface de cuivre adéquate connectée à la pastille thermique de l'empreinte LED, et potentiellement des vias thermiques vers les couches internes ou inférieures pour dissiper la chaleur. Un défaut de gestion thermique réduira le flux lumineux, décalera la couleur et raccourcira la durée de vie.

6.3 Considérations de conception optique

L'angle de vision de 120° élimine souvent le besoin d'optiques secondaires dans l'éclairage ambiant. Pour une lumière plus focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être utilisés. Les intensités différentes des trois couleurs doivent être calibrées dans le logiciel/firmware pour atteindre un point blanc cible (par ex. D65).

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

7.1 Comment obtenir de la lumière blanche avec cette LED RVB ?

La lumière blanche est créée en mélangeant les trois couleurs primaires selon des rapports d'intensité spécifiques. En raison des rendements lumineux différents (le Vert est le plus lumineux, le Bleu le moins lumineux à 20mA), vous ne pouvez pas simplement piloter les trois canaux au même courant. Vous devez calibrer les courants de pilotage ou les cycles de service PWM. Par exemple, vous pourriez piloter le Rouge à 20mA, le Vert à un courant ou un cycle de service plus faible, et le Bleu à 20mA ou plus, en ajustant jusqu'à ce que la chromaticité blanche souhaitée soit obtenue sur une cible.

7.2 Puis-je alimenter cette LED au-delà de 20mA pour plus de luminosité ?

Vous pouvez, mais vous devez impérativement consulter lesCourbes de déclassement du courant direct. Lorsque la température de la pastille de soudure augmente, le courant maximal autorisé diminue. Par exemple, le maximum absolu de la LED Rouge est de 50mA, mais cela n'est autorisé que lorsque la pastille de soudure est à ou en dessous de 103°C. À 110°C, le courant maximal n'est que de 35mA. Dépasser ces limites surchauffera la jonction, provoquant une dégradation rapide.

7.3 Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

Un dissipateur thermique métallique dédié n'est généralement pas requis pour une seule LED à 20mA dans un boîtier PLCC-6. Cependant, unepastille thermique PCB bien conçueest absolument nécessaire et sert de dissipateur thermique principal. Pour des réseaux de LED ou un fonctionnement à des températures ambiantes élevées, une gestion thermique supplémentaire doit être évaluée en fonction de la dissipation de puissance totale et du chemin de résistance thermique.

8. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

8.1 Principe de fonctionnement de base

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée, les électrons se recombinent avec les trous dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière est déterminée par l'énergie de bande interdite des matériaux semi-conducteurs utilisés (par ex. AlInGaP pour le Rouge, InGaN pour le Vert et le Bleu). Le boîtier PLCC intègre la puce LED, une cavité réfléchissante et une lentille en époxy transparente qui façonne le faisceau lumineux.

8.2 Tendances de l'industrie

Le marché des LED automobiles continue de croître, porté par l'éclairage ambiant intérieur, la signalisation extérieure et les applications avancées comme les phares pixélisés. Les tendances incluent :

• Efficacité accrue :Le développement continu vise à augmenter les lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Amélioration de la cohérence des couleurs :Un tri plus serré de la longueur d'onde et du flux pour assurer un aspect uniforme dans les applications multi-LED.
• Boîtiers avancés :Développement de boîtiers avec une résistance thermique plus faible et une efficacité d'extraction optique plus élevée.
• Solutions intégrées :Croissance des modules LED avec pilotes et contrôleurs intégrés, simplifiant la conception pour les équipementiers automobiles de rang 1.

Cette LED RVB PLCC-6 représente une solution mature et fiable qui correspond aux exigences fondamentales des conceptions actuelles d'éclairage automobile, mettant l'accent sur la fiabilité, la conformité réglementaire et les performances.