Spécification de LED verte PLCC4 - Dimensions 3,50x2,80x3,25 mm - Tension 2,8-3,5 V - Puissance 0,245 W - Documentation technique

1. Aperçu du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes pour une diode électroluminescente (LED) verte dans un boîtier à montage en surface PLCC4 (Porteur de Puce à Bornes en Plastique). Le dispositif est conçu en utilisant la technologie semi-conductrice InGaN (Nitruro de Gallium d'Indium) sur un substrat, qui est la norme industrielle pour produire des LED vertes de haute luminosité. Sa conception principale vise la fiabilité et la compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés, le rendant adapté aux environnements de fabrication en grande série.

1.1 Avantages clés et marché cible

Les avantages clés de cette LED découlent de sa construction spécifique et de ses paramètres de performance. Le boîtier PLCC4 offre un logement robuste et fiable qui protège la puce semi-conductrice tout en fournissant d'excellentes performances thermiques et électriques. L'angle de vision extrêmement large, typiquement de 60 degrés, assure une distribution uniforme de la lumière, ce qui est crucial pour les applications d'indication et d'éclairage. La conformité aux directives de test de stress AEC-Q101 indique une conception axée sur la fiabilité de qualité automobile, suggérant une aptitude aux environnements aux exigences de durabilité strictes. Les marchés cibles principaux sont l'éclairage intérieur automobile, tel que le rétroéclairage du tableau de bord, l'illumination des commutateurs et l'éclairage ambiant, ainsi que les indicateurs à usage général dans l'électronique grand public et les contrôles industriels où une indication verte est requise.

2. Analyse des paramètres techniques

Une interprétation approfondie et objective des paramètres électriques, optiques et thermiques est essentielle pour une conception de circuit et une application appropriées.

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres de fonctionnement clés sont spécifiés à une température de jonction (Tj) de 25°C. La tension directe (Vf) varie d'un minimum de 2,8 V à un maximum de 3,5 V, avec une valeur typique de 3,2 V lorsqu'elle est pilotée par un courant direct (If) de 50 mA. Cette plage de tension est importante pour concevoir le circuit de limitation de courant. L'intensité lumineuse (Iv) est exceptionnellement élevée, variant de 10 000 à 18 000 millicandelas (mcd) au même courant de test. Cette haute luminosité permet à la LED d'être visible même dans des conditions bien éclairées. La longueur d'onde dominante (Wd) spécifie la couleur perçue de la lumière, variant de 515 nm à 525 nm, ce qui se situe dans la région du vert pur du spectre visible. L'angle de vision (2θ1/2) est de 60 degrés, défini comme l'angle total auquel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur à 0 degrés (sur l'axe)._Fva de 2,8 V à 3,5 V, avec une valeur typique de 3,2 V lorsqu'elle est alimentée par un courant direct (If) de 50 mA. Cette plage de tension est importante pour la conception du circuit de limitation de courant. L'intensité lumineuse (Iv) est exceptionnellement élevée, allant de 10 000 à 18 000 millicandelas (mcd) au même courant de test. Cette luminosité élevée permet à la LED d'être visible même dans des conditions fortement éclairées. La longueur d'onde dominante (Wd) spécifie la couleur perçue de la lumière, allant de 515 nm à 525 nm, ce qui se situe dans la région du vert pur du spectre visible. L'angle de vision (2θ1/2) est de 60 degrés, défini comme l'angle total où l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur à 0 degrés (sur l'axe)._Fv) est exceptionnellement élevée, allant de 10 000 à 18 000 millicandelas (mcd) au même courant de test. Cette luminosité élevée permet à la LED d'être visible même dans des conditions bien éclairées. La longueur d'onde dominante (Wd) spécifie la couleur perçue de la lumière, allant de 515 nm à 525 nm, ce qui se situe dans la région du vert pur du spectre visible. L'angle de vision (2θ1/2) est de 60 degrés, défini comme l'angle total auquel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur à 0 degrés (sur l'axe)._Vd) spécifie la couleur perçue de la lumière, allant de 515 nm à 525 nm, ce qui se situe dans la région du vert pur du spectre visible. L'angle de vision (2θ1/2) est de 60 degrés, défini comme l'angle total auquel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur à 0 degrés (sur l'axe)._d1/2_1/2) est de 60 degrés, défini comme l'angle total auquel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur à 0 degrés (sur l'axe).

