Fiche technique LED rouge PLCC-2 2214 - 2.2x1.4mm - 2.05V Typ - 30mA - 1120mcd - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED rouge haute luminosité dans un boîtier monté en surface PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), désigné 2214. Ce composant est conçu pour la fiabilité et les performances dans des applications exigeantes, avec un encombrement compact et un large angle de vision de 120 degrés. Sa cible de conception principale est les systèmes d'éclairage intérieur automobile, où une sortie de couleur constante, une stabilité à long terme et la conformité aux normes industrielles sont critiques.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa qualification selon la norme AEC-Q102 pour les dispositifs optoélectroniques discrets de qualité automobile, garantissant qu'elle répond aux exigences strictes de qualité et de fiabilité pour une utilisation en véhicule. Elle est également conforme aux directives RoHS, REACH et sans halogène, la rendant adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes. La combinaison d'une intensité lumineuse élevée, d'une construction robuste (Classe de Robustesse à la Corrosion A1) et d'une technologie de boîtier éprouvée en fait un choix polyvalent pour les concepteurs.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

La métrique de performance clé est l'intensité lumineuse, avec une valeur typique de 1120 millicandelas (mcd) à un courant de commande standard de 30 mA. Les valeurs minimale et maximale dans les mêmes conditions sont respectivement de 900 mcd et 1800 mcd, indiquant la dispersion de production. La longueur d'onde dominante, qui définit la couleur perçue, est typiquement de 622 nanomètres (nm), dans une plage de 615 nm à 627 nm. Cela la place fermement dans le spectre rouge standard. L'angle de vision, défini comme l'angle total où l'intensité est la moitié de la valeur de crête, est de 120 degrés, offrant un motif d'éclairage large et uniforme adapté au rétroéclairage et aux applications d'indicateur.

2.2 Caractéristiques électriques

La tension directe (Vf) est un paramètre critique pour la conception du circuit. À 30 mA, la Vf typique est de 2,05 Volts, avec une plage allant de 1,75V (Min) à 2,75V (Max). Le courant direct continu absolu maximum est de 50 mA, tandis qu'un courant de surtension de 100 mA pour des impulsions ≤10 μs est autorisé. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. La sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD), testée selon le modèle du corps humain (HBM), est classée à 2 kV, ce qui est un niveau standard nécessitant des précautions de manipulation de base.

3. Caractéristiques thermiques et fiabilité

La gestion thermique est cruciale pour la longévité et la stabilité des performances de la LED. La résistance thermique de la jonction semi-conductrice au point de soudure est spécifiée de deux manières : une mesure \"réelle\" (Rth JS réel) avec un maximum de 160 K/W, et une méthode \"électrique\" (Rth JS él) avec un maximum de 125 K/W. Plus la résistance thermique est faible, plus la chaleur est évacuée efficacement de la puce LED. La température de jonction maximale admissible (Tj) est de 125°C. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +110°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. Le dispositif peut résister aux profils de soudure par refusion sans plomb avec une température de pointe de 260°C pendant 30 secondes.

4. Explication du système de tri

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres clés.

4.1 Tri par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée à l'aide d'un système de codes alphanumériques allant de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). Pour cette référence spécifique (2214-UR0301H-AM), les lots de sortie possibles sont mis en évidence et vont de V2 (900-1120 mcd) à AB (1400-1800 mcd), la valeur typique de 1120 mcd se situant dans le lot AA (1120-1400 mcd). Les concepteurs doivent consulter les informations de commande de la référence spécifique pour connaître le lot exact fourni.

4.2 Tri par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante est triée avec des codes à 4 chiffres. Les lots pertinents pour cette LED rouge se situent dans la plage 600-640 nm. Les lots de sortie possibles pour cette référence couvrent la plage de 2124 (621-624 nm) à 3033 (630-633 nm), la valeur typique de 622 nm appartenant au lot 2124. Une tolérance de ±1 nm est appliquée au processus de tri.

4.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée à l'aide de codes à 4 chiffres représentant la plage de tension en dixièmes de volt. Par exemple, le lot 1720 couvre 1,75V à 2,00V. La Vf typique de 2,05V tomberait dans le lot 2022 (2,00-2,25V). Sélectionner des LED dans un lot de Vf serré peut simplifier la conception du circuit limiteur de courant dans des réseaux en parallèle.

5. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs graphiques caractérisant les performances dans différentes conditions.

5.1 Courbe IV et intensité lumineuse relative

Le graphique Courant direct vs Tension directe montre la relation exponentielle typique d'une diode. Le graphique Intensité lumineuse relative vs Courant direct démontre que la sortie lumineuse augmente de manière sous-linéaire avec le courant, soulignant l'importance d'une commande au courant recommandé pour une efficacité optimale.

5.2 Dépendance à la température

Des graphiques clés montrent l'impact de la température de jonction (Tj). La courbe Intensité lumineuse relative vs Température de jonction montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente, un phénomène appelé affaiblissement thermique. Le graphique Tension directe relative vs Température de jonction montre que Vf diminue linéairement avec l'augmentation de la température, ce qui peut être utilisé pour une surveillance indirecte de la température. Le graphique Décalage relatif de longueur d'onde indique que la longueur d'onde dominante augmente légèrement (décalage vers le rouge) avec une température plus élevée.

5.3 Déclassement et gestion des impulsions

La Courbe de déclassement du courant direct dicte le courant continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure. Par exemple, à une température du point de soudure (Ts) de 110°C, le courant maximal est de 35 mA. Le tableau des Capacités de gestion d'impulsion admissible définit l'amplitude maximale du courant d'une seule impulsion pour différentes largeurs d'impulsion et cycles de service, utile pour les applications de multiplexage ou de stroboscopie.

6. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise le boîtier PLCC-2 standard de l'industrie. La désignation \"2214\" se réfère typiquement aux dimensions du boîtier d'environ 2,2mm de longueur et 1,4mm de largeur. Le dessin mécanique détaillerait la longueur, largeur, hauteur exactes, l'espacement des broches et les dimensions de découpe pour la lentille. La polarité est indiquée par une marque de cathode, typiquement une encoche ou un marquage vert sur le corps du boîtier. La disposition recommandée des plots de soudure est fournie pour assurer une soudure fiable et une connexion thermique correcte au PCB.

7. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le composant est compatible avec les processus de soudure par refusion sans plomb. Le profil de refusion recommandé inclut une température de pointe de 260°C pendant 30 secondes, comme défini dans les Caractéristiques maximales absolues. Les précautions d'utilisation incluent les procédures standard de manipulation ESD, éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, et s'assurer que le processus de soudure ne dépasse pas les limites thermiques spécifiées. Les conditions de stockage appropriées sont dans la plage de température de -40°C à +110°C dans un environnement à faible humidité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est l'éclairage intérieur automobile, comme le rétroéclairage pour les interrupteurs, boutons et groupes d'instruments. Sa fiabilité et sa qualification AEC-Q102 la rendent idéale pour cet environnement exigeant. Elle est également adaptée aux voyants indicateurs généraux, affichages d'état et rétroéclairage dans l'électronique grand public et les équipements industriels où une indication rouge brillante et fiable est nécessaire.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs de circuits doivent mettre en œuvre un schéma de limitation de courant approprié, typiquement une résistance série ou un pilote à courant constant, basé sur le lot de tension directe et la tension d'alimentation. La conception thermique est essentielle ; la conception du PCB doit fournir une surface de cuivre adéquate (plot thermique) pour dissiper la chaleur, surtout lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou près du courant maximal. Pour une couleur et une luminosité constantes dans un réseau, spécifier des lots de longueur d'onde et d'intensité serrés ou utiliser un calibrage électronique peut être nécessaire.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED non qualifiées automobile, les principaux points de différenciation de ce composant sont sa qualification AEC-Q102 et sa plage de température étendue (-40°C à +110°C), qui sont obligatoires pour les applications automobiles. Sa classification Classe de Robustesse à la Corrosion A1 indique une résistance accrue au soufre et autres atmosphères corrosives, un problème courant dans les environnements automobiles. Le boîtier PLCC-2 offre un bon équilibre entre taille, soudabilité et sortie lumineuse par rapport aux boîtiers plus petits à l'échelle de la puce ou aux LED traversantes plus grandes.

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

Q : Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

R : La condition de test standard et les performances typiques sont données à 30 mA. Elle peut fonctionner de 5 mA jusqu'à son maximum absolu de 50 mA, mais l'efficacité et la durée de vie sont optimisées à ou près du courant typique.

Q : Comment la température affecte-t-elle la luminosité ?

R : Comme le montrent les courbes de performance, l'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Un dissipateur thermique efficace est crucial pour maintenir une sortie lumineuse stable.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 5V ?

R : Oui, mais une résistance série est requise pour limiter le courant. La valeur de la résistance R = (Tension d'alimentation - Vf de la LED) / Courant souhaité. Utilisez la Vf maximale du lot ou de la fiche technique pour une conception conservatrice.

Q : Que signifie l'angle de vision de 120° ?

R : Cela signifie l'étalement angulaire où l'intensité lumineuse est au moins la moitié de sa valeur de crête (mesurée au centre). Il fournit un champ de vision très large.

11. Étude de cas de conception pratique

Considérons la conception d'un rétroéclairage pour un panneau de commutateurs automobile avec 10 LED rouges identiques. La tension système est de 12V (batterie automobile). Pour assurer la longévité, nous choisissons de commander chaque LED à 25 mA (en dessous des 30mA typiques). En supposant que nous utilisons des LED du lot de Vf le plus élevé (2,75V max), la résistance série pour chaque LED serait : R = (12V - 2,75V) / 0,025A = 370 Ohms. Une résistance standard de 360 ou 390 Ohms serait appropriée. La conception du PCB regrouperait les LED et connecterait leurs plots thermiques à une zone de cuivre commune pour dissiper la chaleur. Pour garantir une apparence uniforme, il est conseillé de spécifier des LED du même lot de longueur d'onde dominante et d'intensité lumineuse.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant sa tension directe caractéristique (~2V pour le rouge) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice (typiquement basée sur le Phosphure d'Aluminium Gallium Indium - AlGaInP pour le rouge). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition et la structure spécifiques du matériau déterminent la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le boîtier plastique encapsule et protège la puce, intègre un cadre de connexion pour la connexion électrique, et inclut une lentille moulée qui façonne le faisceau lumineux de sortie.

13. Tendances technologiques

La tendance générale pour les LED CMS comme celle-ci est vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), ce qui réduit la consommation d'énergie et la charge thermique. Il y a également une poussée pour une fiabilité accrue et des durées de vie opérationnelles plus longues, surtout pour les applications automobiles et industrielles. La miniaturisation des boîtiers continue, mais le PLCC-2 reste populaire en raison de son excellent équilibre entre performance, coût et facilité d'assemblage. De plus, l'intégration de fonctionnalités comme une régulation de courant intégrée ou des diodes de protection dans le boîtier est une tendance croissante pour simplifier la conception des circuits.