Fiche technique LED bleue latérale 57-11-UB0200H-AM - Boîtier PLCC-2 - 3,1V - 20mA - 355mcd - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une LED bleue latérale à haute fiabilité, conçue principalement pour les applications d'éclairage intérieur automobile. Le composant est logé dans un boîtier CMS compact PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), offrant un large angle de vision de 120 degrés, idéal pour le rétroéclairage et les fonctions d'indicateur où la visibilité sous plusieurs angles est requise. Ses principaux avantages incluent la conformité à la norme de qualification automobile stricte AEC-Q101, garantissant des performances et une longévité dans les conditions environnementales difficiles typiques des habitacles de véhicules. La LED est également conforme aux directives environnementales RoHS et REACH. Le marché cible est celui des fabricants d'électronique automobile nécessitant des solutions d'éclairage robustes, fiables et compactes pour les commutateurs de tableau de bord, les panneaux de commande et autres besoins d'éclairage intérieur.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les performances principales sont définies dans une condition de test standard avec un courant direct (I_F) de 20mA. L'intensité lumineuse typique est de 355 millicandelas (mcd), avec un minimum garanti de 224 mcd et un maximum de 560 mcd. La tension directe (V_F) mesure typiquement 3,10V, avec une plage allant d'un minimum de 2,75V à un maximum de 3,75V. Cette plage de V_F représente la bande de tolérance de sortie à 99%. La longueur d'onde dominante (λ_d) est centrée sur 468 nm (spectre bleu), avec une tolérance serrée de ±1 nm, assurant une couleur de sortie constante. L'angle de vision (φ), défini comme l'angle hors axe où l'intensité chute à la moitié de sa valeur maximale, est de 120 degrés avec une tolérance de ±5 degrés.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Pour garantir l'intégrité du composant, les valeurs maximales absolues ne doivent pas être dépassées. Le courant direct continu maximal est de 30 mA, avec une capacité de courant de surtension crête (t ≤ 10 μs) de 300 mA. La dissipation de puissance maximale est de 112 mW. La température de jonction (T_J) ne doit pas dépasser 125°C, avec une plage de température ambiante de fonctionnement de -40°C à +110°C. Deux valeurs de résistance thermique sont fournies : la résistance thermique réelle (R_{thJS réel}) de la jonction au point de soudure est ≤ 180 K/W, tandis que la valeur dérivée par la méthode électrique (R_{thJS él}) est ≤ 140 K/W. Ces valeurs sont essentielles pour calculer l'élévation de température de la jonction pendant le fonctionnement afin de prévenir l'emballement thermique et d'assurer la stabilité de la sortie lumineuse.

2.3 Spécifications de fiabilité et environnementales

Le composant est qualifié selon la norme AEC-Q101, confirmant son aptitude aux applications automobiles. Il présente une sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) de 8 kV (modèle du corps humain), offrant une bonne robustesse à la manipulation. Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) est classé Niveau 2, indiquant une durée de vie en stockage d'un an lorsqu'il est stocké à ≤ 30°C/60% d'humidité relative. La température maximale de soudage par refusion est de 260°C pendant 30 secondes.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe IV)

La courbe IV montre la relation exponentielle typique des LED. À 25°C, la tension directe augmente avec le courant. Ce graphique est essentiel pour concevoir le circuit de limitation de courant afin de s'assurer que la LED fonctionne dans ses plages de tension et de courant spécifiées.

3.2 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse est approximativement linéaire avec le courant dans la plage basse à moyenne. Elle aide les concepteurs à comprendre le compromis entre le courant d'alimentation et la sortie lumineuse, en particulier lorsqu'ils considèrent la consommation d'énergie et la gestion thermique.

3.3 Caractéristiques de dépendance à la température

Plusieurs graphiques illustrent les changements de performance avec la température de jonction (T_J). La tension directe a un coefficient de température négatif, diminuant d'environ 2 mV/°C. L'intensité lumineuse diminue également lorsque la température augmente, un facteur critique pour maintenir une luminosité constante dans les environnements automobiles à haute température. La longueur d'onde dominante se déplace légèrement avec la température, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.

