Fiche technique de la LED XI3030-PA3501H-AM - 3.0x3.0x?mm - 3.1V - 1.085W - Ambre - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La XI3030-PA3501H-AM est une LED à montage en surface (SMD) haute performance conçue principalement pour les applications exigeantes de l'éclairage extérieur automobile. Elle utilise une technologie de conversion par phosphore pour produire une couleur ambre stable. Le composant est construit sur une plateforme de boîtier EMC (Composé de Moulage Époxy), offrant une fiabilité et des performances thermiques supérieures par rapport aux boîtiers plastiques standards. Ses principaux avantages incluent un flux lumineux typique élevé de 83 lumens à un courant de commande standard de 350mA, un large angle de vision de 120 degrés pour une excellente distribution de la lumière, et une construction robuste qualifiée selon la norme stricte AEC-Q102 pour les dispositifs optoélectroniques discrets automobiles. Le marché cible est clairement axé sur les concepteurs et fabricants d'éclairage automobile, spécifiquement pour des applications telles que les clignotants et autres fonctions de signalisation extérieure où la fiabilité, la constance des couleurs et la luminosité sont critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés sont définis dans des conditions de test standard avec un courant direct (I_F) de 350mA. Le flux lumineux typique (I_V) est de 83 lumens, avec un minimum spécifié de 70 lm et un maximum de 100 lm, tenant compte d'une tolérance de mesure de 8%. La tension directe (V_F) mesure typiquement 3.1V, variant d'un minimum de 2.5V à un maximum de 3.5V à ce courant. Ce paramètre est crucial pour la gestion thermique et la conception du pilote. Les coordonnées chromatiques dominantes sont CIE x = 0.575 et CIE y = 0.415, la plaçant fermement dans la région ambre du spectre des couleurs avec une tolérance de ±0.005. L'angle de vision, défini comme l'angle où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale, est de 120 degrés.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Pour garantir une fiabilité à long terme, le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ses valeurs maximales absolues. Le courant direct continu maximal est de 500 mA. La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 1750 mW. La température de jonction (T_j) ne doit jamais dépasser 150°C. La plage de température ambiante de fonctionnement est spécifiée de -40°C à +125°C. La gestion thermique est une considération de conception critique. La fiche technique fournit deux valeurs de résistance thermique : une résistance thermique réelle (R_{th JS réel}) de 12.9 K/W et une résistance thermique électrique (R_{th JS él}) de 10.8 K/W, toutes deux mesurées de la jonction au point de soudure. La valeur électrique inférieure est typiquement utilisée pour les calculs de conception car elle est dérivée de la méthode du paramètre électrique sensible à la température (TSEP). Un dissipateur thermique approprié est essentiel pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, en particulier à des courants de commande plus élevés.

2.3 Spécifications de fiabilité et robustesse

La LED est conçue pour des environnements sévères. Elle dispose d'une protection contre les décharges électrostatiques (ESD) jusqu'à 8 kV (Modèle du Corps Humain), essentielle pour la manipulation lors de l'assemblage. Elle est conforme aux directives environnementales RoHS et REACH. De plus, elle possède une robustesse au soufre, une caractéristique critique pour les applications automobiles où les gaz contenant du soufre provenant des échappements et d'autres sources peuvent corroder les composants argentés. Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) est classé Niveau 2, indiquant qu'elle peut être stockée jusqu'à un an à ≤30°C/60% HR avant de nécessiter un séchage avant le soudage par refusion.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV)

La courbe IV montre la relation entre le courant direct et la tension directe. Elle est non linéaire, typique des diodes. À 350mA, la tension est centrée autour de 3.1V. Les concepteurs utilisent cette courbe pour sélectionner un circuit de limitation de courant approprié et estimer la consommation électrique (V_F* I_F).

3.2 Flux lumineux relatif vs. Courant direct

Ce graphique illustre comment la sortie lumineuse évolue avec le courant de commande. Bien que la sortie augmente avec le courant, elle n'est pas parfaitement linéaire, et l'efficacité diminue généralement à des courants plus élevés en raison des effets thermiques accrus et de l'affaiblissement (droop). La courbe aide les concepteurs à équilibrer la luminosité souhaitée avec l'efficacité et la charge thermique.

