Spécification LED Blanche PLCC2 - Taille 2,8x3,5x0,7mm - Tension 3,1V - Puissance 612mW - Grade Automobile AEC-Q101

1. Présentation du produit

Cette LED blanche est fabriquée à l'aide d'une puce bleue combinée à un luminophore pour produire une émission de lumière blanche. Le composant est logé dans un boîtier compact PLCC2 mesurant 2,80 mm × 3,50 mm × 0,70 mm, ce qui le rend adapté aux applications d'éclairage automobile intérieur et extérieur où l'espace est limité. Avec un angle de vision extrêmement large de 120 degrés et la conformité aux directives de qualification aux tests de contrainte AEC-Q101, cette LED est conçue pour les environnements à haute fiabilité. Le niveau de sensibilité à l'humidité est classé au niveau 2, et le produit répond aux exigences RoHS et REACH.

2. Paramètres techniques et interprétation

2.1 Caractéristiques électriques

Dans des conditions de test IF = 150 mA et Ts = 25 °C, la tension directe (VF) varie de 2,8 V (minimum) à 3,4 V (maximum), avec une valeur typique de 3,1 V. Le courant inverse (IR) à VR = 5 V est limité à un maximum de 10 µA. La dissipation de puissance (PD) nominale est de 612 mW. Le courant direct maximal absolu est de 180 mA, tandis que le courant direct de crête (cycle de service 1/10, impulsion de 10 ms) peut atteindre 350 mA. La tension inverse ne doit pas dépasser 5 V. La plage de température de fonctionnement est de -40 °C à +110 °C, et la température de stockage est identique. La température de jonction (TJ) maximale est de 125 °C. Ces paramètres garantissent des performances robustes dans les conditions thermiques automobiles.

2.2 Caractéristiques optiques

Le flux lumineux (Φ) à IF = 150 mA varie de 55,3 lm (minimum) à 75,3 lm (maximum), avec une valeur typique de 65 lm. Le large angle de vision de 120 degrés (2θ1/2) permet une distribution lumineuse uniforme. La couleur est définie par le lot chromatique 60N, avec des coordonnées indiquées dans le diagramme CIE. La distribution spectrale typique présente un pic autour de 450 nm (bleu) et une large émission du luminophore autour de 550-600 nm, donnant un aspect blanc froid.

2.3 Caractéristiques thermiques

La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est typiquement de 21 °C/W. Cette faible résistance thermique permet une dissipation efficace de la chaleur, ce qui est essentiel pour maintenir la stabilité du flux lumineux et garantir une longue durée de vie dans les applications automobiles. Les concepteurs doivent s'assurer que la température du point de soudure ne dépasse pas les valeurs maximales absolues et que la température de jonction reste inférieure à 125 °C.

3. Système de classement (Binning)

3.1 Lots de tension directe et de flux lumineux

À IF = 150 mA, la tension directe est divisée en six lots : G1 (2,8-2,9 V), G2 (2,9-3,0 V), H1 (3,0-3,1 V), H2 (3,1-3,2 V), I1 (3,2-3,3 V), I2 (3,3-3,4 V). Le flux lumineux est divisé en trois lots : PA (55,3-61,2 lm), PB (61,2-67,8 lm), QA (67,8-75,3 lm). Ce classement permet aux clients de sélectionner des composants avec une tolérance serrée pour une sortie lumineuse et un comportement électrique cohérents dans les matrices.

3.2 Classement chromatique

Le diagramme chromatique CIE montre le lot 60N avec quatre coordonnées de coin : (0,3157 ; 0,3211), (0,3142 ; 0,3430), (0,3311 ; 0,3584), (0,3301 ; 0,3337). Ce lot correspond à une région de blanc spécifique adaptée à l'éclairage de signalisation et d'indication automobile. La tolérance de mesure des coordonnées de couleur est de ±0,005.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (courbe I-V)

La figure 1-7 montre une relation exponentielle typique I-V. À 2,2 V, le courant est proche de zéro ; à 3,0 V, le courant atteint environ 100 mA ; à 3,2 V, il atteint 150 mA ; et à 3,4 V, il dépasse 200 mA. Cette courbe aide les concepteurs à prédire la variation du courant avec la tension et à choisir des résistances série appropriées.