3.4 Courbe de déclassement du courant direct

Il s'agit d'un graphique vital pour la conception thermique. Il montre le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure (T_S). Par exemple, à une T_S de 110°C, le I_F maximal est déclassé à 22 mA. Un fonctionnement en dessous de 5mA n'est pas recommandé. Cette courbe doit être utilisée pour éviter de dépasser la température de jonction maximale.

3.5 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de distribution spectrale relative montre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues (~468 nm). Le diagramme de rayonnement confirme visuellement le large angle de vision de 120 degrés, de type lambertien.

4. Explication du système de classement (binning)

La LED est disponible dans des classes de performance spécifiques permettant aux concepteurs de sélectionner des composants correspondant aux exigences de luminosité et de couleur de leur application.

4.1 Classement par intensité lumineuse

Un tableau de classement complet liste des groupes allant de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). La classe mise en évidence pour cette référence spécifique (57-11-UB0200H-AM) est T1, qui correspond à une plage d'intensité lumineuse de 280 à 355 mcd. Ceci correspond à la valeur typique de 355 mcd indiquée dans le tableau des caractéristiques.

4.2 Classement par longueur d'onde dominante

Le tableau de classement des longueurs d'onde inclut des codes pour diverses plages de couleur. La classe pertinente pour cette LED bleue est 7175, couvrant une longueur d'onde dominante de 471 nm à 475 nm. Ceci englobe la valeur typique de 468 nm, confirmant le placement du composant dans la classe du spectre bleu.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions mécaniques

La LED utilise un boîtier CMS standard PLCC-2. La fiche technique inclut un dessin dimensionnel détaillé spécifiant la longueur, la largeur, la hauteur du boîtier, l'espacement des broches et d'autres tolérances mécaniques critiques. Ces informations sont nécessaires pour la conception de l'empreinte PCB et pour assurer un montage correct dans l'assemblage.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure

Un diagramme fournit le motif de pastilles PCB optimal (géométrie des plots de soudure) pour le boîtier PLCC-2. Suivre cette recommandation assure la formation de joints de soudure fiables pendant la refusion, une résistance mécanique appropriée et un transfert de chaleur efficace du composant vers le PCB.

5.3 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un marquage sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point ou un coin coupé. L'orientation correcte de la polarité pendant l'assemblage est cruciale pour le fonctionnement du composant.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La fiche technique spécifie un profil de refusion avec une température de pic de 260°C pour une durée maximale de 30 secondes. Le respect de ce profil est obligatoire pour éviter les dommages thermiques à la puce LED, aux fils de liaison et au boîtier plastique. Le profil comprend les étapes de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement avec des vitesses de montée et un temps au-dessus du liquidus définis.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, de prévenir les décharges électrostatiques (ESD) en utilisant un équipement mis à la terre, et de ne pas dépasser les valeurs maximales absolues. Le composant ne doit pas être utilisé en polarisation inverse. Les conditions de stockage appropriées selon le classement MSL-2 doivent être respectées.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies en bande et en bobine pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. La fiche technique inclut les spécifications de conditionnement telles que les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et l'orientation. La référence 57-11-UB0200H-AM suit un système de codage spécifique qui désigne probablement le type de boîtier (57), la couleur/vue (11-UB pour bleue latérale) et la classe de performance (0200H).

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est l'éclairage intérieur automobile, y compris le rétroéclairage pour les commutateurs, boutons, combinés d'instruments, commandes d'infodivertissement et l'éclairage d'ambiance. L'émission latérale et le large angle la rendent adaptée aux applications où la LED est montée perpendiculairement à la surface de vision, éclairant un guide de lumière ou une petite ouverture.