3.3 Flux lumineux relatif vs. Température de jonction

C'est l'un des graphiques les plus critiques pour la conception d'application. Il montre la réduction de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente. L'efficacité des LED est inversement proportionnelle à la température. Pour la XI3030, la sortie lumineuse diminue lorsque T_jaugmente au-dessus de 25°C. Une conception thermique efficace est primordiale pour maintenir une luminosité constante sur la plage de température de fonctionnement, en particulier dans les environnements automobiles chauds.

3.4 Décalage chromatique vs. Courant et Température

Deux graphiques détaillent le décalage des coordonnées de couleur (ΔCIE x, ΔCIE y). L'un montre le décalage en fonction du courant direct à température constante, et l'autre montre le décalage en fonction de la température de jonction à courant constant (350mA). Ces décalages sont généralement faibles mais doivent être pris en compte dans les applications nécessitant une constance de couleur stricte. Le point de couleur ambre est relativement stable, mais les concepteurs doivent vérifier que les décalages restent dans des limites acceptables pour leur application spécifique.

3.5 Courbe de déclassement du courant direct

Cette courbe dicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température mesurée au niveau de la pastille de soudure. Lorsque la température de la pastille augmente, le courant maximal sûr diminue. Par exemple, à la température maximale nominale de la pastille de soudure de 125°C, le courant continu maximal autorisé est de 500mA. Un fonctionnement en dessous de 50mA n'est pas recommandé. Ce graphique est essentiel pour déterminer les conditions de fonctionnement sûres dans l'application finale.

3.6 Capacité de traitement des impulsions admissibles

Ce graphique définit la capacité de la LED à gérer des impulsions de courant de courte durée dépassant le courant continu maximal. Il trace le courant d'impulsion (I_F) en fonction du temps d'impulsion (t_p) pour différents cycles de service (D). Pour des impulsions très courtes (par exemple, microsecondes) à faible cycle de service, la LED peut supporter des courants nettement supérieurs à 500mA. Ceci est pertinent pour les schémas de fonctionnement en impulsions parfois utilisés dans la signalisation.

3.7 Distribution spectrale

Le graphique de distribution spectrale relative de puissance montre l'intensité de la lumière émise en fonction des longueurs d'onde. En tant que LED ambre à conversion par phosphore, le spectre présente typiquement un pic principal provenant de la LED de pompage bleue ou proche-UV et un pic secondaire plus large dans la région jaune/ambre provenant du phosphore. La forme exacte définit la couleur perçue et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC), bien que l'IRC soit moins critique pour l'éclairage de signalisation.

4. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique décrit une structure de classement pour catégoriser les LED en fonction de leurs performances photométriques et colorimétriques, garantissant l'homogénéité au sein d'un lot de production.

4.1 Classement du flux lumineux

Le flux lumineux est classé à l'aide de codes alphanumériques (par exemple, E1, F2, J5, K3). Chaque classe définit une plage minimale et maximale de flux lumineux en lumens. Par exemple, la classe F6 couvre 60 à 70 lm, tandis que la classe K1 couvre 225 à 250 lm. La XI3030-PA3501H-AM, avec son flux typique de 83 lm, tomberait dans une classe de flux spécifique (probablement autour de la plage F7 à F8 ou J1, bien que la classe exacte pour cette référence ne soit pas précisée dans l'extrait fourni). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants avec une luminosité minimale garantie.

4.2 Classement de la couleur

La couleur est classée selon la structure de classe phosphore jaune de la CEE (Commission Économique pour l'Europe). Le tableau fourni montre deux classes principales : YA et YB, définies par une zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Les coordonnées cibles de cette LED (x=0.575, y=0.415) se situent à l'intérieur ou à proximité de la classe YB. Le classement garantit que toutes les LED d'un lot émettent une lumière dans une région de couleur étroitement contrôlée, ce qui est vital pour les applications automobiles où plusieurs LED sont utilisées ensemble et doivent correspondre parfaitement.

5. Informations mécaniques, d'assemblage et d'emballage

5.1 Dimensions mécaniques et polarité

La LED utilise un format standard 3030 (environ 3.0mm x 3.0mm). La hauteur exacte et le dessin dimensionnel détaillé avec tolérances se trouvent dans la section "Dimensions mécaniques". Le composant aura un marquage de polarité, typiquement un indicateur de cathode (par exemple, une encoche, un point ou un marquage vert) sur le boîtier. Une orientation correcte lors du placement est essentielle pour le fonctionnement.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure

Un motif de pastilles recommandé (empreinte) pour la conception de PCB est fourni. Cela inclut la taille et la forme de la pastille thermique et des pastilles de contact électrique. Suivre cette recommandation assure une formation correcte des joints de soudure, un bon transfert thermique vers le PCB et prévient le soulèvement en pierre tombale (tombstoning) ou d'autres défauts d'assemblage.

