Fiche technique de LED jaune PLCC-2 - Angle de vision de 120° - 2,0V typ. - 1120mcd @20mA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED jaune haute performance pour montage en surface, dans un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Le composant est conçu pour la fiabilité et les performances dans des environnements exigeants, avec un large angle de vision de 120 degrés et une intensité lumineuse typique de 1120 millicandelas (mcd) sous un courant de commande standard de 20mA. Sa cible de conception principale est les applications d'éclairage intérieur automobile, telles que l'éclairage du tableau de bord, le rétroéclairage des commutateurs et les fonctions d'indicateur général, où une sortie de couleur constante, une stabilité à long terme et la conformité aux normes de qualité automobile sont critiques.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa qualification selon la norme AEC-Q101, qui valide sa fiabilité pour un usage automobile, et sa conformité aux directives environnementales RoHS (Restriction des substances dangereuses) et REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des produits chimiques). Elle présente également un Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) de 2 et une sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) de 2kV (Modèle du corps humain), la rendant adaptée aux processus d'assemblage standard.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques optoélectroniques

Les principales métriques de performance sont définies dans des conditions de test standard (T_s= 25°C). Le courant direct (I_F) a une plage de fonctionnement de 5mA à 50mA, avec une valeur typique de 20mA. À ce courant typique, l'intensité lumineuse (I_V) varie d'un minimum de 710mcd à un maximum de 1400mcd, avec une valeur typique de 1120mcd. La tension directe (V_F) à 20mA est spécifiée entre 1,75V et 2,75V, avec une valeur typique de 2,00V. La longueur d'onde dominante (λ_d), qui définit la couleur jaune perçue, est comprise entre 585nm et 594nm, typiquement 592nm. L'angle de vision (φ), où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale, est de 120 degrés.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. La dissipation de puissance maximale absolue (P_d) est de 137mW. Le courant direct continu maximal est de 50mA, tandis qu'un courant de surtension (I_FM) de 100mA est autorisé pour des impulsions ≤ 10μs avec un très faible rapport cyclique (D=0,005). Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. La température de jonction maximale (T_J) est de 125°C, avec des plages de température de fonctionnement et de stockage de -40°C à +110°C. La température maximale de soudure par refusion est de 260°C pendant 30 secondes.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est cruciale pour les performances et la longévité de la LED. La fiche technique spécifie deux valeurs de résistance thermique de la jonction au point de soudure : une résistance thermique réelle (R_{th JS réel}) de 160 K/W et une résistance thermique électrique (R_{th JS él}) de 120 K/W, toutes deux mesurées à I_F=20mA. La valeur électrique inférieure est généralement utilisée pour les calculs de conception liés à la dépendance de la tension directe à la température.

3. Explication du système de classement (binning)

Pour garantir l'uniformité de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins).

3.1 Classement par intensité lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en plusieurs classes, chacune représentant une plage spécifique d'intensité lumineuse minimale et maximale en millicandelas (mcd). Les classes suivent un code alphanumérique (par ex., L1, L2, M1... jusqu'à GA). Pour cette référence spécifique, les classes de sortie possibles sont mises en évidence, la référence typique appartenant à la classe \"AA\" (1120 à 1400 mcd). La mesure du flux lumineux a une tolérance de ±8%.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La couleur jaune est contrôlée par le classement de la longueur d'onde dominante. Les classes sont définies par des codes numériques représentant une plage de longueur d'onde en nanomètres (nm). La tolérance pour la longueur d'onde dominante est de ±1nm. La classe spécifique pour ce produit garantit que la couleur jaune se situe dans la plage spécifiée de 585-594nm, typiquement autour de 592nm.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs graphiques illustrant le comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de Distribution Spectrale Relative montre un pic dans la région jaune (~592nm) avec une émission minimale dans les autres parties du spectre, confirmant une couleur jaune pure. Le graphique du Diagramme de Rayonnement est un tracé polaire démontrant l'angle de vision de 120 degrés, avec une distribution d'intensité lumineuse typique d'un boîtier PLCC avec lentille intégrée.

