Fiche technique LED Super Rouge A09K-SR1501H-AM PLCC-6 - Boîtier 3,2x2,8x1,9mm - Tension 2,15V - Puissance 0,32W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

L'A09K-SR1501H-AM est une diode électroluminescente (LED) Super Rouge de haute luminosité, encapsulée dans un boîtier monté en surface de type PLCC-6. Sa conception privilégie la fiabilité et les performances dans les environnements automobiles exigeants. Le dispositif offre une intensité lumineuse typique de 4500 millicandelas (mcd) sous un courant de commande de 150mA, ce qui le rend adapté à diverses fonctions de signalisation et d'éclairage où une visibilité élevée est cruciale. Une caractéristique clé est sa conformité à la norme de qualification AEC-Q101, qui valide sa robustesse pour une utilisation automobile. De plus, il respecte les directives environnementales RoHS et REACH et possède une robustesse au soufre, améliorant ainsi sa longévité dans des conditions de fonctionnement sévères.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de cette LED découlent de la combinaison de son rendement optique élevé, de son large angle de vision de 120 degrés et de sa fiabilité de qualité automobile. La haute intensité lumineuse garantit une excellente visibilité même en plein jour, ce qui est essentiel pour des applications critiques pour la sécurité comme les feux stop. Le large angle de vision assure une distribution lumineuse uniforme, améliorant la perceptibilité du signal sous différents angles. Le marché cible principal est l'industrie automobile, spécifiquement pour les modules d'éclairage extérieur. Ses qualifications en font un choix privilégié pour les concepteurs nécessitant des composants répondant aux normes strictes de qualité et de longévité automobile.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

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

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Le paramètre photométrique central est l'Intensité lumineuse (I_V), spécifiée avec une valeur typique de 4500 mcd à I_F=150mA, avec un minimum de 3550 mcd et un maximum de 7100 mcd. Cette large plage est gérée via un système de classement (détaillé plus loin). La tolérance de mesure du flux lumineux est de ±8%, et elle est mesurée avec le plot thermique à 25°C. LaTension directe (V_F)est typiquement de 2,15V à 150mA, variant de 1,75V à 3,0V. La fiche technique note que cette plage de V_Freprésente 99% de la production, avec une tolérance de mesure de ±0,05V. LaLongueur d'onde dominante (λ_d)définit la couleur perçue ; pour cette LED Super Rouge, elle est typiquement de 629 nm, dans une plage de 627 nm à 639 nm, avec une tolérance de mesure de ±1 nm. L'Angle de vision (2φ)est de 120 degrés, avec une tolérance de ±5 degrés.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Les valeurs maximales absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. LeCourant direct continu maximal (I_F)est de 200 mA. LaDissipation de puissance (P_d)est nominalement de 600 mW. Un paramètre thermique clé est laRésistance thermique. Deux valeurs sont données : une mesure électrique (R_{th JS el}) de 50 K/W max et une mesure réelle (R_{th JS real}) de 60 K/W max, toutes deux de la jonction au point de soudure. La valeur "réelle" plus élevée est plus conservative pour la conception. LaTempérature de jonction (T_J)ne doit pas dépasser 125°C. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +110°C. Le dispositif peut supporter unCourant de surtension (I_FM)de 1000 mA pour des impulsions ≤10 μs à un faible rapport cyclique (D=0,005). La protection contre les décharges électrostatiques (ESD) est nominale à 8 kV (Modèle du corps humain).

3. Explication du système de classement

Pour gérer les variations naturelles de la fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées en classes de performance. Cela garantit une cohérence pour l'utilisateur final.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée à l'aide d'un code alphanumérique (ex. : CB, DA, DB). La fiche technique fournit un tableau détaillé. Pour l'A09K-SR1501H-AM, la "case noire mise en évidence" indique les classes de sortie possibles. Sur la base de l'intensité typique de 4500 mcd et de la plage (3550-7100 mcd), les classes pertinentes sont CA (2800-3550 mcd), CB (3550-4500 mcd), DA (4500-5600 mcd) et DB (5600-7100 mcd). La classe spécifique pour un lot de production donné doit être confirmée dans les informations de commande.

3.2 Classement de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante est également classée à l'aide d'un code numérique. La plage cible pour cette LED Super Rouge est de 627-630 nm (typique 629 nm). En se référant au tableau de classement, le code "2730" correspond à la plage 627-630 nm. Les classes adjacentes comme "3033" (630-633 nm) et "2427" (624-627 nm) peuvent également faire partie de la dispersion de production. La tolérance est de ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques de la fiche technique illustrent l'évolution des paramètres clés dans différentes conditions de fonctionnement, ce qui est crucial pour une conception de circuit robuste.

