Fiche technique LED Ambre A09K-PA1501H-AM PLCC-6 - Ambre par conversion de phosphore - 3.15V Typ. - 150mA - 7100mcd - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le A09K-PA1501H-AM est un composant LED à montage en surface haute performance, conçu pour les applications exigeantes d'éclairage automobile. Il utilise une technologie d'ambre par conversion de phosphore (PCA) pour produire une couleur ambre distincte. Le dispositif est logé dans un boîtier compact PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier), une empreinte standard pour les LED SMD, offrant une bonne gestion thermique et une facilité d'assemblage sur les lignes de production automatisées. Sa conception est principalement axée sur la fiabilité et les performances dans les conditions environnementales sévères typiques de l'automobile.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa haute intensité lumineuse typique de 7100 millicandelas (mcd) pour un courant de commande standard de 150mA, garantissant une excellente visibilité. Elle présente un large angle de vision de 120 degrés, assurant une distribution lumineuse large et uniforme. De plus, elle est qualifiée selon la norme stricte AEC-Q101 pour les composants semi-conducteurs discrets, garantissant qu'elle répond aux exigences de qualité et de fiabilité de l'industrie automobile en termes de température, d'humidité et de durée de vie opérationnelle.

Le marché cible est exclusivement l'éclairage extérieur automobile, avec une application spécifique dans les feux clignotants. La conformité aux directives RoHS et REACH confirme son respect de l'environnement, tandis que sa robustesse spécifiée au soufre est une caractéristique cruciale pour la longévité dans des environnements où des gaz corrosifs peuvent être présents.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et colorimétriques

Le paramètre photométrique clé est l'Intensité Lumineuse (I_V), spécifiée avec un minimum de 5600 mcd, une valeur typique de 7100 mcd et un maximum de 11200 mcd lorsqu'elle est alimentée à 150mA. La valeur typique est la performance attendue dans des conditions standard. La large plage entre min et max met en évidence la variation naturelle de la fabrication des semi-conducteurs, qui est gérée via le système de classement décrit plus loin. La tolérance de mesure du flux lumineux est de ±8%.

La couleur est définie par ses Coordonnées Chromatiques sur le diagramme CIE 1931 : CIE x = 0,57 et CIE y = 0,42. Cela place la sortie fermement dans la région ambre. La tolérance pour ces coordonnées est très serrée à ±0,005, garantissant une apparence de couleur cohérente d'un dispositif à l'autre, ce qui est crucial pour l'éclairage automobile où l'homogénéité de couleur entre plusieurs LED est souvent requise.

2.2 Caractéristiques électriques

La Tension Directe (V_F) est un paramètre critique pour la conception du circuit. À 150mA, la V_F typique est de 3,15V, avec une plage allant de 2,50V (Min) à 3,75V (Max). Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit de commande peut s'adapter à cette plage, en particulier la valeur maximale, pour fournir une marge de tension suffisante. Le courant direct (I_F) a une valeur absolue maximale de 200mA, mais le courant de fonctionnement continu recommandé est de 150mA.

Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. Sa sensibilité aux Décharges Électrostatiques (ESD) est évaluée à 8kV (Modèle du Corps Humain), ce qui est un niveau robuste, réduisant le risque d'endommagement lors de la manipulation et de l'assemblage.

2.3 Caractéristiques thermiques et valeurs maximales absolues

La gestion thermique est vitale pour les performances et la durée de vie de la LED. La Résistance Thermique de la jonction au point de soudure est spécifiée de deux manières : la résistance thermique réelle (R_{thJS réel}) est ≤ 60 K/W, et la méthode électrique (R_{thJS él}) est ≤ 45 K/W. Ce paramètre indique l'efficacité avec laquelle la chaleur est évacuée de la puce LED ; une valeur plus basse est meilleure. La température de jonction maximale admissible (T_J) est de 125°C.

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Les principales valeurs incluent : la Dissipation de Puissance (P_d) de 750 mW, la Température de Fonctionnement (T_opr) de -40°C à +110°C, et une capacité de Courant de Surge (I_FM) de 750mA pour des impulsions ≤ 10µs. La température de soudure autorisée permet un soudage par refusion à 260°C pendant jusqu'à 30 secondes, ce qui est compatible avec les profils de soudure sans plomb standard.

