Spécifications Techniques : Diode LED Rouge 3030 3.0x3.0x0.55mm CMS 2.6V 2.184W AlGaInP pour Applications Automobiles - Document Technique

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) rouge haute performance à montage en surface (CMS). Le composant est un boîtier de 3,0 mm x 3,0 mm x 0,55 mm conçu pour des applications exigeantes, notamment dans le secteur automobile. Sa technologie repose sur un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, de gallium et d'indium (AlGaInP), reconnu pour produire une lumière rouge, orange ou jaune efficace et stable.

1.1 Avantages fondamentaux et positionnement produit

Cette LED est positionnée comme une solution robuste pour l'éclairage de qualité automobile. Ses principaux avantages incluent un encombrement compact, un flux lumineux élevé et le respect de normes de fiabilité automobile strictes. L'utilisation d'un boîtier en composite moulé époxy (EMC) améliore les performances thermiques et la fiabilité à long terme par rapport aux plastiques traditionnels. Avec un angle de vision large de 120 degrés, elle convient à la fois à l'éclairage fonctionnel et décoratif nécessitant une distribution de lumière uniforme.

1.2 Marché cible et scénarios d'application

Le marché cible principal est l'industrie automobile. Les applications spécifiques incluent, sans s'y limiter :

• Éclairage extérieur :Feux arrière combinés (feux de position, feux stop), troisième feu stop médian, feux de gabarit latéraux.
• Éclairage intérieur :Rétroéclairage du tableau de bord, éclairage d'ambiance, éclairage des commutateurs, lampes de lecture et divers témoins lumineux dans l'habitacle.

Le plan de qualification du produit est basé sur la norme AEC-Q102, la qualification standard de tests de résistance pour les semi-conducteurs optoélectroniques discrets de qualité automobile, soulignant son adéquation aux conditions environnementales sévères de l'automobile.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les sections suivantes fournissent une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés pour cette LED.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Tous les paramètres optiques sont mesurés dans des conditions de test standard : une température de boîtier (Ts) de 25°C et un courant direct (IF) de 700 mA, considéré comme le point de fonctionnement typique.

• Flux lumineux (Φ) :Le flux lumineux visible total varie d'un minimum de 105 lumens (lm) à un maximum de 144 lm. Ce niveau de sortie élevé est caractéristique des LED AlGaInP haute puissance de cette taille de boîtier.
• Longueur d'onde dominante (λD) :La couleur principale de la lumière émise se situe dans la plage de 612,5 nm à 620 nm. Cela correspond à une couleur rouge, plus précisément dans la partie des longueurs d'onde plus longues (rouge-orangé) du spectre rouge.
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle à mi-intensité est typiquement de 120 degrés. Ce faisceau très large est obtenu grâce à la conception de la puce LED et à la structure du boîtier sans dôme, fournissant un éclairage étendu et uniforme adapté à de nombreuses fonctions d'éclairage automobile.

2.2 Caractéristiques électriques

• Tension directe (VF) :À 700 mA, la tension directe présente une plage de 2,0 V (min.) à 2,6 V (max.). Cette tension relativement faible est efficace et aide à minimiser la dissipation de puissance. La tolérance de mesure pour ce paramètre est de ±0,1 V.
• Courant inverse (IR) :Avec une tension inverse de 5 V appliquée, le courant de fuite est limité à un maximum de 10 µA, indiquant de bonnes caractéristiques de diode.

2.3 Caractéristiques thermiques et valeurs maximales absolues

Une gestion thermique adéquate est cruciale pour les performances et la longévité de la LED. Les paramètres thermiques clés incluent :

