Fiche technique LED Blanc Froid PLCC-2 - Boîtier 1608 - 2,85V @ 10mA - Angle de vision 120° - Document technique FR

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-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) de taille 1608. Le composant est conçu pour la fiabilité et les performances dans des environnements exigeants, avec une intensité lumineuse typique de 710 millicandelas (mcd) sous un courant direct de 10 milliampères (mA). Sa conception est principalement axée sur les applications d'éclairage intérieur automobile, où une sortie lumineuse constante, de larges angles de vision et une construction robuste sont primordiaux.

Les avantages principaux de cette LED incluent son encombrement compact 1608, un large angle de vision de 120 degrés pour une excellente dispersion de la lumière, et sa conformité à des normes strictes automobile et environnementales telles que AEC-Q102, RoHS, REACH, et les exigences sans halogène. Elle est destinée aux marchés nécessitant un éclairage fiable et de longue durée dans des espaces confinés, comme les combinés d'instruments de véhicules, les interrupteurs rétroéclairés et l'éclairage d'ambiance intérieur général.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés définissent la performance de la LED dans des conditions standard (T_s=25°C). Le courant direct (I_F) a une plage de fonctionnement de 2 mA à un maximum de 20 mA, 10 mA étant la condition de test typique. À ce courant, la tension directe typique (V_F) est de 2,85V, avec une plage de 2,5V à 3,75V. La sortie photométrique principale, l'intensité lumineuse (I_V), est spécifiée avec une valeur typique de 710 mcd, un minimum de 560 mcd, et peut atteindre jusqu'à 1300 mcd. Les coordonnées de chromaticité dominantes (CIE x, y) sont approximativement 0,3, 0,3, définissant son point blanc froid. Il est crucial de noter les tolérances de mesure associées : ±8% pour le flux lumineux, ±0,05V pour la tension directe, et ±0,005 pour les coordonnées de chromaticité.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Pour garantir la longévité du composant, les conditions de fonctionnement ne doivent jamais dépasser les valeurs maximales absolues. Le courant direct continu maximal est de 20 mA, avec une limite de dissipation de puissance de 75 mW. Le composant peut supporter un courant de surtension de courte durée (I_FM) de 50 mA pour des impulsions ≤10 μs. La température de jonction (T_J) ne doit pas dépasser 125°C, avec une plage de température ambiante de fonctionnement de -40°C à +110°C. La gestion thermique est cruciale ; la résistance thermique de la jonction au point de soudure est spécifiée à 160 K/W (réelle) et 140 K/W (électrique). Ce paramètre indique l'efficacité avec laquelle la chaleur est évacuée de la puce LED, impactant directement la stabilité de la sortie lumineuse et la durée de vie.

2.3 Spécifications de fiabilité et environnementales

La LED est conçue pour la robustesse. Elle a une sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) de 2 kV (Modèle du corps humain), un niveau standard pour la manipulation des composants. Elle est qualifiée selon la norme AEC-Q102, confirmant son aptitude aux applications automobiles. De plus, elle répond à la Classe de Robustesse à la Corrosion B1, est conforme aux réglementations REACH de l'UE, et est sans halogène (Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) est 3, ce qui signifie que le boîtier doit être séché s'il est exposé à l'air ambiant pendant plus de 168 heures avant le soudage par refusion.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Courbe IV et efficacité lumineuse

Le graphique courant direct vs tension directe montre une relation exponentielle caractéristique. Lorsque le courant augmente de 0 à 25 mA, la tension passe d'environ 2,4V à 3,2V. Cette courbe est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant. Le graphique de l'intensité lumineuse relative vs courant direct montre que la sortie lumineuse augmente de manière super-linéaire avec le courant à des niveaux bas avant de tendre vers la saturation à des courants plus élevés, soulignant l'importance d'alimenter la LED à ou près de son courant recommandé pour une efficacité optimale.

3.2 Dépendance à la température

Les graphiques de performance révèlent des dépendances significatives à la température. La courbe d'intensité lumineuse relative vs température de jonction montre que la sortie diminue lorsque la température augmente. À 100°C, l'intensité est d'environ 60-70% de sa valeur à 25°C. Inversement, la tension directe a un coefficient de température négatif, diminuant d'environ 0,2V sur la même plage de température. Les coordonnées de chromaticité se déplacent également avec le courant et la température, ce qui est une considération critique pour les applications nécessitant une qualité de couleur constante.

