Fiche technique LED jaune PLCC-6 - Boîtier 3,2x2,8x1,9mm - Tension 2,15V - Puissance 0,32W - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED jaune haute performance à montage en surface dans un boîtier PLCC-6. Le dispositif est conçu principalement pour des applications exigeantes d'éclairage extérieur automobile, telles que les clignotants, où la fiabilité, la luminosité et des performances constantes dans des conditions environnementales sévères sont primordiales. Ses principaux avantages incluent une intensité lumineuse typique élevée de 5500 millicandelas (mcd) pour un courant de commande standard de 150mA, un large angle de vision de 120 degrés pour une excellente visibilité, et une construction robuste répondant aux normes strictes de qualité automobile.

La LED est qualifiée AEC-Q101, garantissant sa fiabilité pour une utilisation automobile. Elle est également conforme aux directives environnementales RoHS et REACH et possède une robustesse au soufre, la rendant adaptée aux environnements où des gaz corrosifs peuvent être présents. Le marché cible est celui des fabricants et concepteurs d'éclairage automobile nécessitant une source de lumière jaune compacte, lumineuse et fiable.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés définissent les performances de la LED dans des conditions typiques (T_s=25°C). Le courant direct (I_F) a une plage de fonctionnement recommandée de 20mA à 200mA, avec une valeur typique de 150mA. À ce courant typique, l'intensité lumineuse (I_V) varie d'un minimum de 3550 mcd à un maximum de 7100 mcd, avec une valeur typique de 5500 mcd. La tension directe (V_F) à 150mA est typiquement de 2,15V, avec une plage de 1,75V à 2,75V. Cette tension directe relativement basse contribue à une efficacité système plus élevée. La longueur d'onde dominante (λ_d) est spécifiée entre 582 nm et 594 nm, avec une valeur typique de 589 nm, la plaçant fermement dans la région jaune du spectre visible. L'angle de vision (2θ_½) est un large 120 degrés, offrant un diagramme d'émission étendu.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct maximal absolu est de 200 mA. Le dispositif peut supporter un courant de surtension (I_FM) de 1000 mA pour des impulsions ≤10 μs avec un très faible rapport cyclique (D=0,005). La température de jonction maximale (T_J) est de 125°C, tandis que la plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +110°C. La dissipation de puissance (P_d) est nominale à 550 mW. La gestion thermique est critique ; la résistance thermique de la jonction au point de soudure est spécifiée. La résistance thermique réelle (R_{th JS réel}) est ≤60 K/W, tandis que la mesure par méthode électrique (R_{th JS él}) est ≤50 K/W. Une conception thermique appropriée du PCB est nécessaire pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, en particulier à des courants de commande élevés ou dans des environnements à température ambiante élevée.

2.3 Fiabilité et spécifications environnementales

La LED est conçue pour une haute fiabilité. Elle a une sensibilité ESD de 8 kV (Modèle du Corps Humain), ce qui est un niveau robuste pour la manipulation et l'assemblage. Elle est qualifiée selon la norme AEC-Q101 pour les semi-conducteurs discrets, une exigence clé pour les composants automobiles. Le dispositif est conforme aux réglementations RoHS (Restriction des Substances Dangereuses) et REACH. Il présente également une robustesse au soufre, indiquant une résistance aux atmosphères sulfurées qui peuvent provoquer une corrosion de l'argent dans certains boîtiers de LED.

3. Explication du système de tri

La LED est disponible en lots triés pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité au sein d'une application. Deux paramètres de tri principaux sont définis.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en plusieurs groupes, chacun avec un code à deux caractères (par exemple, L1, M2, DA, DB). Les lots couvrent une très large plage, d'un minimum de 11,2 mcd (L1) à un maximum de 22400 mcd (GA). Pour la référence spécifique A09K-UY1501H-AM, les lots de sortie possibles sont mis en évidence, se situant dans la plage de 3550 mcd à 7100 mcd. Cela correspond aux lots allant de CA (2800-3550 mcd) jusqu'à DB (5600-7100 mcd). Les concepteurs doivent sélectionner le lot approprié en fonction de leurs exigences de luminosité.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La couleur (longueur d'onde dominante) est également triée à l'aide d'un code à quatre chiffres (par exemple, 8285, 9194). Les lots s'étendent de 459 nm (violet-bleu) à 639 nm (rouge-orange). Pour cette LED jaune, les lots pertinents sont ceux couvrant le spectre jaune, spécifiquement d'environ 582 nm à 597 nm. La plage spécifiée de la référence de 582-594 nm correspond à des lots tels que 8285 (582-585 nm), 8588 (585-588 nm), 8891 (588-591 nm) et 9194 (591-594 nm). Cela garantit un appariement de couleur précis entre plusieurs LED dans un assemblage.

