Fiche technique de la LED jaune latérale PLCC-2 - Boîtier 3.2x2.8x1.9mm - Tension 2.2V - Puissance 0.11W - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED latérale haute performance, de couleur jaune, dans un boîtier monté en surface PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Conçue principalement pour des environnements exigeants, elle se caractérise par une construction robuste, une intensité lumineuse élevée et un large angle de vision, ce qui en fait un choix idéal pour le rétroéclairage et les applications d'indicateur où l'espace est limité et la fiabilité primordiale.

1.1 Avantages clés et marché cible

Les principaux avantages de ce composant LED incluent son facteur de forme latéral compact, qui permet un éclairage depuis le bord d'un PCB, une excellente puissance lumineuse pour sa taille de boîtier, et des certifications de fiabilité renforcées. Il est spécifiquement conçu pour les marchés nécessitant une durabilité à long terme et une stabilité des performances. L'application cible principale estl'éclairage intérieur automobile, tel que le rétroéclairage des interrupteurs, les indicateurs du tableau de bord et les panneaux de contrôle. Ses qualifications le rendent également adapté à d'autres applications où une résistance aux facteurs environnementaux comme le soufre et les températures de fonctionnement élevées est nécessaire.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques, optiques et thermiques est cruciale pour une conception de circuit appropriée et pour garantir la fiabilité à long terme.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances de base de la LED sont définies dans une condition de test standard avec un courant direct (I_F) de 50mA.

• Intensité lumineuse typique (I_V) :2800 millicandelas (mcd). Il s'agit d'une mesure de la luminosité perçue dans une direction spécifique. La valeur minimale garantie est de 2240 mcd, et le maximum peut atteindre 4500 mcd, indiquant une variation potentielle d'une unité à l'autre couverte par le système de classement.
• Angle de vision (2θ_½) :120 degrés. Ce large angle de vision assure un éclairage uniforme sur une grande surface, ce qui est essentiel pour les applications latérales où la lumière doit être diffusée latéralement.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :591 nm (Typique), avec une plage de 588 nm à 594 nm. Ce paramètre définit la couleur perçue de la lumière jaune. La tolérance serrée (±1nm) garantit une couleur de sortie cohérente entre les différents lots de production.

La mesure du flux lumineux a une tolérance déclarée de ±11 %, et toutes les mesures sont référencées à une température de pastille thermique de 25°C.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

• Tension directe (V_F) :2,20 V (Typique) à 50 mA, avec une plage de 1,75 V à 2,75 V. Ce paramètre est critique pour la conception du circuit de limitation de courant. La tolérance de mesure est de ±0,05 V.
• Courant direct (I_F) :Le composant est conçu pour un courant direct continu compris entre 5 mA (minimum pour le fonctionnement) et 70 mA (maximum absolu). Le courant de fonctionnement typique est de 50 mA.
• Résistance thermique :Deux valeurs sont fournies :
  • R_{thJS réelle}:85 K/W (Typique), 100 K/W (Max). Cela représente la résistance thermique réelle de la jonction du semi-conducteur au point de soudure.
  • R_{thJS électrique}:60 K/W (Typique), 85 K/W (Max). Celle-ci est souvent dérivée de méthodes de mesure électrique et est généralement inférieure à la valeur réelle. Les concepteurs doivent utiliser la valeurR_{thJS réelle}(85 K/W) pour des calculs précis de gestion thermique afin de garantir que la température de jonction (T_J) ne dépasse pas sa valeur maximale.

3. Valeurs maximales absolues et fiabilité

Dépasser ces limites peut causer des dommages permanents au composant.

• Dissipation de puissance (P_d) :192 mW.
• Température de jonction (T_J) :125 °C.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 °C à +110 °C. Cette large plage est essentielle pour les applications automobiles.
• Température de stockage (T_stg) :-40 °C à +110 °C.
• Sensibilité ESD (HBM) :2 kV. Cela indique un niveau modéré de protection contre les décharges électrostatiques. Des procédures de manipulation ESD appropriées doivent toujours être suivies pendant l'assemblage.
• Courant de surtension (I_FM) :100 mA pour des impulsions ≤10 μs avec un très faible rapport cyclique (D=0,005).
• Robustesse au soufre :Classe A1. Cette certification indique que la résine et les matériaux de la LED résistent à la corrosion causée par les atmosphères contenant du soufre, un problème courant dans certains environnements industriels et automobiles.
• Soudure :Résiste à la soudure par refusion à 260°C pendant 30 secondes.
• Conformité :Le composant est conforme à RoHS, REACH et est sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

4. Analyse des courbes de performance

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

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Le graphique montre la relation exponentielle typique des LED. Au point de fonctionnement recommandé de 50 mA, la tension est centrée autour de 2,2 V. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'alimentation peut fournir un courant stable dans cette fenêtre de tension.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

Cette courbe démontre que la puissance lumineuse augmente avec le courant mais commence à montrer des signes de saturation à des courants plus élevés (approchant 70 mA). Fonctionner à 50 mA offre un bon équilibre entre luminosité et efficacité/génération de chaleur.

