Fiche technique LED rouge PLCC-2 - 65-21-UR0200H-AM - Grade Automobile - 1120mcd @ 20mA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le 65-21-UR0200H-AM est une LED rouge à haute luminosité, montée dans un boîtier miniature à montage en surface PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Ce composant est spécifiquement conçu pour les applications exigeantes d'éclairage intérieur automobile, offrant une combinaison de rendement lumineux élevé, d'angle de vision large et d'une robuste fiabilité. Son objectif de conception principal est l'éclairage du tableau de bord, des combinés d'instruments et de l'éclairage d'ambiance intérieur général, où une couleur et une luminosité constantes sont cruciales dans des conditions environnementales variables.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa qualification au standard rigoureux AEC-Q102 pour les dispositifs optoélectroniques discrets dans les applications automobiles, garantissant des performances et une longévité dans les conditions sévères typiques des habitacles de véhicules. Elle présente une intensité lumineuse typique de 1120 millicandelas (mcd) à un courant de commande standard de 20mA, associée à un large angle de vision de 120 degrés pour une excellente visibilité. De plus, le produit est conforme aux directives environnementales RoHS, REACH et sans halogène, le rendant adapté aux marchés mondiaux avec des réglementations strictes sur les matériaux.

Le marché cible est exclusivement le secteur automobile, avec des applications explicitement listées pour l'éclairage intérieur automobile et les affichages de combinés. Cette focalisation dicte ses spécifications améliorées pour la plage de température, la protection contre les décharges électrostatiques (ESD) et la fiabilité à long terme par rapport aux LED de grade commercial standard.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les performances électriques et optiques sont définies dans des conditions de test standard (Ts=25°C). Le courant direct (I_F) a une valeur maximale absolue de 50mA, un point de fonctionnement typique de 20mA, et un courant de fonctionnement minimal suggéré de 5mA. À 20mA, l'intensité lumineuse (I_V) varie d'un minimum de 710mcd à une valeur typique de 1120mcd, avec un maximum spécifié jusqu'à 1800mcd, indiquant une variation potentielle de performance entre les lots de production. La tension directe (V_F) à ce courant est comprise entre 1,75V et 2,75V, avec une valeur typique de 2,0V. La longueur d'onde dominante (λ_d) se situe dans le spectre rouge, spécifiée de 612nm à 627nm, avec une valeur typique de 622nm. L'angle de vision (2θ_½) est constant à 120 degrés, avec une tolérance indiquée de ±5°.

2.2 Paramètres thermiques et de fiabilité

La gestion thermique est cruciale pour les performances et la durée de vie de la LED. Le dispositif a deux valeurs de résistance thermique spécifiées : une résistance thermique "Réelle" (R_{th JS réel}) de 160 K/W max et une résistance thermique "Électrique" (R_{th JS él}) de 125 K/W max. La différence provient probablement de la méthodologie de mesure, la méthode électrique étant une pratique courante de l'industrie pour l'estimation. La température de jonction maximale absolue (T_J) est de 125°C. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40°C à +110°C, ce qui est essentiel pour les applications automobiles qui doivent fonctionner dans des climats extrêmes. Le dispositif peut supporter une impulsion ESD (Modèle du Corps Humain) jusqu'à 2kV, offrant un niveau de base de protection contre les manipulations.

