Spécification de la LED blanche RF-A3H40-W60P-E5 - 5,6x3,0x0,8 mm - 12 V - 12 W - 1200-1750 lm

1. Aperçu du produit

Cette LED blanche est fabriquée à l'aide d'une puce bleue et d'une technologie de conversion par phosphore, offrant un large spectre blanc adapté à l'éclairage extérieur automobile. Les dimensions du boîtier sont de 5,6 mm x 3,0 mm x 0,8 mm, avec un substrat céramique robuste qui assure une excellente gestion thermique et une fiabilité élevée. Les principales caractéristiques comprennent un angle de vue extrêmement large de 120 degrés, une compatibilité avec tous les processus d'assemblage et de soudage SMT, un conditionnement sur bande et bobine, un niveau de sensibilité à l'humidité 2, une conformité totale à la directive RoHS, et une qualification selon la norme de test de contrainte AEC-Q102 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile. Cette LED est spécialement conçue pour les applications d'éclairage automobile exigeantes telles que les phares, les feux de jour et les antibrouillards, où un flux lumineux élevé, une longue durée de vie et une robustesse environnementale sont essentiels.

2. Interprétation des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (à Ts = 25 °C, IF = 1000 mA)

Le tableau suivant résume les paramètres clés :

• Tension directe (VF) : Min 12,0 V, Typ 12,0 V (courbe typique), Max 14,4 V. (Remarque : les courbes typiques indiquent 12,0 V à 1000 mA.)
• Courant inverse (IR) : Max 10 µA à VR = 20 V.
• Flux lumineux (Φ) : Min 1200 lm, Typ 1300-1750 lm (selon le lot), Max 1750 lm.
• Angle de vue (2θ1/2) : Typ 120 degrés.
• Résistance thermique (RTHJ-S) : Typ 0,83 °C/W, Max 1,08 °C/W.

Ces paramètres indiquent un dispositif à haut rendement et haute puissance. La faible résistance thermique est cruciale pour maintenir la température de jonction en dessous du maximum nominal de 150 °C, en particulier en fonctionnement à courant élevé.

2.2 Valeurs limites absolues

• Dissipation de puissance (PD) : 21600 mW (21,6 W)
• Courant direct (IF) : 1500 mA CC, courant de crête (IFP) 2000 mA (rapport cyclique 1/10, impulsion de 10 ms).
• Tension inverse (VR) : 20 V
• Décharge électrostatique (ESD HBM) : 8000 V (rendement > 90 %)
• Température de fonctionnement (TOPR) : -40 °C à +125 °C
• Température de stockage (TSTG) : -40 °C à +125 °C
• Température de jonction (TJ) : 150 °C max

Les concepteurs doivent s'assurer que la dissipation de puissance ne dépasse jamais la valeur limite absolue. Un dissipateur thermique adéquat est essentiel, et le courant doit être réduit en cas de températures de soudure élevées (voir les courbes de performance).

3. Système de classement par lots

3.1 Lots de tension directe (IF = 1000 mA)

La tension directe est divisée en trois lots : D1 (12,0-12,8 V), E1 (12,8-13,6 V), F1 (13,6-14,4 V). Cela permet une régulation précise de la conception de la tension du système.

3.2 Lots de flux lumineux

Le flux lumineux est classé comme suit : DF (1200-1300 lm), EA (1300-1450 lm), EB (1450-1600 lm), EC (1600-1750 lm).

3.3 Lots de chromaticité

Trois lots de couleur sont définis : 57N, 60N, 65N, chacun avec quatre coordonnées de coins quadrilatères (CIE 1931). Par exemple, le lot 57N : X1=0,3221 Y1=0,3255, X2=0,3206 Y2=0,3474, X3=0,3375 Y3=0,3628, X4=0,3365 Y4=0,3381. Les utilisateurs peuvent sélectionner le point de couleur souhaité pour des exigences d'application spécifiques.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (Fig. 1-7)

La courbe montre une augmentation typique de 9 V à 0 mA à 14 V à 1500 mA, avec un coude autour de 10-11 V. À 1000 mA, VF est d'environ 12 V. Le comportement non linéaire doit être pris en compte dans la conception du courant de commande.

4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative (Fig. 1-8)

Le flux lumineux relatif augmente de manière sous-linéaire avec le courant. À 1000 mA, l'intensité relative est d'environ 100 % (normalisée). À 500 mA, environ 60 % ; à 1500 mA, environ 140 %. Cela permet d'estimer le flux à différents courants de commande.

4.3 Température de soudure en fonction de l'intensité relative (Fig. 1-9)

L'intensité relative diminue avec l'augmentation de la température de soudure : -40 °C donne ~130 %, 25 °C ~100 %, 125 °C ~70 %. La gestion thermique est essentielle pour maintenir un flux lumineux élevé.