4.3 Dépendance à la température

Trois graphiques clés illustrent les effets thermiques :Intensité lumineuse relative vs. Température de jonction :La puissance lumineuse diminue lorsque la température augmente. À la température de jonction maximale de 125°C, la puissance est d'environ 60 à 70 % de sa valeur à 25°C. Cela doit être pris en compte dans les calculs de luminosité pour les environnements à haute température.Tension directe relative vs. Température de jonction :La tension directe a un coefficient de température négatif, diminuant d'environ 2 mV/°C. Cette caractéristique peut parfois être utilisée pour la détection indirecte de température.Longueur d'onde relative vs. Température de jonction :La longueur d'onde dominante se déplace légèrement avec la température (environ +0,1 nm/°C). Ceci est généralement négligeable pour les applications d'indicateur jaune mais est noté pour les utilisations critiques en termes de couleur.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Il s'agit d'un graphique critique pour la fiabilité. Il montre le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température de la pastille de soudure (T_S). Par exemple, à une température de pastille de 110°C, le courant maximal autorisé chute à 55 mA. À la température de pastille absolument maximale, le courant doit être réduit à 5 mA. Cette courbe doit être utilisée pour s'assurer que la LED n'est pas suralimentée pour sa température de fonctionnement.

4.5 Capacité de traitement des impulsions admissibles

Ce graphique définit le courant d'impulsion unique maximal que la LED peut supporter pendant de très courtes durées (microsecondes à millisecondes) à différents rapports cycliques. Il permet des conceptions nécessitant des flashs brefs et de haute intensité.

5. Explication du système de classement (Binning)

Pour gérer les variations de fabrication, les LED sont triées en classes de performance. Le numéro de pièce inclut probablement des codes spécifiant sa classe pour les paramètres clés.

5.1 Classement de l'intensité lumineuse

Le tableau fourni liste une structure de classement étendue de L1 (11,2-14 mcd) jusqu'à GA (18000-22400 mcd). La pièce typique, avec 2800 mcd, tombe dans la classeCA(2800-3550 mcd). Les concepteurs doivent spécifier la classe d'intensité requise pour garantir une luminosité cohérente sur toutes les unités d'un produit.

5.2 Classement de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde est classée par pas de 3 nm. La valeur typique de 591 nm correspond à la classe8891(588-591 nm) ou à la classe9194(591-594 nm). Spécifier une classe de longueur d'onde serrée est cruciale pour la cohérence des couleurs, en particulier dans les réseaux à plusieurs LED.

5.3 Classement de la tension directe

L'extrait montre un code de classe de tension "1012" avec une plage de 1,0 V à 1,2 V, ce qui semble incohérent avec la valeur typique de 2,2 V. Cela peut être une erreur dans le texte fourni ou faire référence à une variante de produit différente. Typiquement, V_Fest classée par pas de 0,1 V ou 0,2 V (par exemple, 2,0-2,2 V, 2,2-2,4 V).

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

6.1 Dimensions mécaniques et polarité

La LED utilise un boîtier monté en surface PLCC-2 standard. Les dimensions exactes (longueur, largeur, hauteur) et la disposition des pastilles sont définies dans la section du dessin mécanique. Le boîtier comprend une lentille moulée pour obtenir l'angle de vision de 120 degrés. La polarité est indiquée par une marque de cathode sur le corps du boîtier ; le branchement du composant en polarisation inverse n'est pas conçu pour le fonctionnement.

6.2 Pastille de soudure recommandée et profil de refusion

Un motif de pastille recommandé (conception de la pastille de soudure) est fourni pour assurer une soudure correcte et une stabilité mécanique. Le profil de soudure par refusion est spécifié avec une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Respecter ce profil est essentiel pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la fixation interne de la puce.

6.3 Informations d'emballage

Les LED sont fournies sur bande et bobine pour être compatibles avec les équipements d'assemblage automatique pick-and-place. Les spécifications de la bobine (largeur de bande, espacement des poches, diamètre de la bobine) sont standardisées pour s'adapter aux machines d'assemblage SMT courantes.

7. Guide d'application et considérations de conception

7.1 Circuits d'application typiques

Cette LED nécessite une source de courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec une alimentation en tension. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale (2,75 V) pour ce calcul garantit que le courant ne dépasse pas la limite même avec une variation d'une unité à l'autre. Pour une alimentation de 5 V et une cible de 50 mA : R = (5 V - 2,75 V) / 0,05 A = 45 Ohms. Une résistance standard de 47 Ohms serait appropriée. La puissance nominale de la résistance doit être d'au moins P = I²R = (0,05)²* 47 = 0,1175 W, donc une résistance de 1/4 W est suffisante.