4.1 Courbe IV et intensité relative

Le graphiqueCourant direct en fonction de la tension directemontre une relation non linéaire typique des diodes. La tension augmente avec le courant, commençant autour de 1,4V à faible courant et atteignant environ 2,15V à 150mA. Le graphiqueIntensité lumineuse relative en fonction du courant directest presque linéaire jusqu'au point typique de 150mA, indiquant une bonne efficacité dans la plage de fonctionnement recommandée.

4.2 Dépendance à la température

La température affecte significativement les performances des LED. Le graphiqueIntensité lumineuse relative en fonction de la température de jonctionmontre que la sortie diminue lorsque la température augmente. À la température maximale de fonctionnement du plot de soudure de 110°C (voir courbe de déclassement), l'intensité relative est d'environ 60% de sa valeur à 25°C. Ceci doit être pris en compte dans la conception thermique. Le graphiqueTension directe relative en fonction de la température de jonctiona une pente négative, ce qui signifie que V_Fdiminue lorsque la température augmente (environ -1,5 mV/°C). Le graphiqueLongueur d'onde relative en fonction de la température de jonctionmontre un décalage positif ; la longueur d'onde augmente légèrement avec la température (env. +0,05 nm/°C).

3.3 Distribution spectrale et déclassement

La courbe deDistribution spectrale relativeconfirme la nature monochromatique de la LED, avec un pic marqué dans le spectre rouge (~629 nm). LaCourbe de déclassement du courant directest cruciale pour la fiabilité. Elle dicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure (T_S). À la température ambiante/point de soudure maximale de 110°C, le courant continu maximal autorisé chute à environ 84 mA. La courbe spécifie également un courant de fonctionnement minimum de 20 mA. Le graphique deCapacité de traitement d'impulsion admissiblepermet au concepteur de calculer des courants d'opération en impulsion unique ou pulsée sûrs pour différentes largeurs d'impulsion (t_p) et rapports cycliques (D).

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions physiques et polarité

La LED utilise un boîtier monté en surface standard PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le dessin mécanique montre la vue de dessus et la vue de côté avec les dimensions critiques. La longueur du boîtier est de 3,2 mm, la largeur de 2,8 mm et la hauteur de 1,9 mm. Le dessin indique clairement le marquage de polarité (généralement un coin coupé ou un point sur le dessus du boîtier) qui correspond à la cathode. Une orientation correcte lors de l'assemblage est essentielle.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure

Un motif de pastilles recommandé (empreinte) pour la conception de PCB est fourni. Ce motif assure une formation correcte des joints de soudure pendant le refusionnage et fournit la connexion thermique et électrique nécessaire. Respecter cette configuration est important pour le rendement de fabrication et la fiabilité à long terme.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La fiche technique spécifie un profil de soudure par refusion compatible avec les procédés sans plomb. La température de soudure maximale ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 240°C doit être limité. Un graphique temps-température spécifique est fourni, montrant les zones de préchauffage, de maintien, de refusion et de refroidissement. Suivre ce profil prévient les dommages thermiques au boîtier de la LED et à la puce interne.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, de prévenir la contamination et de s'assurer que le dispositif n'est pas utilisé au-delà de ses valeurs maximales absolues. Une attention particulière doit être portée à la protection contre les décharges électrostatiques (ESD) pendant la manipulation et l'assemblage, comme spécifié par la cote de 8kV HBM.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies en bande et en bobine pour l'assemblage automatisé. Les informations de conditionnement détaillent les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et l'orientation des composants sur la bande. Les informations de commande incluent généralement le numéro de pièce de base (A09K-SR1501H-AM) ainsi que des codes pour les classes spécifiques d'intensité lumineuse et de longueur d'onde, bien que le format exact ne soit pas détaillé dans l'extrait fourni.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Les applications principales listées sont toutes dans l'éclairage extérieur automobile :Feu stop additionnel (CHMSL), Feux arrière, etFeux stop (frein). Sa haute luminosité et sa couleur rouge sont idéales pour ces fonctions de signalisation de sécurité. Elle peut également convenir à d'autres applications d'indicateur rouge nécessitant une haute fiabilité.