• Résistance thermique (R_thJ-S) :Deux valeurs sont fournies.
  • Réelle (mesurée) :Typiquement 8,3 °C/W (max. 13,3 °C/W). C'est la résistance thermique de la jonction semi-conductrice au point de soudure dans des conditions réelles de fonctionnement.
  • Électrique (calculée) :Typiquement 5 °C/W (max. 8 °C/W). Elle est souvent dérivée de la variation de la tension directe avec la température et fournit une méthode de mesure alternative.
  Ces valeurs indiquent l'efficacité avec laquelle la chaleur peut être transférée de la puce LED à la carte de circuit imprimé (CI). Des valeurs plus faibles sont meilleures.
• Température maximale de jonction (T_Jj) :
• La température absolue maximale admissible à la jonction semi-conductrice est de 150 °C. Un fonctionnement continu à ou près de cette température réduira drastiquement la durée de vie._DDissipation de puissance (Pd_F) :_FLa dissipation de puissance maximale admissible est de 2184 mW. La puissance de fonctionnement réelle est calculée comme étant le Courant Direct (I
• F) multiplié par la Tension Directe (V_FF_FP). Par exemple, à 700 mA et 2,6 V, la puissance est de 1820 mW, ce qui est dans la limite.

Courants directs admissibles :

Le courant direct continu maximal (I

F

) est de 840 mA. Le courant direct de crête (I

• FP) pour un fonctionnement pulsé (largeur d'impulsion 10 ms, rapport cyclique 1/10) est de 1000 mA.
• 3. Explication du système de tri (binning)Pour garantir la cohérence des couleurs et de la luminosité en production, les LED sont triées (binnées) selon des paramètres clés. Ce produit utilise un système de tri bidimensionnel pour la tension directe et le flux lumineux à 700 mA.

3.1 Tri par tension et flux lumineux_FLa matrice de tri (Tableau 1-3 dans la source) organise les composants comme suit :

Bacs de Tension Directe (Colonnes) :

C0 (2,0-2,2 V), D0 (2,2-2,4 V), E0 (2,4-2,6 V).

• Bacs de Flux Lumineux (Lignes) :_FSA, SB (les plages de lumens spécifiques sont sous-entendues mais non listées explicitement dans l'extrait fourni, représentant typiquement différents niveaux de sortie, par ex., SA pour un flux plus élevé).Les concepteurs doivent spécifier la combinaison de bac V
• F/Flux requise lors de la commande pour garantir l'uniformité électrique et de luminosité nécessaire à leur application, en particulier dans les réseaux multi-LED.
• 4. Analyse des courbes de performanceBien que les données graphiques spécifiques soient référencées mais non détaillées dans le texte fourni, les courbes de caractéristiques optiques typiques pour une telle LED incluraient :
• Intensité Lumineuse Relative vs. Courant Direct (IF

) :

Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement selon une relation sous-linéaire aux courants élevés en raison des effets thermiques.

Tension Directe vs. Courant Direct (Courbe I-V) :

Démontre la caractéristique de seuil de la diode et la tension de fonctionnement à différents courants.

Flux Lumineux vs. Température de Jonction :

Illustre la diminution du flux lumineux lorsque la température de jonction de la LED augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.

Distribution Spectrale de Puissance :

Un graphique montrant l'intensité de la lumière émise à chaque longueur d'onde, confirmant la longueur d'onde dominante et la largeur spectrale (typiquement étroite pour une LED monochromatique comme celle-ci).

Ces courbes sont essentielles pour concevoir le circuit de commande et le système thermique afin d'atteindre des performances optimales et stables sur la durée de vie du produit.

• 5. Informations mécaniques et sur le boîtier5.1 Dimensions et dessins
• La LED a un empreinte carrée de 3,0 mm x 3,0 mm pour une hauteur de 0,55 mm. Les dimensions clés incluent une taille de lentille d'environ 2,60 mm x 2,60 mm. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,2 mm sauf indication contraire.5.2 Conception des pastilles et identification de la polarité

Le motif de pastille de soudure recommandé est fourni pour assurer une soudure fiable et une dissipation thermique correcte. La LED possède une anode et une cathode. La polarité est clairement marquée sur le composant lui-même (généralement par une encoche, un biseau ou un marqueur du côté cathode). La polarité correcte est cruciale pendant l'assemblage, car l'application d'une tension inverse peut endommager la LED.