4. Analyse des courbes de performance

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

Le graphique montre la relation entre le courant direct et la tension directe. C'est une courbe exponentielle non linéaire typique des diodes. Au point de fonctionnement typique de 150mA, la tension est d'environ 2,15V. Les concepteurs utilisent cette courbe pour sélectionner des résistances de limitation de courant ou des réglages de pilote à courant constant appropriés pour obtenir la luminosité souhaitée tout en restant dans les limites de tension et de puissance.

4.2 Intensité lumineuse relative vs Courant direct

Ce graphique démontre que le flux lumineux augmente avec le courant, mais pas de manière parfaitement linéaire, en particulier à des courants plus élevés. Il aide à comprendre l'efficacité (flux lumineux par unité de puissance électrique) à différents niveaux de commande.

4.3 Caractéristiques de dépendance à la température

Plusieurs graphiques illustrent l'impact de la température. Lacourbe Intensité lumineuse relative vs Température de jonctionmontre que le flux lumineux diminue lorsque la température augmente. Cette dégradation thermique doit être prise en compte dans la conception thermique. Lacourbe Tension directe relative vs Température de jonctionmontre un coefficient de température négatif ; V_Fdiminue lorsque la température augmente. Ceci est important pour les circuits utilisant une régulation basée sur la tension. Lesgraphiques Longueur d'onde dominante vs Courant directetLongueur d'onde relative vs Température de jonctionmontrent des décalages mineurs de la couleur (longueur d'onde) avec des conditions de fonctionnement changeantes, ce qui est typique pour les LED.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique crucial définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure (T_S). Lorsque T_Saugmente, le I_Fmaximal autorisé doit être réduit pour éviter de dépasser la température de jonction maximale. Par exemple, à une T_Sde 110°C, le I_Fmaximal est d'environ 91 mA. Cette courbe est essentielle pour garantir une fiabilité à long terme dans des environnements à haute température comme l'éclairage automobile.

4.5 Capacité de traitement des impulsions admissibles

Ce graphique définit le courant d'impulsion non répétitif ou répétitif maximal admissible (I_F(A)) en fonction de la largeur d'impulsion (t_p) pour différents rapports cycliques (D). Il permet aux concepteurs de comprendre la capacité de la LED à gérer des impulsions courtes et à courant élevé, qui pourraient être utilisées dans des applications de communication ou de signalisation spéciale.

4.6 Distribution spectrale

Le graphique de distribution spectrale relative montre l'intensité de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour cette LED jaune, le pic est autour de 589 nm, avec une bande passante typiquement étroite, résultant en une couleur jaune saturée.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions mécaniques

La LED est logée dans un boîtier PLCC-6 (Porteur de Puce à Broches Plastique). Les dimensions typiques sont d'environ 3,2 mm de longueur, 2,8 mm de largeur et 1,9 mm de hauteur. Des dessins dimensionnels détaillés avec tolérances sont fournis dans la fiche technique pour une conception précise de l'empreinte PCB.

5.2 Schéma de plots de soudure recommandé

Un motif de plots recommandé (empreinte) pour la conception PCB est fourni. Cela inclut la taille et l'espacement des plots de cuivre pour les six broches et le plot thermique central (le cas échéant). Suivre cette recommandation assure une soudure correcte, une stabilité mécanique et un transfert thermique optimal de la LED vers le PCB.