4.4 Température de soudure en fonction du courant direct (Fig. 1-10, Tj ≤ 150 °C)

Cette courbe de déclassement montre que le courant direct maximal autorisé diminue de 1500 mA à 25 °C à 800 mA à 100 °C, et à 0 mA au-dessus de 125 °C. Il est essentiel de concevoir en fonction de la température de soudure la plus défavorable.

4.5 Tension directe en fonction de la température de soudure (Fig. 1-11)

La tension directe diminue linéairement avec la température (environ -2 mV/°C). À -40 °C, VF ≈ 13,6 V ; à 125 °C, VF ≈ 12,2 V. Cela affecte les calculs de dissipation de puissance.

4.6 Diagramme de rayonnement (Fig. 1-12)

Le diagramme de rayonnement est de type lambertien : l'intensité relative chute à 50 % à ±60°, à 10 % à ±90°. Le large angle de vue de 120° rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage uniforme.

4.7 Chromaticité en fonction de la température de soudure (Fig. 1-13)

Les coordonnées de couleur se déplacent légèrement avec la température. Par exemple, à 25 °C, CIE x ≈ 0,325, y ≈ 0,330 ; à 125 °C, x ≈ 0,318, y ≈ 0,323. Ce déplacement est faible et reste dans des limites acceptables pour l'éclairage automobile.

4.8 Distribution spectrale (Fig. 1-14)

Le spectre d'émission est large, de 400 nm à 750 nm, avec un pic bleu autour de 450 nm et un pic jaune large du phosphore autour de 560 nm. Cela donne un rendu des couleurs élevé, adapté aux feux de signalisation extérieurs.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier céramique de 5,60 mm × 3,00 mm × 0,80 mm. La vue de dessous montre deux grandes plages thermiques (2,75 mm × 1,20 mm) et deux plus petites plages anode/cathode. La polarité est indiquée par une encoche sur le dessus. Les motifs de soudure recommandés utilisent des plages de 2,35 mm × 1,25 mm espacées de 5,05 mm. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

La plage d'anode est plus grande en bas, et la plage de cathode est plus petite. Un chanfrein sur le dessus indique la polarité (voir Fig. 1-4).

5.3 Recommandation pour le motif de soudure

Pour optimiser les performances thermiques et électriques, le motif de piste PCB recommandé doit correspondre aux dimensions des plages inférieures. Une disposition symétrique permet d'équilibrer la dilatation thermique.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le profil de soudage par refusion standard comprend : vitesse de montée en température ≤ 3 °C/s ; préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60-120 s ; temps au-dessus de 217 °C (TL) max 60 s ; température de crête (TP) 260 °C pendant max 10 s ; vitesse de refroidissement ≤ 6 °C/s. Le temps total de 25 °C à la crête est de 8 minutes maximum. Le soudage par refusion ne doit pas dépasser deux fois, et l'intervalle entre deux refusions ne doit pas dépasser 24 heures pour éviter les dommages dus à l'humidité.

6.2 Réparation et retouche

La réparation doit être évitée. Si nécessaire, un fer à souder à double tête peut être utilisé, mais l'impact sur la fiabilité doit être pré-validé.

6.3 Précautions de manipulation

L'encapsulant en silicone est mou ; toute pression mécanique sur la surface de la lentille doit être évitée. Ne pas monter sur des PCB déformés et ne pas appliquer de force ou vibration pendant le refroidissement. Utiliser de l'alcool isopropylique pour le nettoyage si nécessaire ; le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé car il pourrait endommager la LED.

6.4 Stockage et étuvage

Avant d'ouvrir le sachet aluminium : stocker à ≤ 30 °C et ≤ 75 % HR, utiliser dans l'année. Après ouverture : utiliser dans les 24 heures à ≤ 30 °C et ≤ 60 % HR. Si le stockage dépasse ces conditions, étuver à 60 ± 5 °C pendant > 24 heures avant utilisation.

7. Informations sur le conditionnement et la commande

7.1 Spécifications du conditionnement

Les LED sont expédiées en conditionnement bande et bobine : 4000 pièces par bobine. Dimensions de la bande porteuse : A0 = 3,40 ± 0,1 mm, B0 = 6,10 ± 0,1 mm, K0 = 1,00 ± 0,1 mm, P0 = 4,00 ± 0,1 mm, W = 12,0 ± 0,1 mm, T = 0,25 ± 0,05 mm, etc. Dimensions de la bobine : A = 13,6 ± 0,1 mm, B = 180 ± 1 mm, C = 100 ± 1 mm, D = 13,0 ± 0,5 mm.

7.2 Informations sur l'étiquette

Chaque bobine comprend une étiquette avec : Référence, Numéro de spécification, Numéro de lot, Code de lot (flux lumineux, chromaticité, tension directe, longueur d'onde), Quantité et Date.

