Table des matières
- 1. Vue d'ensemble du produit
- 1.1 Identification du produit et convention de dénomination
- 2. Spécifications mécaniques et optiques
- 2.1 Dimensions physiques et implantation
- 2.2 Caractéristiques optiques
- 3. Paramètres électriques et thermiques
- 3.1 Valeurs maximales absolues
- 3.2 Caractéristiques électriques typiques
- 4. Système de binning et de classification
- 4.1 Binning du flux lumineux
- 4.2 Binning de la tension directe
- 4.3 Binning de la longueur d'onde dominante
- 5. Caractéristiques de performance et courbes
- 5.1 Courant direct vs. tension directe (Courbe I-V)
- 5.2 Flux lumineux relatif vs. courant direct
- 5.3 Puissance spectrale relative vs. température de jonction
- 5.4 Distribution spectrale de puissance
- 6. Recommandations d'assemblage et de manipulation
- 6.1 Recommandations de soudure
- 6.2 Gestion thermique
- 6.3 Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD)
- 7. Conditionnement et informations de commande
- 7.1 Spécifications de la bande et de la bobine
- 7.2 Structure du code de commande
- 8. Notes d'application et considérations de conception
- 8.1 Applications typiques
- 8.2 Sélection du pilote
- 8.3 Conception optique
- 9. Fiabilité et durée de vie
- 10. Comparaison technique et avantages
- 10.1 Boîtier céramique vs. boîtier plastique
- 10.2 Conception à puce unique haute puissance
1. Vue d'ensemble du produit
Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) verte haute puissance de la série Céramique 3535 de 1W. Le substrat en céramique offre une gestion thermique supérieure par rapport aux boîtiers plastiques traditionnels, permettant des courants d'alimentation plus élevés et une fiabilité à long terme améliorée. Cette LED est conçue pour des applications nécessitant une luminosité élevée et des performances stables dans des environnements exigeants.
1.1 Identification du produit et convention de dénomination
Le modèle du produit est identifié comme T1901PGA. La convention de dénomination suit un code structuré :T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Ce code se décompose en plusieurs paramètres clés :
- Code de boîtier (19) :Indique un boîtier céramique 3535.
- Code du nombre de puces (P) :Dénote une puce LED haute puissance unique.
- Code de couleur (G) :Spécifie une émission verte.
- Code optique (A) :Détaille la conception de la lentille ou de l'optique (spécificités impliquées par le code).
- Code de binning de flux :Un code à plusieurs chiffres définissant le bin de sortie du flux lumineux.
- Code de binning de température de couleur / longueur d'onde :Un code spécifiant la plage de longueur d'onde dominante.
Les autres codes de couleur définis dans le système incluent le Rouge (R), le Jaune (Y), le Bleu (B), le Violet (U), l'Orange (A), l'IR (I), le Blanc Chaud L (<3700K), le Blanc Neutre C (3700-5000K) et le Blanc Froid W (>5000K).
2. Spécifications mécaniques et optiques
2.1 Dimensions physiques et implantation
La LED utilise un boîtier CMS (montage en surface) céramique 3535. Le dessin dimensionnel exact montre la vue de dessus et le profil latéral avec les mesures critiques. Les dimensions clés incluent la taille globale du boîtier de 3,5 mm x 3,5 mm. Le motif de pastilles recommandé (empreinte) et la conception du pochoir pour l'assemblage sur CI sont fournis pour assurer une soudure correcte et des performances thermiques optimales. Les tolérances sont spécifiées à ±0,10 mm pour les dimensions .X et ±0,05 mm pour les dimensions .XX.
2.2 Caractéristiques optiques
Les principaux paramètres optiques sont mesurés à un courant de test standard de 350 mA et à une température de point de soudure (Ts) de 25 °C.
- Longueur d'onde dominante (λd) :525 nm (Typique).
- Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés, fournissant un motif d'émission large, de type lambertien, adapté à l'éclairage de zone.
- Flux lumineux :La valeur dépend du bin de flux spécifique attribué à l'unité (voir Section 3.3).
3. Paramètres électriques et thermiques
3.1 Valeurs maximales absolues
Des contraintes au-delà de ces limites peuvent causer des dommages permanents. Toutes les valeurs sont spécifiées à Ts=25°C.
- Courant direct continu (IF) :500 mA
- Courant de pointe direct en impulsion (IFP) :700 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Cycle de service ≤1/10)
- Dissipation de puissance (PD) :1800 mW
- Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +100°C
- Température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C
- Température de jonction (Tj) :125°C
- Température de soudure (Tsld) :Soudure par refusion à 230°C ou 260°C pendant un maximum de 10 secondes.
3.2 Caractéristiques électriques typiques
Mesurées à Ts=25°C, IF=350mA.
- Tension directe (VF) :3,5 V (Typique), 3,6 V (Maximum)
- Tension inverse (VR) :5 V
- Courant inverse (IR) :50 μA (Maximum)
4. Système de binning et de classification
Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en bins en fonction de paramètres clés.
4.1 Binning du flux lumineux
Le flux lumineux est mesuré à 350mA. Les bins, définis par un code lettre, spécifient une valeur minimale (Min) et typique (Type). La tolérance pour la mesure du flux est de ±7%.