5.3 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est conçu pour le soudage par refusion avec une température de pic de 260°C pendant jusqu'à 30 secondes. Un profil de refusion spécifique (temps vs. température) est recommandé, suivant généralement les directives IPC/JEDEC J-STD-020 pour les composants MSL2. Ce profil comprend les étapes de préchauffage, stabilisation, refusion (avec le temps au-dessus du liquidus, TAL, et la température de pic) et refroidissement. Respecter ce profil prévient les dommages thermiques au boîtier de la LED et à la puce interne.

5.4 Informations d'emballage

Les LED sont fournies sur bande et bobine pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. Les détails d'emballage incluent les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et l'orientation des composants sur la bande. Ces informations sont nécessaires pour configurer l'équipement d'assemblage.

6. Guide d'application et considérations de conception

6.1 Application principale : Éclairage extérieur automobile

L'application principale et explicitement indiquée est l'éclairage extérieur automobile, avec les clignotants donnés comme exemple spécifique. Sa qualification AEC-Q102, sa large plage de température, sa robustesse au soufre et sa haute luminosité la rendent adaptée à d'autres fonctions extérieures telles que les feux de jour (DRL), les feux de position et les feux de gabarit latéraux, où la couleur ambre est requise.

6.2 Conception du circuit pilote (driver)

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Un pilote à courant constant est obligatoire pour assurer une sortie lumineuse stable et prévenir l'emballement thermique. Le pilote doit être conçu pour fournir le courant souhaité (par exemple, 350mA pour les spécifications typiques) tout en respectant les valeurs maximales absolues et la courbe de déclassement du courant basée sur l'environnement thermique de l'application. La variation de tension directe (2.5V à 3.5V) doit être prise en compte dans la tension de conformité du pilote.

6.3 Conception de la gestion thermique

Ce point ne peut être trop souligné. Le PCB doit être conçu pour agir comme un dissipateur thermique. Cela implique d'utiliser une carte avec suffisamment de vias thermiques sous la pastille thermique de la LED, connectés à des plans de masse internes ou à des zones de cuivre dédiées. Dans les applications haute puissance ou à température ambiante élevée, un dissipateur thermique externe peut être nécessaire. L'objectif est de minimiser l'élévation de température de la pastille de soudure (T_s) à la jonction (T_j) en utilisant la formule : T_j= T_s+ (R_{th JS}* Puissance). La puissance est calculée comme V_F* I_F.

6.4 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés correspond à un profil d'émission Lambertien ou quasi-Lambertien. Des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) sont presque toujours utilisées dans l'éclairage automobile pour façonner le faisceau selon les normes réglementaires (par exemple, CEE, SAE). Le concepteur optique doit prendre en compte la distribution spatiale d'intensité, la taille et l'uniformité de couleur de la LED.

6.5 Précautions d'utilisation

Les précautions générales incluent : éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, prévenir la contamination de la surface de la lentille, utiliser des procédures de manipulation protégées contre les ESD, et s'assurer que le processus de soudage ne dépasse pas le profil spécifié. Le stockage doit se faire dans un environnement sec et contrôlé conformément au classement MSL2.

7. Informations de commande et décodage de la référence

La référence XI3030-PA3501H-AM suit probablement un système de codage spécifique à l'entreprise. Une décomposition typique pourrait être :XI(série/plateforme),3030(taille du boîtier),PA(Ambre à conversion par phosphore),3501(peut être lié à la classe de flux/couleur ou au courant de commande),H(peut indiquer une haute luminosité ou une caractéristique spéciale),AM(probablement Ambre). La section "Informations de commande" détaillerait les options disponibles (par exemple, différentes classes de flux, classes de couleur, spécifications de bande et bobine) et comment les spécifier dans le code de commande.