3. Explication du système de classement

Pour gérer les variations inhérentes à la fabrication, les LED sont triées en classes de performance. Cette fiche technique décrit trois catégories de classement clés.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée à l'aide d'un système de codes alphanumériques (par exemple, L1, L2, M1... jusqu'à GA). Chaque classe couvre une plage spécifique d'intensité lumineuse minimale et maximale en millicandelas (mcd). Pour le A09K-PA1501H-AM, les classes de sortie possibles mises en évidence sont DB (5600-7100 mcd), EA (7100-9000 mcd) et EB (9000-11200 mcd). Cela permet aux clients de sélectionner des pièces répondant à leurs exigences spécifiques de luminosité.

3.2 Classement de la couleur (chromaticité)

La couleur ambre est classée selon ses coordonnées CIE x et y. La fiche technique fournit un diagramme de structure de classe et un tableau avec des limites de coordonnées spécifiques pour les classes étiquetées YA et YB. Par exemple, la classe YA a une coordonnée cible de (0,5680, 0,4315) avec des limites définies. Cela garantit un contrôle serré de la couleur dans le spectre ambre.

3.3 Classement de la tension directe

La tension directe est également classée, bien que les codes et plages de classe spécifiques ne soient pas entièrement détaillés dans l'extrait fourni. Typiquement, les classes de tension (par exemple, V1, V2, V3) regroupent les LED ayant des caractéristiques V_F similaires, ce qui aide à concevoir des circuits de commande plus cohérents, en particulier lorsque plusieurs LED sont connectées en série.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs graphiques illustrant comment les performances de la LED changent avec les conditions de fonctionnement.

4.1 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Legraphique de Distribution Spectrale Relative montre la sortie lumineuse en fonction de la longueur d'onde. Pour une LED ambre par conversion de phosphore, cette courbe présente généralement un pic large dans la région jaune-ambre, généré par le phosphore excité par une puce LED bleue ou proche-UV. LeDiagramme Typique des Caractéristiques de Rayonnement représente la distribution spatiale de l'intensité, confirmant l'angle de vision de 120 degrés où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur de crête.

4.2 Dépendances au courant

Lacourbe Courant Direct vs. Tension Directe montre la relation non linéaire entre I_F et V_F. Lorsque le courant augmente, la tension augmente, mais le taux d'augmentation ralentit. Legraphique Intensité Lumineuse Relative vs. Courant Direct montre que la sortie lumineuse augmente avec le courant mais peut ne pas être parfaitement linéaire, en particulier à des courants plus élevés en raison des effets thermiques. Legraphique Décalage des Coordonnées Chromatiques vs. Courant Direct indique comment le point de couleur (CIE x, y) change légèrement avec le courant de commande, ce qui est important pour la stabilité de la couleur en régime d'atténuation ou d'impulsion.

4.3 Dépendances à la température

Lacourbe Tension Directe Relative vs. Température de Jonction montre que V_F diminue linéairement lorsque la température augmente (un coefficient de température négatif), ce qui est caractéristique des jonctions semi-conductrices. Cette propriété peut parfois être utilisée pour la détection de température. Legraphique Intensité Lumineuse Relative vs. Température de Jonction est critique ; il montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Un dissipateur thermique efficace est donc essentiel pour maintenir la luminosité. Legraphique Décalage des Coordonnées Chromatiques vs. Température de Jonction montre le changement mineur de couleur avec la température.

4.4 Déclassement et fonctionnement en impulsion

LaCourbe de Déclassement du Courant Direct dicte le courant direct continu maximal admissible en fonction de la température du plot de soudure. Lorsque la température du plot augmente, le courant maximal sûr diminue. Par exemple, à une température de plot de 110°C, le courant maximal n'est que de 67mA. Legraphique Capacité de Traitement d'Impulsion Admissible définit le courant d'impulsion de crête (I_F(A)) qui peut être appliqué pour une largeur d'impulsion (t_p) et un cycle de service (D) donnés, ce qui est utile pour les applications de gradation PWM.

