Fiche technique LED SMD Rouge 2820 - Boîtier 2,8x2,0mm - Tension 2,3V - Puissance 0,46W - Grade Automobile

1. Vue d'ensemble du produit

La série 2820-UR2001M-AM représente un composant LED à montage en surface de haute fiabilité, conçu pour les applications exigeantes d'éclairage automobile. Ce dispositif se caractérise par son empreinte compacte de boîtier 2820, délivrant un flux lumineux typique de 40 lumens sous un courant de commande de 200mA. La couleur principale émise est le rouge, avec une longueur d'onde dominante typiquement à 618nm. Un différenciateur clé de cette série est sa conformité à la norme AEC-Q102 Rev A, la référence de l'industrie automobile pour les dispositifs semiconducteurs optoélectroniques discrets, garantissant performance et longévité dans des conditions environnementales sévères. La LED est également qualifiée pour la résistance au soufre (Classe A1), la rendant adaptée aux environnements à forte contamination atmosphérique.

1.1 Avantages principaux

La série offre plusieurs avantages distincts aux ingénieurs de conception. Son boîtier SMD (Dispositif à Montage en Surface) facilite les processus d'assemblage automatisés, améliorant l'efficacité et la cohérence de fabrication. Le large angle de vision de 120 degrés procure un éclairage uniforme, essentiel pour les fonctions de signalisation automobile comme les feux arrière. La construction du composant répond à des normes environnementales strictes, étant entièrement conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), aux règlements REACH, et est exempte d'halogènes, s'alignant sur les directives mondiales environnementales et de sécurité. La conception intégrée assure une protection robuste contre les décharges électrostatiques (ESD) classée 2KV (HBM), améliorant la fiabilité de la manipulation et de l'assemblage.

1.2 Marché cible et applications

Le marché cible principal est le secteur de l'électronique automobile. Les applications spécifiques incluent, sans s'y limiter, les modules d'éclairage extérieur tels que les feux arrière combinés (feux de position, feux stop), le troisième feu stop central (CHMSL), et l'éclairage d'ambiance intérieur. Ses spécifications de fiabilité en font un candidat pour toute application nécessitant une performance constante sur une large plage de température (-40°C à +125°C).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique, expliquant leur importance pour la conception de circuit et l'intégration système.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Le paramètre photométrique central est leFlux lumineux (Iv), spécifié à 33 Min, 40 Typ, 52 Max lumens sous un courant direct (IF) de 200mA et une température du plot thermique de 25°C. La tolérance de mesure de ±8% indique la variation attendue de la sortie lumineuse entre les unités individuelles dans des conditions de test identiques. LaLongueur d'onde dominante (λd)définit la couleur perçue de la LED, spécifiée entre 612nm et 624nm, avec une valeur typique de 618nm (rouge profond). L'Angle de visionde 120° (avec une tolérance de ±5°) est défini comme l'angle total où l'intensité lumineuse est la moitié de sa valeur de crête. Ce large faisceau est idéal pour les applications nécessitant un éclairage de grande surface plutôt qu'un spot focalisé.

2.2 Caractéristiques électriques

LaTension directe (VF)est un paramètre critique pour la conception du pilote. À 200mA, VF varie de 2,00V à 2,75V, avec une valeur typique de 2,3V. Cette variance nécessite une alimentation régulée en courant, et non en tension, pour garantir une sortie lumineuse constante et éviter l'emballement thermique. LesValeurs maximales absoluesdéfinissent les limites opérationnelles : un courant direct continu (IF) de 250mA, un courant de surtension (IFM) de 1000mA pour des impulsions ≤10μs, et une dissipation de puissance maximale (Pd) de 687,5mW. Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est primordiale pour la performance et la durée de vie de la LED. LaRésistance thermiquede la jonction au point de soudure est spécifiée de deux manières : une valeur 'Réelle' (Rth JS réel) de 18 Typ / 24 Max K/W, et une valeur 'Électrique' (Rth JS él) de 12 Typ / 16 Max K/W. La méthode électrique est dérivée du coefficient de température de VF et est typiquement plus basse. Les concepteurs doivent utiliser la valeur 'Réelle' plus élevée pour une conception thermique conservatrice. LaTempérature de jonction maximale admissible (TJ)est de 150°C. LaCourbe de déclassement du courant directmontre graphiquement comment le courant continu maximal admissible doit être réduit lorsque la température du plot de soudure (Ts) augmente au-dessus de 25°C pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour gérer les variances de fabrication, les LED sont triées en classes de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences système spécifiques.