5.3 Identification de la polarité

Le boîtier inclut un indicateur de polarité, généralement une encoche ou un point près de la broche 1. Le diagramme de brochage identifie les connexions anode et cathode. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage pour éviter tout dommage.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Un profil de température de soudure par refusion détaillé est spécifié. La température de soudure maximale ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 240°C doit être limité. Un profil typique comprend les étapes de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement. Respecter ce profil est critique pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce interne ainsi qu'aux liaisons par fils.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation et d'utilisation sont décrites. Celles-ci incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur les broches, de prévenir les décharges électrostatiques (ESD) pendant la manipulation (malgré sa classification de 8kV), de s'assurer que les conditions de fonctionnement ne dépassent pas les valeurs maximales absolues, et de mettre en œuvre une conception thermique appropriée sur le PCB. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en tension inverse.

6.3 Conditions de stockage

Les composants doivent être stockés dans un environnement sec et contrôlé, dans la plage de température de stockage spécifiée de -40°C à +110°C. Pour un stockage prolongé, le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) 2 indique que le boîtier peut être exposé aux conditions d'atelier (≤30°C/60% HR) jusqu'à un an avant de nécessiter un séchage avant la soudure par refusion.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Informations sur l'emballage

Les LED sont fournies en bande et bobine pour l'assemblage automatisé. Les spécifications d'emballage incluent les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et l'orientation des composants sur la bande. Ces informations sont nécessaires pour configurer les machines de placement.

7.2 Numéro de pièce et informations de commande

Le numéro de pièce A09K-UY1501H-AM suit un système de codage spécifique. Bien que le décodage complet puisse être propriétaire, il transmet généralement des informations sur le type de boîtier (PLCC-6), la couleur (Jaune - Y), le lot d'intensité lumineuse et le lot de longueur d'onde. Les informations de commande spécifieraient la quantité par bobine et d'autres détails commerciaux.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Application principale : Éclairage extérieur automobile

L'application principale et la plus critique est l'éclairage extérieur automobile, spécifiquement les clignotants. Dans ce rôle, la LED doit fournir une haute luminosité pour la visibilité diurne, un large angle de vision pour être vue sous différents angles, une fiabilité extrême sur une large plage de température (-40°C à +110°C), et une résistance aux vibrations et aux contaminants environnementaux comme l'humidité et le soufre.

8.2 Considérations de conception de circuit

Les concepteurs doivent utiliser un pilote à courant constant plutôt qu'une simple résistance pour des performances et une longévité optimales, en particulier dans les environnements de tension automobile (par exemple, système 12V avec transitoires de déconnexion de charge). Le pilote doit être conçu pour compenser le coefficient de température négatif de V_Fet la diminution de l'intensité lumineuse avec l'augmentation de la température. La gestion thermique sur le PCB, utilisant une surface de cuivre adéquate ou des vias thermiques connectés au plot thermique de la LED, est essentielle pour maintenir une température de jonction basse, préserver la luminosité et assurer la fiabilité.

8.3 Considérations de conception optique

L'angle de vision de 120 degrés est une distribution Lambertienne ou quasi-Lambertienne. Des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) peuvent être nécessaires pour façonner le faisceau pour des applications spécifiques comme les clignotants, qui ont souvent des exigences réglementaires pour la distribution d'intensité angulaire.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED jaunes commerciales standard, ce dispositif offre des différenciateurs clés pour une utilisation automobile :La Qualification AEC-Q101est la première, garantissant une fiabilité éprouvée sous les tests de stress automobile.Une Luminance typique plus élevée (5500 mcd)offre une plus grande luminosité dans un boîtier compact.La Robustesse au soufretraite un mode de défaillance spécifique dans les environnements automobiles. La combinaison d'unlarge angle de vision (120°) et d'une haute intensitéest optimisée pour les applications de signalisation où une large visibilité est nécessaire. Lastructure de tri détailléepermet un appariement précis de la couleur et de la luminosité dans les réseaux multi-LED.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est le courant de commande recommandé pour cette LED ?

R : Le courant de fonctionnement typique est de 150mA, fournissant 5500 mcd. Elle peut fonctionner de 20mA à 200mA, mais les paramètres de performance sont spécifiés à 150mA.

Q : Comment interpréter le code de tri d'intensité lumineuse (par exemple, DA) ?