2.3 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 137 mW. La capacité de courant de surtension (I_FM) est de 100mA pour des impulsions ≤10μs avec un très faible rapport cyclique (D=0,005). Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. La température maximale de soudure pendant le refusion est de 260°C pendant 30 secondes, ce qui correspond à un profil standard pour les procédés de soudure sans plomb.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en lots de performance. La fiche technique fournit des tableaux de tri détaillés pour trois paramètres clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée à l'aide d'un système de codes alphanumériques (par exemple, L1, L2, M1... jusqu'à GA). Chaque lot couvre une plage spécifique d'intensité lumineuse minimale et maximale en millicandelas (mcd). Pour le 65-21-UR0200H-AM, les lots de sortie possibles sont mis en évidence et incluent V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), AA (1120-1400 mcd) et AB (1400-1800 mcd). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants en fonction du niveau de luminosité requis pour leur application, avec une tolérance de mesure associée de ±8%.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui détermine la couleur perçue de la lumière rouge, est également triée. Les lots sont identifiés par des codes à quatre chiffres (par exemple, 1215, 1518, 1821). Chaque code correspond à une plage de longueur d'onde de 3 nanomètres. Pour cette référence spécifique, les lots possibles sont 1215 (612-615 nm), 1518 (615-618 nm), 1821 (618-621 nm), 2124 (621-624 nm), 2427 (624-627 nm) et 2730 (627-630 nm). La tolérance pour la mesure de la longueur d'onde dominante est de ±1nm. Ce tri serré garantit l'uniformité de couleur entre plusieurs LED dans un affichage ou un réseau d'éclairage.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée à l'aide de codes comme 1517, 1720, 2022, etc., représentant des plages de tension par incréments de 0,25V (par exemple, 1,50-1,75V, 1,75-2,00V, 2,00-2,25V). Connaître le lot V_Fest important pour concevoir des circuits de commande de courant efficaces et gérer la dissipation de puissance.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs graphiques qui illustrent comment les paramètres clés changent avec les conditions de fonctionnement.

4.1 Courbe IV et intensité lumineuse relative

Le graphique Courant Direct vs Tension Directe montre la relation exponentielle typique, essentielle pour sélectionner une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant approprié. Le graphique Intensité Lumineuse Relative vs Courant Direct démontre que la sortie lumineuse augmente de manière super-linéaire avec le courant jusqu'à un certain point, mais fonctionner au-dessus des 20mA recommandés peut réduire l'efficacité et augmenter la chaleur.

4.2 Dépendance à la température

Plusieurs graphiques détaillent les effets thermiques. La courbe Intensité Lumineuse Relative vs Température de Jonction montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente—une considération critique pour les applications automobiles où les températures ambiantes peuvent être élevées. Le graphique Tension Directe Relative vs Température de Jonction montre que V_Fa un coefficient de température négatif, diminuant linéairement avec l'augmentation de la température. Cette propriété peut parfois être utilisée pour la détection indirecte de température. Le graphique Longueur d'Onde Dominante vs Température de Jonction indique un léger décalage vers le rouge (augmentation de la longueur d'onde) lorsque la température augmente.

4.3 Distribution spectrale et déclassement

Le graphique de Distribution Spectrale Relative confirme la sortie monochromatique rouge centrée autour de 622nm. La Courbe de Déclassement du Courant Direct est vitale pour la conception thermique ; elle montre que le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit à mesure que la température du plot de soudure augmente. Par exemple, à une température de plot de 110°C, le courant continu maximal n'est que de 35mA. Le graphique de Capacité de Traitement d'Impulsion Permissible fournit des directives pour piloter la LED avec des courants pulsés à différents rapports cycliques, permettant une luminosité instantanée plus élevée dans les applications multiplexées.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise un boîtier standard à montage en surface PLCC-2. Bien que le dessin mécanique exact de la page 15 ne soit pas reproduit ici, les dimensions typiques du PLCC-2 sont bien connues dans l'industrie. Le boîtier comprend un corps en plastique moulé avec deux broches. La polarité est indiquée par la forme du boîtier ou un marquage sur le dessus, la cathode étant généralement identifiée. La fiche technique inclut également une disposition "Plot de Soudure Recommandé" à la page 16, qui est cruciale pour la conception du PCB afin d'assurer un soudage correct, un dégagement thermique et une stabilité mécanique.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Le composant est conçu pour les procédés de soudage par refusion compatibles avec les soudures sans plomb. Le profil spécifié à la page 16 (Profil de Soudage par Refusion) autorise une température de pic de 260°C pendant jusqu'à 30 secondes. Il s'agit d'un profil standard IPC/JEDEC. Les concepteurs doivent s'assurer que leur processus d'assemblage reste dans ces limites pour éviter d'endommager le boîtier ou de dégrader la puce interne et les fils de liaison. La section "Précautions d'utilisation" (page 19) contient probablement des instructions importantes de manipulation, de stockage et de nettoyage pour maintenir la fiabilité, comme éviter l'exposition à des environnements contenant du soufre qui peuvent corroder les broches argentées (référencé par les "Critères de Test au Soufre" à la page 20).