2.2 Valeurs maximales absolues et déclassement

Ce sont les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le courant direct continu maximal (If) est de 70 mA. Cependant, la condition de fonctionnement recommandée est de 50 mA, fournissant une marge de sécurité. Le courant direct de crête (Ifp) est de 100 mA, mais cela est spécifié uniquement pour un fonctionnement pulsé (avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms comme indiqué). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 245 mW. C'est un paramètre critique pour la gestion thermique ; la puissance dissipée réelle est calculée comme Vf * If. Par exemple, avec une Vf typique de 3,2 V et un If de 50 mA, la puissance est de 160 mW, ce qui est dans la limite. La tension inverse (Vr) est limitée à 5 V, indiquant que la LED a une protection limitée contre la polarisation inverse et doit être protégée dans les circuits où une inversion de tension est possible. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +100°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C._Ff) est de 70 mA. Cependant, la condition de fonctionnement recommandée est de 50 mA, fournissant une marge de sécurité. Le courant direct de crête (Ifp) est de 100 mA, mais cela est spécifié uniquement pour un fonctionnement pulsé (avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms comme indiqué). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 245 mW. C'est un paramètre critique pour la gestion thermique ; la puissance dissipée réelle est calculée comme Vf * If. Par exemple, avec une Vf typique de 3,2 V et un If de 50 mA, la puissance est de 160 mW, ce qui est dans la limite. La tension inverse (Vr) est limitée à 5 V, indiquant que la LED a une protection limitée contre la polarisation inverse et doit être protégée dans les circuits où une inversion de tension est possible. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +100°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C._FPfp) est de 100 mA, mais cela est spécifié uniquement pour un fonctionnement pulsé (avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms comme indiqué). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 245 mW. C'est un paramètre critique pour la gestion thermique ; la puissance dissipée réelle est calculée comme Vf * If. Par exemple, avec une Vf typique de 3,2 V et un If de 50 mA, la puissance est de 160 mW, ce qui est dans la limite. La tension inverse (Vr) est limitée à 5 V, indiquant que la LED a une protection limitée contre la polarisation inverse et doit être protégée dans les circuits où une inversion de tension est possible. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +100°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C._Dd) est de 245 mW. C'est un paramètre critique pour la gestion thermique ; la puissance dissipée réelle est calculée comme Vf * If. Par exemple, avec une Vf typique de 3,2 V et un If de 50 mA, la puissance est de 160 mW, ce qui est dans la limite. La tension inverse (Vr) est limitée à 5 V, indiquant que la LED a une protection limitée contre la polarisation inverse et doit être protégée dans les circuits où une inversion de tension est possible. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +100°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C._Ff * If_F. Par exemple, avec une Vf typique de 3,2 V et un If de 50 mA, la puissance est de 160 mW, ce qui est dans la limite. La tension inverse (Vr) est limitée à 5 V, indiquant que la LED a une protection limitée contre la polarisation inverse et doit être protégée dans les circuits où une inversion de tension est possible. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +100°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C._Ff de 3,2 V et un If_Fde 50 mA, la puissance est de 160 mW, ce qui est dans la limite. La tension inverse (Vr) est limitée à 5 V, indiquant que la LED a une protection limitée contre la polarisation inverse et doit être protégée dans les circuits où une inversion de tension est possible. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +100°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C._Rr) est limitée à 5 V, indiquant que la LED a une protection limitée contre la polarisation inverse et doit être protégée dans les circuits où une inversion de tension est possible. La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +100°C, confirmant son aptitude aux environnements automobiles sévères. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C._Jj) est de 120°C.

2.3 Caractéristiques thermiques et gestion

La résistance thermique de la jonction au point de soudure (R_θJ-S) est spécifiée comme un maximum de 130 K/W. Ce paramètre quantifie l'efficacité avec laquelle la chaleur générée à la jonction semi-conductrice est transférée à la carte PCB via les pastilles de soudure. Une valeur plus basse indique une meilleure dissipation thermique. Pour éviter la surchauffe, la température de jonction doit être maintenue en dessous de 120°C. Les concepteurs doivent calculer l'élévation de température de jonction attendue en utilisant la formule : ΔTj = Pd * RθJ-S. Une surface de cuivre PCB adéquate (conception de pastille thermique) et éventuellement un flux d'air sont nécessaires pour maintenir une température de fonctionnement sûre, surtout lorsque la LED est pilotée à ou près de son courant maximal._Jj = P_Dd * R_θJ-S. Une surface de cuivre PCB adéquate (conception de pastille thermique) et éventuellement un flux d'air sont nécessaires pour maintenir une température de fonctionnement sûre, surtout lorsque la LED est pilotée à ou près de son courant maximal.