3.3 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de distribution spectrale relative confirme un spectre blanc froid, typique d'une puce LED bleue avec un revêtement de phosphore. Le pic se situe dans la région bleue, avec un large pic secondaire dans la région jaune/verte provenant du phosphore. Le diagramme de diagramme de rayonnement illustre le profil d'émission de type Lambertien avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) de 120°, fournissant un éclairage large et uniforme.

3.4 Dégradation et fonctionnement en impulsions

La courbe de dégradation du courant direct est vitale pour le fonctionnement à haute température. À la température maximale de la pastille de soudure de 110°C, le courant direct continu admissible chute à 20 mA. Le graphique spécifie également de ne pas utiliser de courants inférieurs à 2mA. Le tableau des capacités de traitement d'impulsions admissibles permet aux concepteurs d'utiliser des courants de crête plus élevés (I_F) pendant de courtes durées (de 0,1 ms à 10 secondes) à divers cycles de service, ce qui est utile pour le multiplexage ou la création de pics de luminosité.

4. Explication du système de classement (Binning)

La sortie de la LED est catégorisée en classes (bins) pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Deux structures de classement principales sont fournies.

4.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée en groupes étiquetés de Q à B, chaque groupe étant subdivisé en classes X, Y et Z représentant des plages d'intensité ascendantes. Pour cette référence spécifique (1608-C701 00H-AM), les classes de sortie possibles sont mises en évidence, se situant dans les groupes U et V. Cela signifie que la pièce typique de 710 mcd se trouve dans la plage supérieure du groupe U (U-Z : 610-710 mcd) ou la plage inférieure du groupe V (V-X : 710-820 mcd). Les concepteurs doivent tenir compte de cette plage lors de la spécification des niveaux de luminosité minimaux.

4.2 Classement par chromaticité (couleur)

La structure standard des classes de couleur blanc froid définit des quadrilatères spécifiques sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Chaque classe (par exemple, PK0, NK0, MK0) est définie par quatre ensembles de coordonnées (x, y) qui forment ses limites. Cela garantit que toutes les LED d'un code de classe donné présenteront des coordonnées de couleur dans cette zone définie, maintenant l'uniformité de couleur dans un réseau. Le tableau fourni liste de nombreux codes de classe et leurs ensembles de coordonnées correspondants.

5. Informations mécaniques, d'emballage et d'assemblage

5.1 Dimensions mécaniques et polarité

La LED utilise un boîtier PLCC-2 standard 1608 (1,6mm x 0,8mm). Le dessin mécanique montre généralement la vue de dessus, la vue de côté et l'empreinte. Le boîtier PLCC-2 a deux broches. La polarité est indiquée par un marquage sur le dessus du composant, tel qu'un point ou un coin coupé, qui correspond à la broche cathode (-). L'orientation correcte est essentielle au fonctionnement du circuit.

5.2 Schéma recommandé des pastilles de soudure

Un schéma de pastilles de soudure recommandé est fourni pour assurer des joints de soudure fiables et un bon alignement pendant la refusion. Ce motif est légèrement plus grand que les broches du composant pour faciliter la formation d'un bon congé de soudure. Le respect de cette empreinte est critique pour le rendement de fabrication et la fiabilité mécanique à long terme.

5.3 Profil et directives de soudage par refusion

La fiche technique spécifie un profil de soudage par 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 (Pb-free). Le profil comprend des zones de préchauffage, de stabilisation thermique, de refusion et de refroidissement avec des vitesses de montée en température et des limites de temps définies pour éviter les chocs thermiques et assurer une formation correcte du joint de soudure sans endommager le boîtier LED ou la puce interne.

5.4 Informations sur l'emballage

Les LED sont fournies en bande et en bobine pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. Les informations d'emballage détaillent les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des poches et l'orientation des composants sur la bande. Ces informations sont nécessaires pour configurer l'équipement d'assemblage.

5.5 Précautions d'utilisation et de stockage

Les précautions clés incluent : éviter l'application d'une tension inverse, s'assurer que les conditions de fonctionnement ne dépassent pas les valeurs maximales absolues, mettre en œuvre des procédures de manipulation ESD appropriées et suivre le profil de refusion spécifié. Les conditions de stockage doivent être comprises entre -40°C et +110°C, et les procédures de manipulation MSL-3 doivent être suivies si le sachet est ouvert.