4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative

Lorsque le courant direct augmente de 0 à 200 mA, l'intensité relative augmente de manière presque linéaire, atteignant environ 125 % à 200 mA par rapport à 100 % à 150 mA. Cette linéarité simplifie le contrôle de la gradation via la modulation du courant.

4.3 Effets de la température

Les figures 1-9 et 1-10 illustrent les effets de la température de soudure. Le flux lumineux relatif diminue progressivement de 100 % à 25 °C à environ 70 % à 120 °C, indiquant une baisse thermique. La courbe de déclassement du courant direct montre qu'à Ts = 110 °C, le courant continu maximal est réduit à environ 150 mA. La figure 1-11 montre que la tension directe diminue avec l'augmentation de la température (coefficient de température négatif). La figure 1-12 montre le décalage chromatique avec la température : les coordonnées CIE se déplacent légèrement vers des X et Y plus élevés à mesure que la température augmente (décalage vers le rouge). Ces courbes sont essentielles pour la gestion thermique et l'apparence chromatique constante.

4.4 Diagramme de rayonnement et spectre

La figure 1-13 montre un diagramme de rayonnement de type lambertien avec une intensité relative descendant à 50 % à environ ±60° de l'axe. Le spectre (figure 1-14) montre un pic bleu autour de 450 nm et une large émission du luminophore de 500 nm à 700 nm, avec une intensité relative normalisée à 1,0 au pic. Ce spectre est typique des LED blanches à conversion par luminophore.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier et motifs de soudure

Le boîtier a une vue de dessus de 2,80 mm × 3,50 mm, avec une hauteur de 0,70 mm. La vue de dessous montre deux pastilles : la pastille d'anode (plus grande, 1,05 mm × 0,55 mm) et la pastille de cathode (2,00 mm × 0,55 mm). La polarité est indiquée par un coin chanfreiné sur le boîtier. Les motifs de soudure recommandés sont fournis dans la figure 1-5, avec des dimensions de 2,45 mm (largeur) et 1,50 mm (longueur) pour la pastille d'anode, et 2,30 mm (largeur) et 1,05 mm (longueur) pour la pastille de cathode. Les tolérances sont de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Dimensions du ruban de transport et de la bobine

Les LED sont fournies sur ruban et bobine avec 4 000 pièces par bobine. La largeur du ruban de transport est de 8,0 ± 0,1 mm, avec un sens d'avancement et un marquage de polarité. La bobine a un diamètre extérieur de 178 ± 1 mm, un diamètre de moyeu de 60 ± 1 mm et une épaisseur de 13,0 ± 0,5 mm. Une étiquette sur la bobine comprend le numéro de pièce, le numéro de lot, le code de lot (flux, chromaticité, tension), la quantité et le code de date.

5.3 Emballage résistant à l'humidité

Le produit est emballé dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Le niveau de sensibilité à l'humidité est de 2, donc après ouverture du sac, les LED doivent être utilisées dans les 24 heures si elles sont stockées à ≤30 °C et ≤60 % HR. Si les conditions de stockage sont dépassées, un étuvage à 60 ± 5 °C pendant >24 heures est nécessaire avant utilisation.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de soudure par refusion recommandé est basé sur les normes JEDEC. La vitesse de montée moyenne de 150 °C à 200 °C ne doit pas dépasser 3 °C/s. Le préchauffage (150 °C à 200 °C) dure 60 à 120 secondes. La température au-dessus de 217 °C (TL) doit être maintenue pendant un maximum de 60 secondes. La température de crête (TP) est de 260 °C avec un temps maximum de 10 secondes. La vitesse de refroidissement ne doit pas dépasser 6 °C/s. Seuls deux cycles de refusion sont autorisés, et si plus de 24 heures s'écoulent entre les cycles, les LED peuvent être endommagées en raison de l'absorption d'humidité.