3. Explication du système de binning

Le produit est classé en bins basés sur des paramètres clés pour assurer la cohérence dans l'application. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des tolérances de performance étroites pour leurs besoins spécifiques.

3.1 Binning de la tension directe (V_Ff) Binning

La tension directe est classée par pas de 0,1 V sur la plage de 2,8 V à 3,5 V. Les bins sont étiquetés G1 (2,8-2,9 V), G2 (2,9-3,0 V), H1 (3,0-3,1 V), H2 (3,1-3,2 V), I1 (3,2-3,3 V), I2 (3,3-3,4 V) et J1 (3,4-3,5 V). Utiliser des LED du même bin Vf dans des configurations parallèles aide à assurer un partage de courant plus équilibré._Ff bin dans des configurations parallèles aide à assurer un partage de courant plus équilibré.

3.2 Binning de l'intensité lumineuse (I_Vv) Binning

L'intensité lumineuse est divisée en trois bins : R1 (10 000-12 000 mcd), R2 (12 000-15 000 mcd) et S1 (15 000-18 000 mcd). Cela permet d'apparier la luminosité dans des réseaux multi-LED, évitant des différences notables dans le flux lumineux.

3.3 Binning de la longueur d'onde dominante (W_dd) Binning

La longueur d'onde dominante, qui définit la teinte de couleur, est classée en quatre plages : D1 (515-517,5 nm), D2 (517,5-520 nm), E1 (520-522,5 nm) et E2 (522,5-525 nm). Ce binning serré assure une apparence de couleur verte cohérente, ce qui est crucial pour les applications esthétiques.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fournisse une courbe typique de tension directe en fonction du courant direct (courbe IV), d'autres caractéristiques peuvent être déduites des données fournies.

4.1 Courbe caractéristique IV (Courant-Tension)

La courbe fournie (Fig. 1-7) montre graphiquement la relation entre le courant direct et la tension directe. Elle présentera le comportement exponentiel typique d'une diode. La courbe est essentielle pour comprendre la résistance dynamique de la LED et pour concevoir des circuits de pilotage efficaces. La Vf spécifiée à 50 mA donne un point de fonctionnement spécifique sur cette courbe._Ff à 50 mA donne un point de fonctionnement spécifique sur cette courbe.

4.2 Dépendance des paramètres à la température

Bien que non explicitement représentée graphiquement, c'est une caractéristique fondamentale des LED que la tension directe diminue avec l'augmentation de la température de jonction (typiquement -2 mV/°C pour InGaN). Inversement, la sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température augmente. La large plage de température de fonctionnement (-40°C à +100°C) implique que le dispositif est conçu pour minimiser la dégradation des performances sur cette étendue, mais les concepteurs doivent tenir compte de la réduction du flux lumineux à haute température ambiante.

4.3 Distribution spectrale

La spécification de longueur d'onde dominante (515-525 nm) indique un pic spectral relativement étroit dans la région verte. La largeur spectrale (non spécifiée) influence la pureté de la couleur. Pour une LED verte InGaN, le spectre est typiquement plus étroit que celui des LED blanches à conversion de phosphore, résultant en une couleur verte saturée.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Les dimensions physiques précises sont critiques pour la conception de l'empreinte PCB et l'assemblage.

5.1 Dimensions du boîtier et tolérances

Les dimensions globales du boîtier sont de 3,50 mm en longueur, 2,80 mm en largeur et 3,25 mm en hauteur. Toutes les tolérances de dimension sont de ±0,2 mm sauf indication contraire. Les dessins montrent la vue de dessus, la vue de côté et la vue de dessous, détaillant la forme de la lentille, le positionnement du cadre de connexion et la géométrie globale.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure et identification de la polarité

Un motif de soudure (Fig. 1-5) est fourni comme guide pour la conception du motif de pastilles PCB. Suivre cette recommandation assure une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant le refusion. La vue de dessous (Fig. 1-3) et le diagramme de polarité (Fig. 1-4) montrent clairement les connexions anode et cathode. Le boîtier a typiquement une encoche moulée ou un coin de cathode marqué pour l'identification visuelle de la polarité pendant le placement.