7. Informations sur l'emballage et la commande

Les "Informations sur l'emballage" (page 17) détaillent comment les LED sont fournies, généralement sur des bandes porteuses gaufrées enroulées en bobines, adaptées aux équipements d'assemblage automatisés pick-and-place. Le numéro de référence 65-21-UR0200H-AM suit un système de codage interne probable qui peut encapsuler des informations sur le type de boîtier, la couleur, le lot de performance et d'autres attributs. La section "Informations de commande" (page 14) fournirait les codes de commande spécifiques correspondant aux différents lots d'intensité lumineuse, de longueur d'onde et de tension directe, permettant une sélection précise pour la production.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Comme indiqué, les applications principales sont l'Éclairage Intérieur Automobile et les Combinés d'Instruments. Cela inclut le rétroéclairage des boutons, interrupteurs et icônes sur la console centrale, l'éclairage des poignées de porte et des planchers, et, plus critique, comme témoins lumineux et d'avertissement au sein du combiné d'instruments. Le large angle de vision de 120 degrés le rend adapté aux applications où la LED peut ne pas être vue de face.

8.2 Considérations de conception

Lors de la conception avec cette LED, les ingénieurs doivent considérer plusieurs facteurs :Commande de courant :Utiliser un pilote à courant constant ou une résistance de limitation réglée pour 20mA (typique) pour assurer une luminosité et une longévité constantes.Gestion thermique :La courbe de déclassement doit être respectée. Assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques pour évacuer la chaleur des plots de soudure, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée comme un tableau de bord de voiture en plein soleil.Conception optique :Le large angle de vision peut nécessiter des guides de lumière ou des diffuseurs pour façonner le faisceau pour des usages indicateurs spécifiques.Protection ESD :Bien que classée pour 2kV HBM, l'intégration d'une protection ESD de base sur le PCB est une bonne pratique pour l'électronique automobile.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED rouges PLCC-2 commerciales standard, le 65-21-UR0200H-AM se différencie par ses qualifications de grade automobile. Les principaux points de différenciation incluent :Qualification AEC-Q102 :Cela implique une série de tests de contrainte (durée de vie en fonctionnement à haute température, cyclage thermique, résistance à l'humidité, etc.) que les pièces commerciales ne subissent pas.Plage de température étendue :Le fonctionnement de -40°C à +110°C dépasse la plage typique de -40°C à +85°C ou +100°C des pièces commerciales.Robustesse à la corrosion :La spécification "Classe B1" pour la robustesse à la corrosion indique des tests contre des contaminants gazeux spécifiques courants dans les environnements automobiles.Tri plus serré et spécification :Les paramètres sont généralement spécifiés avec des tolérances plus serrées et un tri plus complet pour garantir une cohérence au niveau du système.

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

Q : Puis-je piloter cette LED à 50mA en continu ?

R : Non. La Valeur Maximale Absolue de 50mA est une limite de contrainte. Pour un fonctionnement fiable à long terme, vous devez suivre la courbe de déclassement basée sur la température du plot de soudure. Dans des conditions ambiantes typiques, 20mA est le courant continu recommandé.

Q : Quelle est la différence entre la résistance thermique "Réelle" et "Électrique" ?

R : La méthode "Électrique" utilise la tension directe sensible à la température comme proxy pour calculer la résistance thermique et est couramment utilisée pour la spécification. La méthode "Réelle" peut impliquer une mesure thermique plus directe. À des fins de conception, utiliser la valeur la plus élevée (160 K/W) est plus conservateur pour les calculs thermiques.