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

5.1 Dimensions mécaniques

La LED est fournie dans un boîtier PLCC-6 standard. Le dessin mécanique (sous-entendu par le titre de la section 'Dimensions Mécaniques') fournirait les longueurs, largeurs, hauteurs, espacements des broches et tolérances précis. Ces informations sont essentielles pour la conception de l'empreinte PCB et pour assurer un bon ajustement dans l'assemblage.

5.2 Plot de soudure recommandé et polarité

La section 'Plot de Soudure Recommandé' fournit le motif de pastille PCB optimal (géométrie du plot) pour assurer un soudage fiable, une bonne conduction thermique et un alignement correct. Le boîtier PLCC-6 possède une clé de polarité intégrée (généralement un coin chanfreiné ou un point) pour indiquer la cathode, empêchant une installation incorrecte.

5.3 Profil de soudage par refusion

Un profil de soudage par refusion recommandé est fourni, spécifiant la relation temps-température que l'assemblage PCB doit subir. Cela comprend généralement les étapes de préchauffage, de maintien, de refusion (température de crête de 260°C max pendant 30s selon la spécification) et de refroidissement. Respecter ce profil est crucial pour éviter les dommages thermiques à la LED ou des soudures défectueuses.

5.4 Informations d'emballage

Cela détaille comment les LED sont fournies (par exemple, en bande et en bobine), y compris les dimensions de la bobine, l'espacement des alvéoles et l'orientation. Ces informations sont nécessaires pour configurer les machines de placement automatique.

6. Guide d'application et considérations de conception

6.1 Application typique : Clignotant automobile

Cette LED est explicitement conçue pour l'éclairage extérieur automobile, en particulier les clignotants. Dans cette application, la haute intensité lumineuse et le large angle de vision assurent que le signal est visible sous un large éventail d'angles par les autres conducteurs. La couleur ambre est une exigence réglementaire pour les clignotants dans la plupart des régions. La qualification AEC-Q101 et la robustesse au soufre répondent directement aux besoins de fiabilité pour les modules d'éclairage montés sous le capot ou à l'extérieur, qui subissent des températures extrêmes, des vibrations, de l'humidité et une exposition aux produits chimiques routiers.

6.2 Considérations de conception de circuit

• Commande de courant :Utilisez un pilote à courant constant, et non une source de tension constante, pour assurer une sortie lumineuse stable et éviter l'emballement thermique. Le pilote doit être réglé pour le courant de fonctionnement souhaité (par exemple, 150mA) et doit pouvoir supporter la V_F maximale de 3,75V plus une certaine marge.
• Gestion thermique :Le PCB doit servir de dissipateur thermique. Utilisez une carte avec une surface de cuivre suffisante (plot thermique) connectée au chemin thermique de la LED, comme défini dans la disposition recommandée du plot de soudure. Pour les applications haute puissance ou à température ambiante élevée, des vias thermiques supplémentaires ou un dissipateur externe peuvent être nécessaires pour maintenir la température de jonction en dessous de 125°C et préserver la sortie lumineuse.
• Protection ESD :Bien que classée à 8kV HBM, les précautions ESD standard lors de la manipulation et de l'assemblage doivent toujours être suivies.
• Optique :Pour l'application de clignotant, une lentille ou un réflecteur sera utilisé pour façonner le faisceau selon les modèles photométriques réglementaires (par exemple, normes SAE/ECE). Le large angle de vision de 120 degrés de la LED est bénéfique pour atteindre ces modèles.

6.3 Précautions d'utilisation

La section 'Précautions d'utilisation' (non entièrement détaillée dans l'extrait) comprend généralement des avertissements concernant : éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, ne pas toucher la lentille avec les mains nues pour éviter la contamination, stocker dans des conditions appropriées (température et humidité contrôlées) et assurer la propreté des plots de soudure pour éviter les défauts de soudure.