R : Le code de lot correspond à une plage spécifique d'intensité lumineuse. Par exemple, le lot DA couvre 4500 à 5600 mcd. Vous devez consulter le tableau de tri pour sélectionner la plage d'intensité adaptée à votre conception.

Q : Pourquoi la gestion thermique est-elle si importante ?

R : Les performances de la LED se dégradent avec la chaleur. Une température de jonction excessive réduit le flux lumineux, déplace la couleur et raccourcit drastiquement la durée de vie. La courbe de déclassement (section 4.4) doit être suivie pour assurer un fonctionnement fiable.

Q : Cette LED peut-elle être utilisée dans des applications non automobiles ?

R : Oui, sa haute fiabilité la rend adaptée à d'autres applications exigeantes comme les indicateurs industriels, la signalisation extérieure et les équipements de sécurité où une robustesse environnementale est requise, bien qu'elle puisse être optimisée en coût pour les volumes automobiles.

Q : Que signifie MSL 2 pour l'assemblage ?

R : Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 2 signifie que le dispositif emballé peut être exposé aux conditions ambiantes d'atelier (≤30°C/60% HR) jusqu'à un an avant de nécessiter un séchage pour éliminer l'humidité absorbée qui pourrait provoquer des fissures pendant la soudure par refusion.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un clignotant arrière automobile haute fiabilité.Un ingénieur de conception crée un nouveau groupe de clignotants arrière à LED pour un véhicule particulier. Le groupe utilise 12 LED jaunes disposées selon un motif spécifique. En utilisant cette LED PLCC-6, l'ingénieur sélectionne d'abord le lot d'intensité lumineuse approprié (par exemple, DB pour la luminosité la plus élevée) et le lot de longueur d'onde dominante (par exemple, 8891 pour une teinte jaune constante) auprès du fournisseur pour assurer l'uniformité sur les 12 LED. Un circuit intégré pilote à courant constant, qualifié pour l'automobile, est sélectionné pour fournir un courant stable de 150mA à chaque chaîne de LED. Le PCB est conçu avec une couche de cuivre de 2 onces et un réseau de vias thermiques directement sous l'empreinte de la LED pour évacuer efficacement la chaleur, maintenant la température du plot de soudure en dessous de 80°C pendant le fonctionnement. Cela garantit que la température de jonction réelle reste bien en dessous du maximum de 125°C, préservant le maintien du flux lumineux sur la durée de vie du véhicule. Des simulations optiques sont réalisées en utilisant le diagramme de rayonnement de 120 degrés de la LED pour concevoir des optiques secondaires répondant aux exigences photométriques réglementaires pour l'intensité et la distribution angulaire des clignotants.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED est une source de lumière semi-conductrice. Elle est basée sur une puce semi-conductrice (die) faite de matériaux comme l'Arséniure de Gallium Phosphure (GaAsP) ou similaire, conçue pour émettre de la lumière dans la longueur d'onde jaune lorsqu'un courant électrique la traverse. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Ce processus est appelé électroluminescence. La composition matérielle spécifique et la structure des couches semi-conductrices déterminent la longueur d'onde dominante de la lumière émise. La puce est montée à l'intérieur d'un boîtier PLCC-6 réfléchissant, qui abrite également les liaisons par fils de connexion, et est encapsulée par une lentille en silicone teintée jaune ou transparente qui protège la puce et façonne le flux lumineux.

13. Tendances technologiques

La tendance générale dans l'éclairage automobile à LED va vers uneefficacité plus élevée(plus de lumens par watt), permettant des signaux plus lumineux avec une consommation d'énergie et une charge thermique plus faibles.La Miniaturisationse poursuit, permettant des conceptions d'éclairage plus compactes et stylisées.Une meilleure cohérence des couleurs et un tri plus serrésont critiques à mesure que les réseaux de LED deviennent plus courants. Il y a également une évolution vers desmodules LED intelligents intégrésqui incluent le pilote, les diagnostics et les interfaces de communication dans le même boîtier. De plus, la science des matériaux progresse pour offrir une résistance encore plus grande aux facteurs environnementaux sévères comme les cycles thermiques extrêmes, l'humidité élevée et les gaz corrosifs, repoussant les limites de la fiabilité et de la durée de vie dans les applications automobiles.