Fiche technique de la LED latérale 3011-UG0201H-AM - Boîtier PLCC-2 - 3.0V - 20mA - Vert - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La 3011-UG0201H-AM est une LED latérale compacte et haute luminosité conçue principalement pour les applications à espace restreint nécessitant un éclairage depuis le côté du composant. Elle utilise un boîtier monté en surface PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), qui offre de bonnes performances thermiques et une stabilité mécanique pour les processus d'assemblage automatisés. Le dispositif émet une lumière verte avec une longueur d'onde dominante typique de 523 nm. Une caractéristique clé est son large angle de vision de 120 degrés, ce qui la rend adaptée aux applications où la lumière doit être diffusée sur une large zone plutôt que focalisée en un faisceau étroit. Le produit est qualifié selon la norme stricte AEC-Q101 pour les composants automobiles, garantissant une fiabilité dans des conditions environnementales sévères. Il est également conforme aux directives environnementales RoHS et REACH et présente une robustesse au soufre, ce qui est crucial pour la longévité dans certaines atmosphères automobiles et industrielles.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent son facteur de forme latéral compact, sa haute intensité lumineuse pour sa taille et sa fiabilité de qualité automobile. La combinaison d'un large angle de vision et d'une sortie verte constante la rend idéale pour le rétroéclairage et les fonctions d'indicateur où l'espace est limité. Le marché cible est principalement l'industrie automobile, spécifiquement pour les applications d'éclairage intérieur telles que le rétroéclairage des interrupteurs, boutons, combinés d'instruments et autres panneaux de contrôle. Sa robustesse en fait également un candidat pour les panneaux de contrôle industriels et l'électronique grand public où un éclairage indicateur fiable est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Le point de fonctionnement central de cette LED est défini à un courant direct (I_F) de 20 mA. À ce courant, l'intensité lumineuse typique est de 850 millicandelas (mcd), avec un minimum de 710 mcd et un maximum de 1800 mcd. La tension directe (V_F) à 20 mA est typiquement de 3,0 volts, allant d'un minimum de 2,75V à un maximum de 3,75V. Il est crucial pour les concepteurs de circuits de tenir compte de cette plage de V_F pour assurer une régulation de courant correcte sur toutes les unités. La longueur d'onde dominante est typiquement de 523 nm (vert), avec une plage de 520 nm à 535 nm. L'angle de vision, 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

Le dispositif a un courant direct maximal absolu de 30 mA et une limite de dissipation de puissance de 112 mW. Dépasser ces limites peut causer des dommages permanents. La température de jonction (T_J) ne doit pas dépasser 125°C. La résistance thermique de la jonction au point de soudure est spécifiée de deux manières : une méthode électrique (R_{th JS el}) avec un maximum de 160 K/W, et une méthode réelle (R_{th JS real}) avec un maximum de 200 K/W. Ce paramètre est vital pour la conception thermique ; par exemple, à pleine charge de 30 mA et une V_F typique de 3,0V (90 mW de puissance), l'élévation de température de la jonction au-dessus du plot de soudure pourrait atteindre 18°C (90mW * 200K/W). La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -40°C à +110°C. Le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques (ESD) et nécessite des précautions de manipulation appropriées.

3. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique décrit une structure de classement complète pour l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante, ce qui est une pratique standard pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production.

3.1 Classes d'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en classes désignées par un code lettre-chiffre (par exemple, L1, V2, AA). Chaque classe définit une plage spécifique d'intensité minimale et maximale en millicandelas (mcd). Pour la 3011-UG0201H-AM, les classes de sortie possibles mises en évidence sont V1 (710-900 mcd) et V2 (900-1120 mcd), qui correspondent à la spécification typique de 850 mcd. Le tableau de classement s'étend bien au-delà de ces plages, indiquant que le même boîtier peut être utilisé pour des LED avec différentes technologies de puce ou grades de performance.

3.2 Classes de longueur d'onde dominante

De même, la longueur d'onde dominante est classée. La classe spécifique pour cette référence est 5963, qui correspond à une plage de longueur d'onde de 520-535 nm. La tolérance pour la mesure de longueur d'onde est de ±1 nm. Ce classement garantit que la couleur verte émise est cohérente d'une LED à l'autre au sein d'un lot défini.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent un aperçu approfondi du comportement de la LED dans des conditions variables.

4.1 Courbe IV et intensité relative

Le graphique Courant direct vs Tension directe montre une relation exponentielle classique de diode. La tension augmente fortement à de très faibles courants puis augmente de manière plus linéaire au-dessus d'environ 2,8V. Le graphique Intensité lumineuse relative vs Courant direct est presque linéaire de 0 à 20 mA, montrant que la sortie lumineuse est directement proportionnelle au courant dans cette région, ce qui est idéal pour le gradation analogique.

4.2 Dépendance à la température

Les caractéristiques de température sont critiques pour les applications automobiles. Le graphique Tension directe relative vs Température de jonction montre un coefficient de température négatif ; V_F diminue linéairement lorsque la température augmente (environ -2 mV/°C). Cela peut être utilisé pour la détection indirecte de température. Le graphique Intensité lumineuse relative vs Température de jonction montre que l'intensité diminue lorsque la température augmente. À 110°C, l'intensité n'est qu'environ 70% de sa valeur à 25°C. Cela doit être pris en compte dans les conceptions pour garantir une luminosité suffisante à des températures ambiantes élevées. La longueur d'onde se décale également avec la température (environ +0,1 nm/°C).