3.1 Classement du flux lumineux

Les unités sont catégorisées en trois classes de flux : F2 (33-39 lm), F3 (39-45 lm), et F4 (45-52 lm). Cela permet une sélection basée sur les niveaux de luminosité requis, optimisant potentiellement le rapport coût/performance.

3.2 Classement de la tension directe

Les classes de tension sont : 2022 (2,00-2,25V), 2225 (2,25-2,50V), et 2527 (2,50-2,75V). L'appariement de LED de la même classe de tension peut aider à obtenir un partage de courant plus uniforme dans les configurations en parallèle.

3.3 Classement de la longueur d'onde dominante

La couleur est classée en quatre groupes : 1215 (612-615nm), 1518 (615-618nm), 1821 (618-621nm), et 2124 (621-624nm). Cela assure une cohérence de couleur au sein d'un ensemble d'éclairage, ce qui est crucial pour des raisons esthétiques et réglementaires dans les applications automobiles.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent des informations cruciales sur le comportement de la LED dans différentes conditions de fonctionnement.

4.1 Courbe IV et Flux lumineux relatif

Le graphiqueCourant direct vs. Tension directemontre la relation exponentielle typique d'une diode. Le graphiqueFlux lumineux relatif vs. Courant directdémontre que la sortie lumineuse augmente de manière sous-linéaire avec le courant, soulignant l'importance de la gestion thermique à des niveaux de commande plus élevés.

4.2 Dépendance à la température

Le graphiqueTension directe relative vs. Température de jonctionmontre que VF diminue linéairement avec l'augmentation de la température (coefficient de température négatif), ce qui peut être utilisé pour l'estimation de la température de jonction. Le graphiqueFlux lumineux relatif vs. Température de jonctionindique que la sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente, une considération clé pour maintenir la luminosité dans des environnements chauds. Le graphiqueLongueur d'onde relative vs. Température de jonctionmontre que la longueur d'onde dominante augmente (se décale vers des longueurs d'onde plus longues) avec la température.

4.3 Distribution spectrale et gestion des impulsions

La courbe deDistribution spectrale relativeconfirme la sortie monochromatique rouge, culminant autour de la longueur d'onde dominante. Le graphiqueCapacité de gestion d'impulsion admissibledéfinit le courant maximal admissible non répétitif ou pulsé pour différentes largeurs d'impulsion (tp) et cycles de service (D), ce qui est vital pour les conceptions utilisant la modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour l'atténuation ou des impulsions de courant élevé de courte durée.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions physiques

La LED est logée dans un boîtier 2820, ce qui dénote des dimensions nominales de 2,8mm de longueur et 2,0mm de largeur. Le dessin mécanique détaillé spécifie toutes les dimensions critiques, y compris la hauteur totale, l'espacement des broches, et la taille/position du plot thermique. Les tolérances sont typiquement de ±0,1mm sauf indication contraire.

5.2 Conception recommandée du plot de soudure

Un motif de pastilles (empreinte) est fourni pour la conception de CI (Circuit Imprimé). Cela inclut les dimensions pour les pastilles de soudure anode/cathode et le plot thermique central. Respecter cette recommandation est essentiel pour obtenir des soudures fiables, un transfert de chaleur efficace du plot thermique vers le CI, et pour éviter le phénomène de "tombstoning" pendant le refusion.