8. Comparaison et différenciation techniques

Bien qu'une comparaison directe nécessite des données concurrentes, les principaux facteurs de différenciation de cette LED peuvent être déduits de ses spécifications :Boîtier EMC :Offre de meilleures performances thermiques et une fiabilité à long terme (résistance au jaunissement, à l'humidité) par rapport aux plastiques standard PPA (Polyphthalamide) ou PCT, en particulier dans les environnements automobiles à haute température.Qualification AEC-Q102 :C'est une exigence obligatoire pour les LED de qualité automobile, impliquant des tests de stress rigoureux pour le cyclage thermique, l'humidité, le fonctionnement à haute température et la résistance à la chaleur de soudure. Toutes les LED 3030 n'ont pas cette qualification.Robustesse au soufre :Un facteur de différenciation critique pour les applications automobiles et industrielles exposées à des atmosphères corrosives.Haute densité de flux :83 lm provenant d'un boîtier 3030 représente une solution à haute efficacité, permettant des optiques plus petites ou une consommation d'énergie plus faible pour une sortie lumineuse donnée.

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

Q : Puis-je commander cette LED en continu à 500mA ?

R : Vous pouvez, mais seulement si vous pouvez garantir que la température de la pastille de soudure reste à ou en dessous de 25°C (voir la courbe de déclassement). Dans une application réelle avec des températures élevées, vous devez déclasser le courant. À une température de pastille plus typique de 85°C, le courant maximal autorisé est nettement inférieur. Conceptionnez toujours en utilisant la courbe de déclassement.

Q : Quelle est la différence entre la résistance thermique réelle et électrique ?

R : La résistance thermique réelle (12.9 K/W) est mesurée à l'aide d'un capteur de température physique. La résistance thermique électrique (10.8 K/W) est calculée à partir du changement de tension directe avec la température, une méthode qui peut être plus précise mais sensible aux conditions de mesure. Pour une conception conservatrice, utilisez la valeur la plus élevée (12.9 K/W).

Q : Quelle est la stabilité de la couleur ambre en fonction de la température et du courant ?

R : Les graphiques fournis montrent le décalage. Les valeurs ΔCIE x et y sont relativement faibles sur la plage de fonctionnement. Pour la plupart des applications de signalisation automobile, ce décalage est acceptable et reste dans les limites de couleur réglementaires. Pour les applications extrêmement critiques en termes de couleur, le système doit être caractérisé dans ses conditions de fonctionnement extrêmes.

Q : Une lentille ou un couvercle en silicone est-il requis sur la LED ?

R : Bien que la LED ait une lentille primaire, la plupart des applications extérieures automobiles nécessitent des optiques secondaires pour façonner le faisceau et respecter les réglementations photométriques. De plus, une lentille secondaire en silicone ou un composé d'encapsulation est souvent utilisé pour une protection environnementale supplémentaire (contre l'eau, la poussière, les produits chimiques) et pour améliorer l'extraction de la lumière.

10. Principes de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Il s'agit d'une LED ambre à conversion par phosphore. Son cœur est une puce semi-conductrice (typiquement basée sur InGaN) qui émet de la lumière dans le spectre bleu ou proche-ultraviolet lorsqu'elle est polarisée en direct. Cette lumière primaire n'est pas émise directement. Au lieu de cela, elle frappe une couche de matériau phosphore déposée à l'intérieur du boîtier. Le phosphore absorbe les photons bleus/UV à haute énergie et ré-émet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues et à plus faible énergie, principalement dans la région jaune/ambre. La combinaison de toute lumière bleue non convertie et de l'émission large du phosphore jaune donne la couleur ambre perçue. La composition exacte du phosphore détermine les coordonnées de couleur précises (x=0.575, y=0.415).

10.2 Tendances de l'industrie

Le marché de l'éclairage LED automobile tend vers :Une efficacité plus élevée (lm/W) :Réduction de la charge électrique sur le véhicule.Une densité de puissance accrue :Plus de lumière provenant de boîtiers plus petits, permettant des designs de phares plus élégants.Une fiabilité améliorée :Durées de vie plus longues dans des conditions plus sévères, favorisées par des boîtiers comme l'EMC.L'éclairage intelligent :Intégration avec des capteurs et des commandes pour les faisceaux adaptatifs (ADB) et la communication (Li-Fi, bien que non applicable pour ce produit).L'accord de couleur :Bien qu'il s'agisse d'une LED à couleur fixe, des tendances existent pour les LED multicolores ou à blanc accordable pour l'éclairage intérieur et extérieur adaptatif. La XI3030-PA3501H-AM s'aligne sur les tendances de haute fiabilité, d'efficacité et de performance dans un boîtier robuste adapté au paysage automobile en évolution.