6. Lignes directrices pour le soudage et l'assemblage

6.1 Instructions de soudage par refusion SMT

Le dispositif est adapté à tous les processus d'assemblage et de soudage SMT standard. Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) est classé Niveau 2. Cela signifie que les dispositifs emballés sont scellés dans un sac résistant à l'humidité avec un déshydratant et ont une durée de vie au sol de 1 an à ≤ 30°C / 60% d'humidité relative (HR) après l'ouverture du sac. Pour le soudage par refusion, il est crucial de suivre le profil de refusion recommandé compatible avec la masse thermique du boîtier et l'assemblage PCB. La température de pointe et le temps au-dessus du liquidus doivent être contrôlés pour éviter d'endommager la lentille de la LED ou les connexions internes par fil. Une pré-cuisson peut être requise si le temps d'exposition dépasse les limites du MSL Niveau 2.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Une protection contre les décharges électrostatiques est nécessaire. La tension de tenue aux décharges électrostatiques (ESD) selon le modèle du corps humain (HBM) est de 2000 V. Bien que cela offre une protection de base, les procédures de manipulation ESD standard (par exemple, postes de travail mis à la terre, bracelets) doivent toujours être utilisées. Le stockage doit être dans la plage de température spécifiée (-40°C à +100°C) dans un environnement sec. Évitez d'appliquer des contraintes mécaniques à la lentille.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage pour la manipulation automatisée

Le produit est fourni sur bande et bobine pour compatibilité avec les machines de placement à grande vitesse. Les dimensions de la bande porteuse, les dimensions de la bobine et les spécifications du formulaire d'étiquette sont détaillées pour assurer la compatibilité avec les systèmes d'alimentation standard. L'utilisation d'une bande porteuse embossée protège les lentilles de LED pendant le transport et la manipulation.

7.2 Emballage résistant à l'humidité et boîte en carton

Pour le stockage à long terme et l'expédition, les bobines sont emballées dans des sacs barrière à l'humidité avec déshydratant pour maintenir le classement MSL Niveau 2. Ces sacs sont ensuite emballés dans des boîtes en carton conçues pour fournir une protection physique. L'étiquetage de la boîte comprend des informations telles que le numéro de pièce, la quantité, le code de lot et le code de date pour la traçabilité.

8. Recommandations d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

Les applications principales déclarées sont l'éclairage intérieur automobile (par exemple, rétroéclairage du groupe d'instruments, illumination des commandes HVAC, lumières des commutateurs de porte) et les commutateurs généraux. La haute luminosité et la fiabilité la rendent également adaptée aux indicateurs de panneau de contrôle industriel, aux voyants d'état des appareils grand public et à la signalisation extérieure où une indication verte est nécessaire.

8.2 Considérations de conception critiques

• Contrôle du courant :Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec la LED. Le courant direct ne doit pas dépasser 70 mA en continu.
• Gestion thermique :Connectez la pastille thermique (si présente) à une surface de cuivre suffisante sur le PCB pour évacuer la chaleur. Surveillez la température de jonction dans les applications à haute ambiance ou à courant élevé.
• Conception optique :L'angle de vision de 60 degrés fournit un éclairage large. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (lentilles) peuvent être requises.
• Protection ESD et contre la tension inverse :Incorporez des diodes de protection ou des circuits si la LED est dans un environnement sujet à des transitoires de tension ou à une connexion inverse.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED vertes traversantes génériques, ce dispositif offre des avantages significatifs : conception à montage en surface pour l'assemblage automatisé, une intensité lumineuse beaucoup plus élevée (10-18k mcd contre généralement moins de 1k mcd pour les LED basiques) et une fiabilité de qualité automobile (qualification basée sur AEC-Q101). Au sein de la famille de LED SMD PLCC4, sa différenciation réside dans sa combinaison spécifique de haute luminosité dans le spectre vert, un binning serré pour la cohérence de couleur et de luminosité, et un boîtier robuste conçu pour des environnements thermiques exigeants. La conformité explicite aux directives environnementales RoHS et REACH est également un différenciateur clé sur le marché.