5.3 Identification de la polarité

Le diagramme de la fiche technique indique les marquages de polarité sur le dispositif. L'orientation correcte est cruciale pour le fonctionnement du circuit. Typiquement, la cathode est marquée, souvent par une encoche, un point, ou un marquage vert sur le boîtier.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le composant est classé pour une température de soudure maximale de 260°C pendant 30 secondes. Un graphique de profil de refusion détaillé est typiquement fourni, spécifiant la préchauffe, le maintien, la refusion (température de crête et temps au-dessus du liquidus), et les vitesses de refroidissement. Suivre ce profil prévient le choc thermique et assure l'intégrité des soudures.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille de la LED, d'empêcher la contamination de la surface optique, et d'observer les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) pendant la manipulation et l'assemblage. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en tension inverse.

6.3 Conditions de stockage

La plage de température de stockage spécifiée est de -40°C à +125°C. Pour un stockage à long terme, il est recommandé de conserver les composants dans leurs sacs barrières à l'humidité d'origine (la classification MSL 2 indique une durée de vie au sol de 1 an après ouverture du sac, à condition que l'environnement soit ≤30°C/60% HR).

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications d'emballage

Les LED sont fournies en bande et bobine pour compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés de type "pick-and-place". Les informations d'emballage détaillent les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et l'orientation du composant sur la bande.

7.2 Système de numérotation des pièces

Le numéro de pièce 2820-UR2001M-AM est décodé comme suit :2820= Famille de boîtier ;UR= Couleur (Rouge) ;200= Courant de test (200mA) ;1= Type de cadre de sortie (1=Or) ;M= Niveau de luminosité (Moyen) ;AM= Application automobile. Cette nomenclature structurée permet une identification précise des attributs clés du composant.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Pour une luminosité constante, une résistance en série avec une alimentation à tension constante est la méthode de pilotage la plus simple, bien qu'inefficace. Pour les applications automobiles, un circuit intégré pilote LED dédié est recommandé. Ce pilote doit fournir une sortie à courant constant, offrir une capacité d'atténuation PWM, et inclure des fonctions de protection comme la surtension, le surcourant et l'arrêt thermique. La LED doit être pilotée à ou en dessous du 200mA recommandé pour une durée de vie optimale, en utilisant la courbe de déclassement pour les températures ambiantes élevées.

8.2 Considérations de conception thermique

Un dissipateur thermique efficace est critique. Le CI doit utiliser une surface de cuivre suffisante (connectée au plot thermique via plusieurs vias) pour agir comme un répartiteur de chaleur. La résistance thermique du système (jonction-ambiante, Rth JA) doit être suffisamment basse pour maintenir la température de jonction bien en dessous de 150°C au courant de fonctionnement prévu et à la température ambiante. Les calculs doivent utiliser la résistance thermique maximale (Rth JS réel) et considérer les conditions ambiantes les plus défavorables.

8.3 Considérations de conception optique

Le large angle de vision de 120° peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière ou réflecteurs) pour façonner le faisceau pour des applications spécifiques comme les feux de signalisation. Le matériau de ces optiques doit être compatible avec la longueur d'onde de la LED et capable de résister à la température de fonctionnement et à l'exposition aux UV si utilisé à l'extérieur.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED de grade commercial standard, la série 2820-UR2001M-AM se distingue par saqualification AEC-Q102, qui implique des tests rigoureux pour le cyclage thermique, la résistance à l'humidité, la durée de vie en fonctionnement à haute température et autres contraintes. SaRésistance au soufre (Classe A1)est un autre différenciateur clé, protégeant les composants argentés de la corrosion dans les atmosphères polluées—un problème courant dans les environnements automobiles et industriels. La combinaison d'un boîtier SMD compact avec ce niveau de robustesse est un avantage significatif pour les applications à haute fiabilité et à espace contraint.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la différence entre la tension directe 'Typ.' et 'Max.' ?