7. Informations de commande

Le numéro de pièce A09K-PA1501H-AM suit un système de codage spécifique. Bien que le détail exact ne soit pas fourni, il encode généralement le type de boîtier (PLCC-6), la couleur (PA pour Ambre par Conversion de Phosphore), la/les classe(s) de performance pour l'intensité, la couleur et la tension (sous-entendu par 1501H), et éventuellement des fonctionnalités spéciales ou des révisions. La section 'Informations de commande' clarifierait cela et listerait les variantes disponibles.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé à une LED ambre standard non automobile, les principaux points de différenciation du A09K-PA1501H-AM sont :

• Qualification AEC-Q101 :Cela implique une série de tests de stress (durée de vie en fonctionnement à haute température, cyclage thermique, résistance à l'humidité, etc.) que les LED génériques ne subissent pas, garantissant la fiabilité pour un usage automobile.
• Robustesse au soufre :Matériaux et construction spécialisés pour résister à la corrosion par les gaz contenant du soufre présents dans certains environnements automobiles (par exemple, provenant du caoutchouc ou de certains joints).
• Contrôle serré des paramètres et classement :Des tolérances plus serrées et un classement complet garantissent des performances cohérentes nécessaires aux systèmes d'éclairage automobile, où plusieurs LED doivent correspondre en luminosité et en couleur.
• Gamme de températures étendue :Qualifiée pour fonctionner de -40°C à +110°C, dépassant largement la plage de température commerciale (typiquement 0°C à +70°C).

9. FAQ basée sur les paramètres techniques

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 200mA ?

A : Non. La Valeur Maximale Absolue pour le courant direct est de 200mA, mais c'est une limite de stress, pas une condition de fonctionnement recommandée. Le courant de fonctionnement continu recommandé est de 150mA (Typ.) selon le tableau des Caractéristiques. Un fonctionnement continu à 200mA dépasserait la spécification de dissipation de puissance et causerait probablement une dégradation rapide ou une défaillance.

Q : La classe d'intensité lumineuse est DB (5600-7100 mcd). Quelle intensité vais-je réellement obtenir ?

A : Vous recevrez des LED dont l'intensité lumineuse testée se situe dans la plage de la classe DB. La valeur spécifique pour chaque LED sera comprise entre 5600 et 7100 mcd lorsqu'elle est mesurée dans les conditions de test standard (I_F=150mA, T_s=25°C). Pour la conception, vous devez utiliser la valeur minimale (5600 mcd) pour garantir les performances du système.

Q : Comment déterminer le dissipateur thermique requis ?

A : Utilisez la résistance thermique (R_thJS≤ 60 K/W) et la dissipation de puissance. À 150mA et une V_F typique de 3,15V, la puissance P = 0,4725W. L'élévation de température de la jonction au plot de soudure est ΔT = P * R_thJS= 0,4725W * 60 K/W = ~28,4K. Si votre température ambiante maximale est de 85°C et que vous voulez T_J <110°C, alors la température du plot de soudure doit être maintenue en dessous de (110 - 28,4) = 81,6°C. La conception thermique du PCB doit garantir que le plot reste en dessous de cette température.

Q : Puis-je utiliser le PWM pour la gradation ?

A : Oui, la modulation de largeur d'impulsion est une méthode courante et efficace pour atténuer les LED. Reportez-vous au graphique 'Capacité de Traitement d'Impulsion Admissible' pour vous assurer que le courant de crête choisi, la largeur d'impulsion et le cycle de service se situent dans la zone de fonctionnement sûre. Typiquement, pour le PWM, le courant de crête est maintenu à ou en dessous de la valeur nominale DC, et le courant moyen dans le temps détermine la luminosité perçue.

10. Principe de fonctionnement et technologie

Le A09K-PA1501H-AM est uneLED Ambre par Conversion de Phosphore (PCA). Son principe de fonctionnement implique deux étapes de conversion de la lumière. Le cœur est une puce semi-conductrice (généralement à base d'InGaN) qui émet de la lumière dans le spectre bleu ou proche-ultraviolet lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière primaire n'est pas ambre. Un revêtement de phosphore soigneusement formulé est appliqué directement sur cette puce. Lorsque les photons bleus/UV à haute énergie de la puce frappent les particules de phosphore, elles sont absorbées. Le phosphore réémet ensuite de la lumière à une longueur d'onde plus longue et à plus faible énergie par un processus appelé photoluminescence. La composition spécifique du phosphore est conçue pour produire un large spectre de lumière centré sur la région ambre. La combinaison de toute lumière bleue non convertie et de l'émission ambre du phosphore donne la couleur ambre finale perçue, définie par les coordonnées CIE (0,57, 0,42). Cette technologie permet de créer des couleurs saturées comme l'ambre qui sont difficiles à produire directement à partir d'un matériau semi-conducteur.