• 6. Recommandations de soudure et d'assemblage6.1 Instructions de soudage par refusion SMT
• Le composant est adapté à tous les processus d'assemblage standard de Technologie de Montage en Surface (SMT). Des profils de refusion spécifiques doivent être développés conformément aux recommandations du fabricant de la pâte à souder. Les considérations clés incluent :Température de crête :
• Ne doit pas dépasser la température maximale admissible du boîtier LED (déduite de la température de stockage, typiquement 125°C pour le corps, mais la crête de refusion est généralement plus élevée pendant un court instant). Les profils standard sans plomb (SAC) sont généralement applicables.Temps Au-dessus du Liquidus (TAL) :

Doit être contrôlé pour minimiser la contrainte thermique sur le composant.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) :

• Ce composant est classé MSL Niveau 2. Cela signifie qu'il peut être exposé aux conditions ambiantes d'usine (≤ 30°C / 60% HR) jusqu'à un an. Si le sac sec d'origine est ouvert ou si ce délai est dépassé, les composants doivent être séchés (baked) avant le soudage par refusion conformément aux normes IPC/JEDEC pour éviter la fissuration (popcorn cracking) pendant la refusion.Décharge Electrostatique (ESD) :
• Le composant a une tenue en tension ESD de 2000 V (Modèle du Corps Humain). Les précautions ESD standard doivent être respectées pendant la manipulation et l'assemblage.Conditions de stockage :
• -40°C à +125°C dans un environnement sec.7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de l'emballage

Les LED sont fournies en bande et bobine (tape and reel) pour l'assemblage automatisé.

Bande porteuse :

Bande conforme à la norme EIA-481 avec des alvéoles dimensionnées pour le boîtier 3030.

• Dimensions de la bobine :Des tailles de bobine standard (par ex., diamètre 7 pouces ou 13 pouces) sont utilisées, avec les quantités par bobine spécifiées.
• Étiquetage :Chaque bobine comporte une étiquette avec le numéro de pièce, la quantité, le numéro de lot et les informations de code de tri (bin code).
  • 7.2 Emballage barrière à l'humidité
  • Pour les composants MSL Niveau 2, les bobines sont emballées dans des sacs barrières à l'humidité avec du dessicant et des cartes indicateurs d'humidité pour les protéger pendant l'expédition et le stockage.
  • 8. Recommandations pour la conception d'application
• 8.1 Considérations de conception clésCommande en courant :

Utiliser un pilote à courant constant, et non une source de tension constante, pour une sortie lumineuse stable et cohérente. La conception doit fonctionner à ou en dessous de 700 mA en continu pour une durée de vie optimale, en tenant compte de l'environnement thermique de l'application.

1. Gestion thermique :
   C'est l'aspect le plus critique pour les LED haute puissance. Le CI doit avoir une conception thermique adéquate :
2. Utiliser un CI à bonne conductivité thermique (par ex., CI à âme métallique (MCPCB) ou FR4 avec des vias thermiques).
   S'assurer que le motif de pastille de soudure recommandé est utilisé pour maximiser le transfert de chaleur.
3. Concevoir pour une ventilation ou une dissipation thermique suffisante afin de maintenir la température de jonction de la LED bien en dessous du maximum de 150°C, idéalement en dessous de 85-105°C pour une longue durée de vie._FConception optique :
   L'angle de vision large de 120 degrés peut nécessiter ou non des optiques secondaires (lentilles) selon l'application. Pour les fonctions de signalisation, des optiques peuvent être nécessaires pour répondre à des exigences photométriques spécifiques (motifs de distribution de l'intensité)._F9. Questions Fréquemment Posées basées sur les paramètres techniques_FQ : Puis-je piloter cette LED à 840 mA en continu ?
4. R : La valeur de 840 mA est un maximum absolu. Un fonctionnement continu à ce courant n'est possible qu'avec une gestion thermique exceptionnelle qui maintient la température de jonction dans les limites. Pour la fiabilité et la durée de vie, il est fortement recommandé de fonctionner à ou en dessous du courant de test typique de 700 mA.
   Q : Pourquoi existe-t-il deux valeurs de résistance thermique différentes ?

R : Les deux valeurs résultent de méthodologies de mesure différentes (réelle vs. électrique). La valeur "réelle" plus élevée (8,3 °C/W typ.) est plus conservative et doit être utilisée pour les calculs de conception thermique en scénario le plus défavorable afin de garantir une marge de sécurité.

Q : Comment choisir le bon bac V

F

pour ma conception ?

R : Si votre conception utilise plusieurs LED en série, choisissez le même bac V