La valeur 'Typ.' (Typique) de 2,3V représente la valeur moyenne ou la plus courante en production. La valeur 'Max.' de 2,75V est la limite supérieure garantie par la spécification. Votre circuit pilote doit être conçu pour gérer la VF maximale afin de garantir qu'il peut fournir le courant requis à toutes les unités, y compris celles en haut de la distribution de tension.

10.2 Puis-je piloter cette LED avec une alimentation 3,3V et une résistance ?

Oui, mais un calcul minutieux est nécessaire. En supposant une VF typique de 2,3V à 200mA, la résistance devra dissiper 1,0V (3,3V - 2,3V). En utilisant la loi d'Ohm (R = V/I), R = 1,0V / 0,2A = 5 Ohms. La puissance nominale de la résistance serait P = I²R = (0,2)² * 5 = 0,2W, donc une résistance de 0,25W ou 0,5W est recommandée. Cependant, cette méthode est inefficace (gaspille de la puissance dans la résistance) et la luminosité variera avec les changements de VF. Un pilote à courant constant est supérieur pour la performance et l'efficacité.

10.3 Pourquoi le flux lumineux est-il mesuré à une température de plot thermique de 25°C ?

La sortie lumineuse d'une LED dépend fortement de la température de la jonction semiconductrice. Mesurer à une température de plot thermique contrôlée (un proxy pour la température de jonction) fournit une base de référence cohérente et reproductible pour comparer les performances. Dans les applications réelles, la jonction sera plus chaude, et la sortie lumineuse réelle sera plus faible, comme le montre le graphique Flux lumineux relatif vs. Température de jonction.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un feu arrière pour véhicule de tourisme.La conception nécessite un éclairage rouge uniforme sur une zone définie. La LED 2820 est sélectionnée pour sa fiabilité de grade automobile, sa taille compacte et son large angle de vision. Un groupe de 8 LED est disposé en ligne. Elles sont pilotées par un seul circuit intégré pilote LED à courant constant de type "buck" qualifié automobile, réglé pour délivrer 200mA. Le pilote inclut une entrée d'atténuation PWM, permettant aux mêmes LED de fonctionner à la fois comme feux de position (atténués) et feux stop (pleine luminosité). Le CI est en cuivre de 2 onces avec de grandes pastilles thermiques connectées à un plan de masse interne via des vias thermiques pour dissiper la chaleur. Les LED sont choisies dans les mêmes classes de flux lumineux (F3) et de longueur d'onde dominante (1821) pour assurer une luminosité et une couleur cohérentes dans l'ensemble. La conception finale est validée par des tests de cyclage thermique, d'humidité et de vibration selon les normes automobiles.

12. Principe de fonctionnement

Une LED (Diode Électroluminescente) est un dispositif semiconducteur à jonction p-n. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, les électrons de la région de type n se recombinent avec les trous de la région de type p dans la couche active. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par le gap énergétique des matériaux semiconducteurs utilisés dans la région active. Dans ce dispositif, les matériaux sont conçus pour produire des photons dans la partie rouge du spectre visible (environ 618nm). La lentille en époxy encapsule la puce semiconductrice, fournit une protection mécanique et façonne le motif de lumière émis.

13. Tendances technologiques

La tendance générale dans la technologie LED automobile va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une densité de puissance accrue (plus de lumière depuis des boîtiers plus petits) et une fiabilité améliorée dans des conditions encore plus extrêmes. Il y a une intégration croissante de fonctionnalités intelligentes, telles que des capteurs embarqués ou de l'électronique de pilotage au sein du boîtier LED. De plus, la poussée pour des protocoles de communication standardisés (comme le bus LIN ou CAN) pour le contrôle de l'éclairage augmente. L'accent sur la durabilité continue de pousser à l'élimination des substances dangereuses et aux améliorations des processus de fabrication pour réduire l'impact environnemental.