7.2 Gestion thermique

Un dissipateur thermique efficace est vital pour maintenir la luminosité et la longévité. En utilisant la R_{thJS réelle}de 85 K/W : Si la LED dissipe P_d= V_F* I_F= 2,2 V * 0,05 A = 0,11 W, l'élévation de température de la jonction au point de soudure est ΔT = R_th* P = 85 * 0,11 ≈ 9,4°C. Si la température de la pastille de soudure du PCB est de 80°C, la température de jonction T_Jserait d'environ 89,4°C, ce qui est dans la limite de 125°C. Les concepteurs doivent s'assurer que le PCB lui-même peut dissiper la chaleur pour maintenir la température de la pastille aussi basse que possible.

7.3 Précautions d'utilisation

• Toujours observer la polarité pour éviter les dommages.
• Ne pas fonctionner en dessous de 5 mA, comme indiqué sur la courbe de déclassement.
• Mettre en œuvre une protection ESD appropriée pendant la manipulation et l'assemblage.
• Suivre précisément le profil de refusion recommandé.
• Prendre en compte les effets de la température sur l'intensité lumineuse et la longueur d'onde pour l'application finale.
• Pour une utilisation automobile, s'assurer que la conception du circuit prend en charge les surtensions de déconnexion de charge et autres transitoires spécifiques au système électrique du véhicule.

8. Comparaison technique et FAQ

8.1 Différenciation par rapport aux LED standard

Cette LED se différencie par la combinaison de sonfacteur de forme latéral, haute luminosité (2800 mcd)dans un petit boîtier, et de sescertifications de robustesse (AEC-Q102, Soufre A1). Comparée à une LED PLCC-2 standard à vue de dessus, elle émet la lumière par le côté, permettant des conceptions optiques uniques. Comparée à d'autres LED latérales, sa qualification AEC-Q102 cible spécifiquement les exigences de fiabilité rigoureuses de l'électronique automobile.

8.2 Questions fréquemment posées basées sur les paramètres

Q : Puis-je alimenter cette LED avec 3,3 V sans résistance ?

R : Non. Avec une V_Ftypique de 2,2 V, la connecter directement à 3,3 V provoquerait un courant excessif, dépassant potentiellement la valeur maximale absolue et détruisant la LED. Une résistance de limitation de courant ou un régulateur est toujours requis.

Q : Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle mesurée en mcd au lieu de lumens ?

R : Les millicandelas (mcd) mesurent l'intensité lumineuse, c'est-à-dire la lumière émise dans une direction spécifique. Les lumens mesurent le flux lumineux total (lumière dans toutes les directions). Pour un composant directionnel comme une LED latérale avec un angle de vision défini, le mcd est la métrique la plus pertinente. Le flux total peut être approximé si la distribution angulaire est connue.

Q : Que signifie "Robustesse au soufre Classe A1" pour ma conception ?

R : Cela signifie que la résine d'encapsulation et les matériaux de la LED sont formulés pour résister au noircissement ou à la corrosion causés par le sulfure d'hydrogène et autres gaz sulfureux. C'est critique dans des applications comme l'automobile (où certains matériaux d'habitacle peuvent dégager du soufre), les environnements industriels ou les lieux très pollués. Cela améliore la fiabilité à long terme et maintient la puissance lumineuse.

Q : Comment interpréter les codes de classement dans le numéro de pièce ?

R : Le numéro de pièce (par exemple, 57-21R-UY0501H-AM) contient des codes intégrés. Bien que le détail complet ne soit pas fourni ici, des segments comme "UY" indiquent probablement la couleur (Jaune), et d'autres caractères spécifient la classe d'intensité lumineuse (par exemple, CA pour 2800 mcd) et la classe de longueur d'onde. Consultez le guide de commande complet du fabricant pour un décodage précis.

9. Principes de fonctionnement et tendances

9.1 Principe de fonctionnement de base

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 (typiquement basée sur des matériaux comme l'AlInGaP pour la lumière jaune), libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique du matériau et le dopage déterminent la longueur d'onde dominante (couleur) de la lumière émise.

9.2 Tendances de l'industrie

La tendance pour de tels composants va vers uneefficacité plus élevée(plus de lumière par watt d'entrée électrique), unedensité de puissance accruedans des boîtiers plus petits, et desspécifications de fiabilité amélioréespour répondre aux exigences des applications automobiles (AEC-Q102), industrielles et extérieures. L'intégration de fonctionnalités comme une protection électrostatique intégrée et un classement plus serré pour la cohérence de couleur et de flux sont également courants. Le passage à des matériaux sans halogène et conformes à l'environnement, comme vu dans cette fiche technique, est une exigence standard de l'industrie motivée par les réglementations mondiales.