Q : Comment interpréter le code de lot d'intensité lumineuse (par exemple, AA) dans une commande ?

R : Le code de lot garantit que l'intensité lumineuse de la LED se situe dans la plage spécifiée pour ce lot (par exemple, AA = 1120-1400 mcd). Vous devez commander le code de lot spécifique requis pour la cohérence de luminosité de votre application.

Q : Une diode de protection contre l'inversion est-elle nécessaire ?

R : Oui. La fiche technique indique explicitement que le dispositif "N'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse." Une diode de blocage en série ou une diode en dérivation aux bornes de la LED est essentielle s'il existe une possibilité que la tension inverse soit appliquée, ce qui est courant dans les systèmes d'alimentation automobile.

11. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un témoin d'avertissement rouge "Contrôle Moteur" pour un combiné d'instruments automobile.

Sélection :Le 65-21-UR0200H-AM est choisi pour sa conformité AEC-Q102, sa haute luminosité et sa couleur rouge. Un lot de longueur d'onde dans la plage 612-621nm pourrait être sélectionné pour une apparence rouge standard.

Conception du circuit :L'alimentation du combiné est de 12V nominal (peut varier de 9V à 16V). Une simple résistance en série est choisie pour son rapport coût-efficacité. En utilisant la V_Ftypique de 2,0V à 20mA : R = (12V - 2,0V) / 0,020A = 500Ω. Une résistance standard de 510Ω est sélectionnée, résultant en un courant d'environ 19,6mA, ce qui est acceptable. La puissance nominale de la résistance est calculée : P = I²R = (0,0196)²* 510 ≈ 0,2W, donc une résistance de 1/4W est suffisante.

Vérification thermique :La LED sera montée sur le PCB du combiné. En supposant un maximum ambiant dans l'habitacle de 85°C et une élévation de température calculée du PCB de 15°C au niveau du plot, la température du plot est de 100°C. En consultant la courbe de déclassement, le courant continu maximal autorisé à 100°C est d'environ 40mA. Notre courant de conception d'environ 20mA est bien dans cette limite, offrant une bonne marge de sécurité.

Conception optique :Un guide de lumière ou un petit capot diffuseur est conçu pour guider la lumière de la LED CMS sur le PCB vers l'icône de témoin frontal sur la façade du combiné, en utilisant l'angle de vision de 120 degrés.

12. Principe de fonctionnement

Ce dispositif est une diode électroluminescente (LED), une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la diode (environ 1,75-2,75V pour cette LED rouge) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. Ces porteurs de charge se recombinent, et pour cette composition matérielle spécifique (probablement basée sur AlGaInP), une partie de l'énergie de recombinaison est libérée sous forme de photons (lumière) avec une longueur d'onde correspondant à l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur, résultant en une lumière rouge avec une longueur d'onde dominante autour de 622nm. Le boîtier plastique PLCC-2 encapsule la puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique et intègre une lentille moulée qui façonne la lumière émise selon le motif d'angle de vision spécifié de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

Dans le secteur des LED automobiles, plusieurs tendances sont observables. Il y a une poussée continue versune efficacité lumineuse plus élevée(plus de lumière par watt électrique), permettant des affichages plus lumineux ou une consommation d'énergie et une génération de chaleur plus faibles.Une meilleure cohérence des couleurs et un tri plus serrésont critiques à mesure que les affichages deviennent plus sophistiqués.Une fiabilité et une robustesse amélioréesrestent primordiales, avec des développements continus dans les matériaux de boîtier pour résister à des températures plus élevées et des contraintes environnementales plus sévères, y compris la résistance à de nouveaux types de contaminants. De plus, l'intégration del'électronique de commande et de contrôledirectement avec le boîtier LED (par exemple, des LED intelligentes avec des CI intégrés pour le gradateur PWM ou les diagnostics) est une tendance croissante, bien que cette pièce particulière reste un composant discret sans pilote intégré.