4.3 Déclassement et gestion des impulsions

La Courbe de déclassement du courant direct dicte le courant continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure. Par exemple, à une température de plot de 110°C, le courant maximal est de 20 mA. Le graphique Capacité de gestion d'impulsion admissible montre que la LED peut supporter des courants pulsés beaucoup plus élevés (jusqu'à 300 mA pour des impulsions très courtes et à faible rapport cyclique) sans dommage, ce qui est utile pour les applications de stroboscope ou de signalisation à haute visibilité.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est logée dans un boîtier PLCC-2. Le dessin mécanique montre généralement une vue de dessus et une vue de côté avec les dimensions critiques telles que la longueur totale, la largeur, la hauteur, l'espacement des broches et la position de la lentille optique. La conception latérale signifie que l'émission lumineuse principale est parallèle à la surface du PCB. Le boîtier comprend un plot thermique (point de soudure) essentiel pour la dissipation de chaleur. La polarité est indiquée par la marque de cathode, qui est un identifiant visuel sur le corps du boîtier.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est conçu pour le soudage par refusion avec une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Le profil de soudage recommandé doit suivre les directives standard IPC/JEDEC pour les dispositifs montés en surface, incluant les phases de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement. Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) est 2, ce qui signifie que le composant doit être séché s'il est exposé à l'air ambiant pendant plus d'un an avant utilisation, pour éviter l'effet \"pop-corn\" pendant la refusion.

6.2 Conception recommandée du plot de soudure

Un motif de pastille recommandé (empreinte du plot de soudure) est fourni pour assurer un soudage fiable et un alignement correct. Ce motif inclut généralement des pastilles pour les deux broches électriques et une pastille plus grande pour la connexion thermique au PCB. Suivre cette conception optimise la résistance du joint de soudure, l'auto-alignement pendant la refusion et les performances thermiques.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Les composants sont fournis en bande et en bobine pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. Les informations d'emballage spécifient les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des poches et l'orientation des composants sur la bande. Le numéro de référence 3011-UG0201H-AM suit un système de codage interne probable où \"3011\" peut faire référence à la taille/style du boîtier, \"UG\" à la couleur (Ultra Green), et \"0201H\" à des classes de performance ou caractéristiques spécifiques. La commande se fait sur la base de ce numéro de référence complet.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Dans une application typique, la LED est pilotée par une source de courant constant ou via une résistance de limitation de courant connectée à une alimentation en tension. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utiliser la V_F maximale (3,75V) pour le calcul garantit que le courant ne dépasse pas le niveau souhaité même avec des variations d'une unité à l'autre. Pour les systèmes automobiles 12V, une résistance série est courante, mais pour la précision ou le gradation, un circuit intégré pilote de LED dédié est recommandé.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Assurez-vous que le PCB a une surface de cuivre adéquate connectée au plot thermique pour dissiper la chaleur, surtout si le fonctionnement est proche des valeurs maximales ou à des températures ambiantes élevées.
• Protection ESD :Implémentez une protection ESD sur les lignes d'entrée et suivez les procédures de manipulation appropriées pendant l'assemblage.
• Conception optique :Prenez en compte l'angle de vision de 120 degrés lors de la conception des guides de lumière ou diffuseurs pour obtenir un éclairage uniforme.
• Déclassement du courant :Utilisez la courbe de déclassement pour sélectionner un courant de fonctionnement approprié pour la température ambiante maximale attendue.

9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je piloter cette LED à 30 mA en continu ?

R : Seulement si la température du plot de soudure est maintenue à 25°C ou moins, ce qui est souvent peu pratique. Reportez-vous à la courbe de déclassement ; à une température de plot plus réaliste de 80°C, le courant continu maximal est d'environ 26 mA.

Q : Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle spécifiée à 20 mA alors que le courant max est de 30 mA ?

R : 20 mA est la condition de test standard qui définit la performance typique. La valeur de 30 mA est le maximum absolu qui ne doit pas être dépassé. Fonctionner au-dessus de 20 mA produira plus de lumière mais générera plus de chaleur et réduira la durée de vie.

Q : Comment interpréter les deux valeurs différentes de résistance thermique ?

R : R_{th JS el}(160 K/W) est dérivée d'une méthode de mesure électrique et est souvent utilisée pour les calculs théoriques. R_{th JS real}(200 K/W) est considérée comme une valeur plus réaliste pour la conception thermique pratique. Utiliser la valeur la plus élevée fournit une marge de conception plus sûre.

10. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Cette LED est un dispositif à semi-conducteur basé sur une jonction p-n. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique des couches de semi-conducteur détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le boîtier PLCC intègre une lentille en époxy moulée qui façonne la sortie lumineuse pour obtenir l'angle de vision spécifié de 120 degrés.

10.2 Tendances de l'industrie

La tendance pour ces LED d'indicateur et de rétroéclairage va vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par watt), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement plus serré, et une fiabilité améliorée pour les usages automobile et industriel. Il y a également une poussée vers la miniaturisation tout en maintenant ou augmentant les performances optiques. L'intégration de ces composants dans des modules plus intelligents avec des pilotes ou une logique de contrôle intégrés est un autre domaine en évolution.