6. Notes d'application et considérations de conception

6.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est l'éclairage intérieur automobile. Cela inclut l'éclairage des combinés d'instruments, fournissant le rétroéclairage des jauges et des affichages. Elle est également idéale pour le rétroéclairage de divers interrupteurs (vitre électrique, climatisation) et pour l'éclairage d'ambiance ou d'accentuation général dans l'habitacle. Ses spécifications de fiabilité la rendent adaptée à ces environnements sévères, soumis à des cycles de température.

6.2 Considérations de conception de circuit

Les concepteurs doivent intégrer une résistance de limitation de courant ou un circuit pilote à courant constant. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. En utilisant la V_Ftypique de 2,85V et un I_Fsouhaité de 10mA avec une alimentation de 5V, la résistance serait d'environ (5 - 2,85) / 0,01 = 215 Ohms. Un circuit intégré pilote est recommandé pour les applications nécessitant un contrôle de courant précis ou un gradation (PWM). Le large angle de vision élimine le besoin d'optiques secondaires dans de nombreuses applications d'éclairage diffus.

6.3 Gestion thermique dans la conception

Un dissipateur thermique efficace est essentiel pour maintenir les performances et la longévité. La valeur élevée de la résistance thermique signifie que la chaleur ne s'échappe pas facilement de la jonction. Les concepteurs doivent s'assurer que la pastille PCB connectée à la pastille thermique de la LED (si présente) est de taille adéquate et connectée à des zones ou plans de cuivre pour servir de répartiteur de chaleur. Dans les environnements ambiants à haute température (par exemple, près de l'électronique moteur d'une voiture), le courant doit être dégradé selon la courbe fournie.

6.4 Critères de résistance au soufre

La fiche technique inclut une section sur les critères de test au soufre, particulièrement pertinente pour les environnements automobile et industriels où le soufre atmosphérique peut corroder les composants argentés. Ce test vérifie la résistance de la LED à de tels environnements, un facteur clé pour la fiabilité à long terme dans certaines zones géographiques ou applications.

7. Informations de commande et de référence

Le système de référence fournit des informations spécifiques. Pour l'exemple "1608-C701 00H-AM" : "1608" désigne la taille du boîtier, "C701" est probablement le code produit de base, et "00H-AM" peut spécifier la classe d'intensité lumineuse et la classe de couleur (par exemple, Blanc Froid). La section des informations de commande détaillerait comment spécifier différentes classes ou options d'emballage (bande et bobine vs. vrac).

8. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre la résistance thermique réelle et électrique (R_{th JS}) ?

R : La résistance thermique réelle est mesurée en utilisant un paramètre sensible à la température (comme la tension directe) de la LED elle-même. La résistance thermique électrique est souvent une valeur calculée ou simulée. La valeur réelle est généralement plus précise pour la conception thermique.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3V sans résistance ?

R : Non. La tension directe varie (2,5V-3,75V). Connecter directement 3,3V pourrait entraîner un courant excessif si la V_Fest basse, risquant d'endommager la LED. Utilisez toujours un mécanisme de limitation de courant.

Q : Comment l'angle de vision de 120° affecte-t-il ma conception ?

R : Il fournit une lumière très large et diffuse. C'est excellent pour l'éclairage de zone mais pas pour créer un faisceau focalisé. Pour un effet de projecteur, une lentille secondaire serait nécessaire.

Q : Cette LED est-elle gradable ?

R : Oui, comme la plupart des LED, elle peut être efficacement graduée en utilisant la Modulation de Largeur d'Impulsion (PWM). N'utilisez pas la réduction analogique de tension pour la gradation, car cela provoque un décalage de couleur significatif.

9. Principes et tendances techniques

9.1 Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Une puce semi-conductrice, généralement en nitrure de gallium-indium (InGaN), émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct. Cette lumière bleue excite un revêtement de phosphore jaune (ou jaune-rouge) à l'intérieur du boîtier. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie donne la perception de la lumière blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine la température de couleur corrélée (CCT), dans ce cas, "Blanc Froid".

9.2 Tendances de l'industrie

La tendance pour ces composants va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un indice de rendu des couleurs (IRC) amélioré pour une meilleure qualité de lumière, et une plus grande miniaturisation tout en maintenant ou augmentant la sortie lumineuse. Il y a également une forte poussée vers des normes de fiabilité plus élevées et une conformité environnementale plus large (par exemple, risque de lumière bleue réduit, recyclabilité complète). L'intégration avec des pilotes intelligents pour un éclairage adaptatif est un autre domaine en croissance, en particulier dans les applications automobiles.