6.2 Soudure manuelle et réparation

Si une soudure manuelle est nécessaire, la température du fer doit être inférieure à 300 °C et le temps de contact inférieur à 3 secondes. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée. La réparation après refusion est déconseillée ; si elle est inévitable, un fer à souder à double tête doit être utilisé, et l'impact sur les caractéristiques du composant doit être vérifié au préalable.

6.3 Précautions de manipulation

L'encapsulant est en silicone, qui est souple et facilement endommagé par les contraintes mécaniques. N'appliquez pas de pression forte sur la surface de la lentille lors du pick-and-place ; utilisez une force de buse appropriée. Le PCB ne doit pas être déformé lors du montage. Après la soudure, évitez les contraintes mécaniques et le refroidissement rapide. L'environnement de fonctionnement doit avoir une teneur en soufre inférieure à 100 ppm, et des teneurs en halogènes (brome <900 ppm, chlore <900 ppm, total <1500 ppm). Les COV provenant des matériaux de fixation peuvent décolorer le silicone ; par conséquent, un test de compatibilité est recommandé. Le nettoyage à l'alcool isopropylique est suggéré ; le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé. La protection ESD (HBM ≥ 8000 V) doit être respectée lors de la manipulation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

L'emballage standard est de 4 000 pièces par bobine sur un ruban de 8 mm. Chaque bobine est scellée dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une étiquette. La boîte en carton extérieure contient plusieurs bobines. L'étiquette comprend le numéro de pièce (RF-A1T28-W6SE-A6), le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de lot (VF, Φ, XY), la quantité et la date. Les clients doivent spécifier les lots de flux et de tension souhaités lors de la commande pour garantir la cohérence.

8. Recommandations d'application

8.1 Applications typiques

Cette LED est spécialement conçue pour l'éclairage intérieur et extérieur automobile, y compris les indicateurs de tableau de bord, les plafonniers, l'éclairage d'ambiance, les clignotants et les éclairages d'accentuation intérieurs. Le large angle de vision et la haute fiabilité la rendent adaptée à l'éclairage fonctionnel et décoratif où la cohérence de la couleur et de la luminosité est essentielle.

8.2 Considérations de conception

Lors de la conception du circuit de pilotage, assurez-vous que le courant direct ne dépasse pas la valeur maximale absolue de 180 mA. Utilisez une résistance de limitation de courant ou un driver à courant constant pour éviter l'emballement thermique. Un dissipateur thermique adéquat est essentiel ; la température du point de soudure doit être maintenue en dessous de 110 °C pour que la température de jonction reste inférieure à 125 °C. La large plage de température de fonctionnement (-40 °C à +110 °C) doit être prise en compte pour la dilatation et la contraction thermiques. Pour les matrices en série/parallèle, faites correspondre les lots de tension directe pour égaliser la distribution du courant. Le décalage chromatique avec la température doit être pris en compte si une apparence de couleur précise est requise sur toute la plage de température.

9. Comparaison technique et avantages concurrentiels

Comparée aux LED PLCC2 conventionnelles, ce composant bénéficie de la qualification automobile AEC-Q101, qui garantit une fiabilité plus élevée sous choc thermique, humidité élevée et tests de durée de vie prolongée. L'angle de vision de 120° est plus large que de nombreux produits standard (généralement 110°), offrant un éclairage plus uniforme. La résistance thermique de 21 °C/W est relativement faible pour cette taille de boîtier, facilitant une meilleure dissipation de la chaleur. La disponibilité d'un classement serré (pas de tension de 0,1 V, pas de flux d'environ 6 lm) permet un rendement plus élevé dans les applications multi-LED. La protection ESD de 8000 V (HBM) dépasse les valeurs nominales typiques de 2000 V, réduisant les défaillances liées aux ESD lors de l'assemblage.