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

Ce graphique montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. Il est essentiel pour concevoir le circuit de limitation de courant. La courbe permet aux concepteurs d'estimer la V_Fpour tout courant donné dans la plage de fonctionnement.

4.3 Dépendance à la température

Plusieurs graphiques détaillent les changements de performance avec la température de jonction :

• Intensité Lumineuse Relative en fonction de la Température de Jonction :Montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente, une caractéristique de toutes les LED. Cela doit être pris en compte dans la conception thermique.
• Tension Directe Relative en fonction de la Température de Jonction :Démontre que la V_Fa un coefficient de température négatif, diminuant linéairement lorsque la température augmente. Cela peut être utilisé pour la détection indirecte de température.
• Longueur d'Onde Relative en fonction de la Température de Jonction :Indique un léger décalage de la longueur d'onde dominante (typiquement quelques nanomètres) avec la température, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.
• Longueur d'Onde Dominante en fonction du Courant Direct :Montre une variation minimale de la couleur avec le changement du courant de commande.

4.4 Déclassement et gestion des impulsions

LaCourbe de Déclassement du Courant Directest critique pour la fiabilité. Elle trace le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure. Par exemple, à une température de point de soudure (T_S) de 110°C, le courant maximal est déclassé à environ 34mA. La courbe indique explicitement de ne pas utiliser de courants inférieurs à 5mA. Legraphique de Capacité de Gestion des Impulsions Autoriséesdéfinit la zone de fonctionnement sûre pour les courants pulsés à différents rapports cycliques, permettant une commande en surintensité brève dans des applications multiplexées ou à stroboscope.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise un boîtier standard pour montage en surface PLCC-2. Le dessin mécanique (impliqué par la section 7) fournirait les dimensions précises, y compris la longueur, la largeur, la hauteur et l'espacement des broches. Le boîtier présente un corps en plastique moulé avec une lentille intégrée qui façonne l'angle de vision de 120 degrés. La polarité est indiquée par la forme du boîtier et/ou un marquage, la cathode étant généralement identifiée.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Empattement de soudure recommandé

Un empreinte recommandée (land pattern) est fournie pour assurer une soudure correcte, une stabilité mécanique et un transfert thermique optimal de la LED vers la carte de circuit imprimé (PCB).

6.2 Profil de soudure par refusion

La fiche technique spécifie un profil de refusion avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Il s'agit d'un profil de soudure standard sans plomb (Pb-free). Le respect de ce profil est nécessaire pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce interne ainsi qu'aux liaisons par fils.

6.3 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent l'utilisation d'une protection ESD appropriée pendant l'assemblage, l'évitement des contraintes mécaniques sur la lentille, et le stockage du composant dans un environnement sec conformément à sa classification MSL-2 avant utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

Les informations de conditionnement (section 10) détaillent comment les LED sont fournies, typiquement en bande et bobine (tape-and-reel) pour l'assemblage automatisé pick-and-place. La structure du numéro de référence (57-21-UY0200H-AM) encode des attributs clés tels que le type de boîtier, la couleur, la classe de luminosité et d'autres codes de variante. La section d'informations de commande explique comment spécifier les classes souhaitées pour l'intensité lumineuse et la longueur d'onde lors de la passation d'une commande.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale estl'éclairage intérieur automobile, incluant :

• Rétroéclairage du combiné d'instruments et du tableau de bord.
• Rétroéclairage des boutons, commutateurs et panneaux de commande.
• Lampes témoin et indicateurs d'état généraux.
• Accents d'éclairage d'ambiance.

Sa qualification AEC-Q101 la rend adaptée à ces environnements automobiles sévères avec de larges variations de température et des vibrations.