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

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour alimenter cette LED à partir d'une alimentation de 5 V ?

R : En utilisant la loi d'Ohm et la Vf typique de 3,2 V à 50 mA : R = (V_Falimentation_{- V}f) / I_Ff = (5 V - 3,2 V) / 0,05 A = 36 Ω. Utilisez une résistance standard de 36 Ω ou 39 Ω évaluée pour au moins (5 V - 3,2 V) * 0,05 A = 0,09 W (une résistance de 0,125 W ou 0,25 W est recommandée)._Ff = (5 V - 3,2 V) / 0,05 A = 36 Ω. Utilisez une résistance standard de 36 Ω ou 39 Ω évaluée pour au moins (5 V - 3,2 V) * 0,05 A = 0,09 W (une résistance de 0,125 W ou 0,25 W est recommandée).

Q : Puis-je pulser cette LED pour obtenir une luminosité apparente plus élevée ?

R : Oui, le courant direct de crête nominal est de 100 mA avec un cycle de service de 1/10. Pulser à un courant plus élevé avec un faible cycle de service peut augmenter l'intensité lumineuse de crête, mais le courant moyen ne doit pas dépasser le rating continu maximal, et la température de jonction doit être gérée.

Q : Comment la température affecte-t-elle la sortie lumineuse ?

R : Comme toutes les LED, la sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Pour les applications précises, des courbes de déclassement (non fournies dans cette fiche technique mais une caractéristique générale) doivent être consultées ou des tests doivent être effectués à la température de fonctionnement attendue.

11. Cas d'utilisation pratiques

Étude de cas : Illumination de la console centrale automobile :Un concepteur doit éclairer plusieurs boutons et un bouton rotatif dans la console centrale d'une voiture. Il sélectionne cette LED pour sa haute luminosité (assurant la visibilité en journée), sa couleur verte (correspondant au thème du véhicule) et sa fiabilité implicite AEC-Q101. Plusieurs LED sont placées sur un PCB flexible. En spécifiant des LED du même bin Vf et Iv (par exemple, H2 et R2), une luminosité et une couleur cohérentes sur tous les boutons sont obtenues. Le boîtier SMT permet un assemblage automatisé, réduisant les coûts. La pastille thermique est connectée à un remplissage de cuivre sur le PCB pour dissiper la chaleur, car l'environnement fermé de la console peut devenir chaud._Ff et I_Vv bin (par exemple, H2 et R2), une luminosité et une couleur cohérentes sur tous les boutons sont obtenues. Le boîtier SMT permet un assemblage automatisé, réduisant les coûts. La pastille thermique est connectée à un remplissage de cuivre sur le PCB pour dissiper la chaleur, car l'environnement fermé de la console peut devenir chaud.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La région active est composée d'InGaN (Nitruro de Gallium d'Indium). Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous sont injectés dans la région active respectivement depuis les couches de type n et de type p. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Pour ce dispositif, l'alliage est ajusté pour émettre des photons dans la plage de longueur d'onde verte (515-525 nm). La lentille en époxy du boîtier PLCC4 encapsule la puce, fournissant une protection mécanique, façonnant le faisceau de sortie lumineux et améliorant l'efficacité d'extraction de la lumière.

13. Tendances de développement dans la technologie LED

La tendance dans la technologie LED pour les applications d'indication et de signalisation continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), une fiabilité améliorée dans des conditions sévères et une miniaturisation des boîtiers tout en maintenant ou en augmentant la puissance optique. Pour les intérieurs automobiles, il y a une demande croissante d'éclairage personnalisable (couleur et intensité) et d'intégration avec des systèmes de contrôle intelligents. La qualification à des normes comme AEC-Q101 devient une exigence de base pour les composants utilisés dans les véhicules. De plus, les réglementations environnementales poussent à une réduction ou une élimination accrue des substances dangereuses au-delà de RoHS, influençant les choix de matériaux dans l'emballage des LED. Le développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs et de phosphores vise également à combler les lacunes dans le spectre de couleurs et à améliorer le rendu des couleurs là où c'est nécessaire.