10. Foire aux questions

Q : Quel est le courant maximal que je peux appliquer à cette LED ?
R : Le courant direct maximal absolu est de 180 mA, mais le courant de fonctionnement recommandé est de 150 mA. Pour un fonctionnement pulsé, jusqu'à 350 mA à un cycle de service de 1/10 est autorisé.

Q : Comment dois-je manipuler la LED pour éviter de l'endommager ?
R : Évitez de toucher la lentille en silicone. Utilisez des pinces sur les côtés. Assurez les précautions ESD (bracelet antistatique, plan de travail conducteur). Stockez dans un environnement sec et étuvez si une exposition à l'humidité est suspectée.

Q : Puis-je utiliser cette LED dans des applications automobiles extérieures ?
R : Oui, le composant est conçu pour l'éclairage extérieur selon AEC-Q101. Cependant, assurez-vous que le luminaire offre une gestion thermique adéquate et une protection contre les contaminants environnementaux.

Q : Que signifie le code de lot "60N" ?
R : Il s'agit d'un lot chromatique dans l'espace colorimétrique CIE 1931 défini par quatre coordonnées de coin. Les coordonnées spécifiques sont répertoriées dans la fiche technique. Ce lot correspond à une région de blanc généralement utilisée pour la signalisation.

11. Études de cas d'application pratiques

Cas 1 : Éclairage d'ambiance intérieur automobile
Un équipementier avait besoin de bandes lumineuses de 10 mm de large pour l'éclairage d'ambiance des panneaux de porte. En utilisant 8 LED par bande à 150 mA, le flux total était d'environ 520 lm. Grâce à une conception thermique soignée (PCB en aluminium), la température de jonction est restée inférieure à 90 °C. Le large angle de vision a assuré un éclairage uniforme sans points chauds.

Cas 2 : Indicateur de clignotant
Un module de clignotant utilisait 6 LED en série avec un driver à courant constant à 150 mA. Le classement de tension (H1) garantissait une disparité minimale de VF. L'angle de vision de 120° offrait une visibilité suffisante conformément aux réglementations automobiles. La qualification AEC-Q101 donnait confiance dans la fiabilité à long terme sous cycles thermiques.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED blanche est basée sur une puce bleue InGaN (nitrure de gallium et d'indium) qui émet de la lumière à environ 450 nm. La puce est recouverte d'un luminophore YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium) qui absorbe une partie de la lumière bleue et la réémet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la fluorescence jaune produit de la lumière blanche. La température de couleur et l'indice de rendu des couleurs sont déterminés par la composition et l'épaisseur du luminophore. Le boîtier PLCC2 assure une protection mécanique, des connexions électriques et une cavité réfléchissante pour améliorer l'extraction de la lumière.

13. Tendances technologiques et perspectives d'avenir

Les LED blanches continuent d'évoluer vers une efficacité plus élevée, une meilleure qualité de couleur et des boîtiers plus compacts. La tendance dans l'éclairage automobile est à la miniaturisation, à l'intégration avec des commandes intelligentes (par ex., gradation PWM, réglage des couleurs) et à la conformité aux normes de fiabilité strictes (AEC-Q102 pour les LED automobiles). Les développements futurs pourraient inclure le conditionnement à l'échelle de la puce (CSP) pour une empreinte plus petite, une densité de flux plus élevée et des performances thermiques améliorées. De plus, les progrès des luminophores permettent un classement chromatique plus précis et une baisse thermique plus faible. L'utilisation de substrats en céramique ou d'encapsulants à base de silicone avec une résistance UV améliorée est également explorée pour une durée de vie prolongée dans des environnements difficiles.