8.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :Un pilote à courant constant est recommandé plutôt qu'une source de tension constante avec une résistance série pour une sortie lumineuse plus stable, notamment en fonction de la température. Le circuit doit limiter I_F à ≤ 30 mA en continu.
Gestion thermique :La conception du PCB doit maximiser la surface de cuivre autour des plots de soudure pour servir de dissipateur thermique, en maintenant la température du point de soudure (T_S) aussi basse que possible pour maximiser le courant admissible et la sortie lumineuse. Utilisez la courbe de déclassement pour la conception.
Conception optique :Prenez en compte l'angle de vision de 120 degrés lors de la conception des guides de lumière ou des diffuseurs pour assurer un éclairage uniforme.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED commerciales standard, les principaux points de différenciation de ce composant sont sa qualification AEC-Q101 pour la fiabilité automobile, le large angle de vision de 120 degrés dans un boîtier latéral, et son classement spécifique pour une couleur et une luminosité constantes. La résistance ESD de 8kV et la classification MSL-2 renforcent encore sa robustesse pour les processus de fabrication industriels et automobiles.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?
R : La condition de fonctionnement typique est de 20mA, fournissant 355 mcd. Elle peut être alimentée jusqu'à 30mA maximum, mais le déclassement thermique doit être appliqué selon la courbe de déclassement.
Q : Comment interpréter la classe d'intensité lumineuse T1 ?
R : La classe T1 garantit que l'intensité lumineuse sera comprise entre 280 mcd et 355 mcd lorsqu'elle est mesurée à I_F=20mA et T_J=25°C.
Q : Cette LED peut-elle être utilisée dans des applications non automobiles ?
R : Oui, sa haute fiabilité la rend adaptée aux commandes industrielles, à l'électronique grand public et aux appareils ménagers où une longue durée de vie et des performances stables sont nécessaires, bien qu'elle puisse être optimisée en coût pour les volumes automobiles.
Q : Pourquoi y a-t-il une spécification de courant minimum (5mA) ?
R : Un fonctionnement en dessous de ce courant minimum peut entraîner une émission de lumière instable ou non uniforme de la jonction semi-conductrice.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Rétroéclairage pour un panneau de contrôle climatique automobile.Un concepteur doit éclairer plusieurs commutateurs à membrane et un petit encodeur rotatif. L'espace derrière le panneau est extrêmement limité. Il choisit cette LED bleue latérale pour son boîtier PLCC-2 compact. Plusieurs LED sont placées le long du bord d'un guide de lumière en acrylique fin. L'angle de vision de 120 degrés couple efficacement la lumière dans le guide. Le concepteur utilise un circuit intégré pilote LED à courant constant réglé à 18mA par LED pour assurer la longévité et tenir compte des températures ambiantes potentiellement élevées à l'intérieur du tableau de bord. La conception du PCB inclut des plots thermiques généreux connectés à un plan de masse. La qualification AEC-Q101 donne confiance dans la durée de vie du produit sur toute la durée de vie du véhicule dans diverses conditions climatiques.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice (généralement basée sur des matériaux InGaN pour la lumière bleue). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches semi-conductrices détermine la longueur d'onde dominante (couleur) de la lumière émise. Le boîtier plastique intègre une lentille moulée qui façonne le diagramme de rayonnement pour obtenir l'angle de vision spécifié de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'éclairage automobile et général va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), ce qui réduit la consommation d'énergie et la charge thermique. Il y a également une poussée pour une fiabilité accrue et des durées de vie plus longues. En termes de conditionnement, la tendance est à la miniaturisation tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques et la dissipation thermique. Pour les LED latérales, les avancées incluent une efficacité d'extraction de lumière améliorée depuis la puce et un contrôle optique plus précis depuis la lentille du boîtier pour créer des motifs de faisceau spécifiques pour les applications de guides de lumière. L'intégration du circuit de pilotage et de plusieurs puces LED dans des modules uniques est également un développement en cours.