8.2 Considérations de conception

Les considérations de conception clés incluent :
Circuit de commande :Un pilote à courant constant est recommandé pour maintenir une sortie lumineuse stable, car la luminosité d'une LED est fonction du courant, et non de la tension. Le circuit doit limiter le courant à un maximum de 200 mA en continu, avec un déclassement pour la température.
Gestion thermique :Le layout du PCB doit fournir un chemin thermique adéquat depuis les plots de soudure de la LED vers un dissipateur ou les plans de cuivre de la carte pour maintenir la température de jonction dans les limites, surtout à haute température ambiante ou à fort courant de commande.
Conception optique :L'angle de vision de 120° peut nécessiter une optique secondaire (lentilles, réflecteurs) pour façonner le faisceau pour des applications spécifiques comme le CHMSL.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED rouges standard non automobiles, les principaux points de différenciation de l'A09K-SR1501H-AM sont saqualification AEC-Q101et sarobustesse au soufre. Celles-ci ne sont généralement pas testées dans les LED de qualité commerciale. La haute intensité lumineuse typique (4500 mcd) est également un avantage en performance pour les applications nécessitant une visibilité à longue distance. Le boîtier PLCC-6 offre un bon équilibre entre taille, performance thermique et facilité d'assemblage par rapport à des boîtiers plus petits ou plus grands.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une batterie automobile de 12V ?
R : Non. Vous devez utiliser un circuit limiteur de courant ou un pilote à courant constant. La connecter directement à 12V provoquerait un courant excessif, détruisant instantanément la LED.
Q : Pourquoi la sortie lumineuse est-elle plus faible à haute température ?
R : C'est une caractéristique fondamentale des matériaux semi-conducteurs. L'augmentation de la température accroît la recombinaison non radiative au sein de la puce LED, réduisant son efficacité quantique interne (sortie lumineuse par unité d'entrée électrique).
Q : Que signifie "MSL : 2a" ?
R : Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 2a indique que le boîtier peut être stocké dans un environnement sec (≤30°C/60% HR) jusqu'à 4 semaines avant de nécessiter un séchage avant la soudure par refusion. Ceci est important pour le contrôle du processus de fabrication.
Q : Comment choisir la bonne classe pour mon application ?
R : Pour les applications critiques en couleur (ex. : assortir plusieurs LED dans un feu arrière), spécifiez une classe de longueur d'onde serrée (ex. : 2730). Pour les applications critiques en luminosité où l'intensité minimale est le critère, spécifiez la classe d'intensité lumineuse minimale qui répond à votre objectif de conception.

11. Étude de cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un module CHMSL.Un concepteur doit créer un CHMSL avec une luminosité uniforme répondant aux exigences photométriques réglementaires. Il sélectionne l'A09K-SR1501H-AM pour sa fiabilité. Il décide de commander chaque LED à 100 mA (en dessous du point typique de 150mA) pour assurer la longévité et tenir compte du déclassement à haute température. En utilisant la courbe de déclassement, à une température de point de soudure maximale calculée de 85°C, la commande à 100mA est sûre. Il conçoit un réseau de pilotes à courant constant. Pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité, il travaille avec le fournisseur pour se procurer des LED d'un seul lot de production dans des plages spécifiques d'intensité (ex. : classe DA) et de longueur d'onde (classe 2730). Le layout du PCB utilise la configuration de pastilles recommandée avec des vias thermiques connectés à un plan de masse interne pour la dissipation de chaleur.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes sont des dispositifs semi-conducteurs qui convertissent directement l'énergie électrique en lumière par un processus appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans cette LED, le matériau semi-conducteur (généralement à base d'AlInGaP pour les couleurs rouge/orange/ambre) est conçu pour que cette énergie libérée soit sous forme de photons (lumière) avec une longueur d'onde correspondant à la lumière rouge (~629 nm). Le boîtier plastique encapsule et protège la minuscule puce semi-conductrice, inclut des armatures de connexion pour la liaison électrique, et intègre une lentille moulée qui façonne la sortie lumineuse et détermine l'angle de vision.

13. Tendances technologiques

La tendance dans l'éclairage LED automobile va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une densité de puissance accrue et une intégration accrue. Cela permet des conceptions de lampes plus petites, plus stylisées avec une consommation d'énergie réduite. Il y a également une évolution vers des systèmes d'éclairage intelligents et adaptatifs où des LED individuelles ou des grappes peuvent être contrôlées numériquement pour des fonctions dynamiques. La technologie semi-conductrice sous-jacente continue de s'améliorer, offrant de meilleures performances en température et des durées de vie opérationnelles plus longues. La technologie de boîtier évolue également pour fournir une meilleure gestion thermique dans des facteurs de forme compacts, ce qui est critique pour maintenir les performances et la fiabilité dans les applications automobiles à espace restreint.