8.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :Un pilote à courant constant est fortement recommandé plutôt qu'une source de tension constante avec une résistance série, pour une meilleure stabilité et longévité. La conception doit se référer à la courbe IV et aux valeurs maximales absolues.Gestion thermique :La courbe de déclassement et les valeurs de résistance thermique doivent être utilisées pour calculer la température de jonction maximale dans l'application. Une surface de cuivre de PCB adéquate (plot thermique) et une éventuelle circulation d'air sont nécessaires pour maintenir la température du point de soudure basse, surtout lors d'une commande au courant maximal ou proche de celui-ci.Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés fournit un éclairage large. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires peuvent être nécessaires. La variation d'intensité lumineuse et de longueur d'onde entre les classes doit être prise en compte pour les applications nécessitant un aspect uniforme sur plusieurs LED.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED PLCC-2 génériques non-automobiles, les principaux points de différenciation de ce composant sont saqualification AEC-Q101et sa plage de température de fonctionnement étendue (-40°C à +110°C), qui sont obligatoires pour l'électronique automobile. L'intensité lumineuse typique de 1120mcd est relativement élevée pour une LED jaune PLCC-2 standard, offrant une bonne efficacité de luminosité. La structure de classement complète offre aux fabricants un contrôle plus serré sur la cohérence de la couleur et de la luminosité dans leurs produits finaux.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une ligne automobile de 5V ou 12V ?R : Non. Vous devez utiliser un circuit de limitation de courant. Une simple résistance série (calculée avec la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F) ou, de préférence, un circuit intégré pilote de LED à courant constant dédié est nécessaire pour régler le courant au niveau souhaité (par ex., 20mA).

Q : Pourquoi y a-t-il une spécification de courant minimum (5mA) ?R : Commander une LED à des courants extrêmement faibles peut entraîner une sortie lumineuse instable et un décalage de couleur. Le minimum de 5mA garantit un fonctionnement fiable et constant.

Q : Comment interpréter les deux valeurs de résistance thermique différentes ?R : La résistance thermique électrique (120 K/W) est dérivée du changement de tension directe avec la température et est utilisée pour la modélisation électrique. La résistance thermique réelle (160 K/W) est une mesure plus directe du flux de chaleur de la jonction au point de soudure et doit être utilisée pour les calculs principaux de conception thermique afin d'estimer l'élévation de température de jonction (ΔT_J= P_d× R_{th JS réel}).

Q : Que signifie MSL 2 pour le stockage ?R : Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 2 signifie que le boîtier peut être stocké dans un environnement sec (

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un rétroéclairage de commutateur de tableau de bord nécessitant 4 LED jaunes. Objectif : luminosité moyenne constante, longue durée de vie dans un environnement chaud (température ambiante max. du PCB ~85°C).Étapes de conception : 1. Sélection du courant :Choisir 15mA (en dessous du 20mA typique) pour réduire la génération de chaleur et augmenter la durée de vie, tout en fournissant suffisamment de lumière. 2.Circuit pilote :Utiliser un seul circuit intégré pilote à courant constant capable de fournir 60mA (4x15mA) pour garantir un courant identique à travers toutes les LED pour une luminosité uniforme. 3.Analyse thermique :Calculer la dissipation de puissance par LED : P_d≈ V_F× I_F= 2,0V × 0,015A = 30mW. Élévation de température de jonction : ΔT_J= 0,03W × 160 K/W = 4,8K. Avec T_ambiante= 85°C au point de soudure, T_J≈ 90°C, ce qui est bien en dessous du maximum de 125°C. 4.Classement (Binning) :Spécifier une classe d'intensité lumineuse serrée (par ex., R1 ou R2) et une classe de longueur d'onde dominante spécifique lors de la commande pour garantir une cohérence visuelle sur les quatre commutateurs.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente (LED) à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant sa tension de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique du semi-conducteur (typiquement basée sur AlInGaP pour la lumière jaune) détermine la longueur d'onde, et donc la couleur, de la lumière émise. La lentille en époxy intégrée du boîtier PLCC encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux de sortie.

13. Tendances technologiques

La tendance générale pour ces composants va vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), une meilleure cohérence et saturation des couleurs, et des métriques de fiabilité améliorées. Le conditionnement évolue pour permettre une densité de puissance plus élevée et une meilleure gestion thermique. De plus, l'intégration avec des circuits de contrôle embarqués (comme les LED adressables I2C) devient plus courante, bien que ce composant particulier soit un composant discret standard. La demande de composants qualifiés AEC-Q101 continue de croître à mesure que l'éclairage automobile devient plus sophistiqué et répandu.