7.3 Emballage résistant à l'humidité

La bobine est scellée dans un sachet barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Après ouverture, les LED doivent être utilisées immédiatement ou stockées dans une armoire sèche.

8. Recommandations d'application

8.1 Applications typiques

Éclairage extérieur automobile : phares (feux de croisement, feux de route), feux de jour (DRL), antibrouillards avant, clignotants et feux arrière.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique : Utilisez un dissipateur thermique adéquat pour maintenir la température de soudure en dessous de 125 °C. La résistance thermique de la jonction au point de soudure est de 0,83 °C/W typique.
• Régulation du courant : Incluez toujours une résistance série ou utilisez des pilotes à courant constant pour éviter l'emballement du courant dû au coefficient de température de VF.
• Protection ESD : Bien que le dispositif résiste à 8 kV HBM, une manipulation ESD appropriée pendant l'assemblage est obligatoire.
• Limites de soufre et d'halogènes : Évitez les matériaux contenant plus de 100 ppm de composés soufrés, et maintenez le brome et le chlore chacun en dessous de<900 ppm (total<1500 ppm) pour éviter la dégradation de la LED.

9. Avantages comparatifs

Comparé aux LED haute puissance conventionnelles en boîtier plastique, ce dispositif en boîtier céramique offre une dissipation thermique supérieure (faible résistance thermique), une fiabilité accrue sous choc thermique et une compatibilité avec la qualification AEC-Q102. Le large angle de vue de 120° réduit le besoin d'optiques secondaires dans les applications à lumière diffuse. L'efficacité lumineuse élevée (jusqu'à 1750 lm à 12 W) le rend compétitif par rapport aux autres LED de qualité automobile de sa catégorie de puissance.

10. Foire aux questions

Q1 : Quel est le courant de fonctionnement recommandé pour une fiabilité maximale ?
R1 : Pour une fiabilité à long terme, fonctionnez à 1000 mA ou moins avec un dissipateur thermique approprié. Le maximum absolu est de 1500 mA CC, mais un déclassement est nécessaire à des températures élevées.

Q2 : Cette LED peut-elle être utilisée dans l'éclairage intérieur ?
R2 : Elle est optimisée pour les applications extérieures automobiles, mais peut être utilisée dans l'éclairage de grande hauteur ou extérieur si les conditions thermiques et environnementales sont respectées.

Q3 : Comment nettoyer la LED après soudage ?
R3 : Utilisez de l'alcool isopropylique avec une brosse douce. N'utilisez pas de nettoyage par ultrasons ni de solvants qui pourraient attaquer le silicone.

Q4 : Quelle est la durée de vie prévue ?
R4 : Sur la base des tests AEC-Q102, la LED doit maintenir > 90 % de maintien du flux lumineux pendant > 5000 heures au courant et à la température nominaux. Contactez le fabricant pour des données détaillées LM-80.

11. Cas de conception pratiques

Cas 1 : Module de phare de croisement
Une conception typique utilise 6 à 8 LED en série alimentées par un courant constant de 1000 mA. Tension totale ~72-96 V. Un PCB à noyau métallique (MCPCB) avec vias thermiques se connecte au dissipateur. La simulation montre que la température de jonction reste inférieure à 130 °C à une température ambiante de 85 °C avec un dissipateur approprié.

Cas 2 : Feu de jour (DRL)
Pour une bande de feux de jour linéaire, 3 à 4 LED en série sont utilisées à 700 mA pour atteindre ~1000 lm. Le large angle de vue assure une répartition uniforme de la lumière. Le boîtier céramique permet une conception compacte et de faible épaisseur.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED blanche utilise une puce InGaN bleue qui émet de la lumière à environ 450 nm. La lumière bleue excite un phosphore jaune (YAG:Ce ou similaire) incorporé dans l'encapsulant en silicone. La combinaison de lumière bleue et jaune produit une lumière blanche. La composition du phosphore peut être ajustée pour obtenir des températures de couleur spécifiques ; les lots de cette spécification correspondent à du blanc froid (5000-6000 K) typique pour l'éclairage avant automobile.

13. Tendances technologiques

Les LED d'éclairage automobile évoluent vers une efficacité lumineuse plus élevée (> 200 lm/W), des empreintes plus petites et l'intégration de fonctionnalités avancées telles que les feux de route adaptatifs (ADB) et l'éclairage matriciel. La tendance vers des systèmes d'éclairage entièrement à LED stimule la demande de boîtiers offrant une fiabilité élevée dans des conditions difficiles. Les boîtiers céramiques comme celui-ci deviennent la norme pour les LED haute puissance automobiles en raison de leurs performances thermiques supérieures et de leur stabilité à long terme. Les développements futurs pourraient inclure des modules multi-puces, des configurations à tension plus élevée et un classement encore plus précis pour l'uniformité des couleurs.