- Code 1R :Min 55 lm, Type 60 lm
- Code 1S :Min 60 lm, Type 65 lm
- Code 1T :Min 65 lm, Type 70 lm
- Code 1W :Min 70 lm, Type 75 lm
- Code 1X :Min 75 lm, Type 80 lm
- Code 1Y :Min 80 lm, Type 87 lm
4.2 Binning de la tension directe
La tension directe est mesurée à 350mA. Les bins assurent la compatibilité électrique dans les chaînes en série/parallèle. La tolérance est de ±0,08V.
- Code 1 :2,8V à 3,0V
- Code 2 :3,0V à 3,2V
- Code 3 :3,2V à 3,4V
- Code 4 :3,4V à 3,6V
4.3 Binning de la longueur d'onde dominante
Pour les LED vertes, la longueur d'onde dominante est triée en bins pour contrôler la teinte précise du vert.
- Code G5 :519 nm à 522,5 nm
- Code G6 :522,5 nm à 526 nm
- Code G7 :526 nm à 530 nm
5. Caractéristiques de performance et courbes
Les données graphiques fournissent une compréhension plus approfondie du comportement de la LED dans diverses conditions.
5.1 Courant direct vs. tension directe (Courbe I-V)
La courbe montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. Elle est cruciale pour concevoir le pilote de limitation de courant correct. La VF typique de 3,5V à 350mA est confirmée sur ce graphique.
5.2 Flux lumineux relatif vs. courant direct
Ce graphique illustre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'alimentation. Il montre typiquement une augmentation sous-linéaire aux courants plus élevés en raison de la baisse d'efficacité et des effets thermiques, soulignant l'importance de la gestion thermique pour maintenir la luminosité.
5.3 Puissance spectrale relative vs. température de jonction
La sortie spectrale d'une LED se déplace avec la température de jonction. Pour les LED vertes, la longueur d'onde de crête diminue généralement (décalage vers le bleu) légèrement lorsque la température augmente. Ce graphique quantifie ce décalage, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.
5.4 Distribution spectrale de puissance
La courbe affiche l'intensité de la lumière émise à travers le spectre visible pour cette LED verte, centrée autour de 525nm. Elle montre une largeur de bande spectrale relativement étroite typique des LED monochromatiques.
6. Recommandations d'assemblage et de manipulation
6.1 Recommandations de soudure
Le boîtier céramique est compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge ou à convection standard. Le profil de soudure maximal recommandé est une température de pointe de 230°C ou 260°C pendant jusqu'à 10 secondes. La conception de pochoir fournie assure le volume correct de pâte à souder pour des joints fiables et un transfert de chaleur optimal de la pastille thermique vers la CI.
6.2 Gestion thermique
Une gestion thermique efficace est cruciale pour les performances et la durée de vie. Le boîtier céramique a une faible résistance thermique, mais il doit être monté sur une CI avec des vias thermiques adéquats et, si nécessaire, un dissipateur thermique externe pour maintenir la température de jonction en dessous de 125°C, en particulier lors d'un fonctionnement près du courant maximum de 500mA.
6.3 Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD)
Comme tous les dispositifs semi-conducteurs, les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Les précautions ESD standard (utilisation de bracelets de mise à la terre, tapis conducteurs et ioniseurs) doivent être observées pendant la manipulation et l'assemblage.
7. Conditionnement et informations de commande
7.1 Spécifications de la bande et de la bobine
Le produit est fourni sur une bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé pick-and-place. Des dessins détaillés spécifient les dimensions des alvéoles, la largeur de la bande, le diamètre de la bobine et l'orientation des composants. Le boîtier céramique 3535 utilise un format de bande standard compatible avec les équipements de placement à grande vitesse.
7.2 Structure du code de commande
Le code de commande complet est construit à partir de la convention de dénomination décrite à la Section 1.1. Pour commander, spécifiez le code complet incluant le boîtier (19), le nombre de puces (P), la couleur (G), l'optique (A), et les codes de binning de flux et de longueur d'onde souhaités en fonction des exigences de l'application.
8. Notes d'application et considérations de conception
8.1 Applications typiques
- Éclairage architectural :Éclairage de façade, éclairage en niche et éclairage d'accentuation où une luminosité élevée et une stabilité des couleurs sont nécessaires.
- Éclairage automobile :Éclairage intérieur, feux de signalisation (lorsque la spécification de couleur est respectée).
- Éclairage portable :Lampes torches et lampes de travail haut de gamme.
- Éclairage spécialisé :Vision industrielle, éclairage scénique et signalétique.
8.2 Sélection du pilote
Un pilote à courant constant est obligatoire pour un fonctionnement fiable. Le pilote doit être sélectionné en fonction du courant direct requis (par exemple, 350mA pour une utilisation typique, jusqu'à 500mA pour une sortie maximale) et du bin de tension directe des LED, en particulier lors de la connexion de plusieurs dispositifs en série. Le pilote doit avoir une protection appropriée contre les surtempératures et les surintensités.
8.3 Conception optique
L'angle de vision de 120 degrés est idéal pour un éclairage large et uniforme. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (réflecteurs ou lentilles) doivent être conçues en tenant compte de la lentille primaire de la LED et de son motif d'émission. Les dessins mécaniques fournissent les points de référence nécessaires pour l'alignement optique.
9. Fiabilité et durée de vie
Bien que des données spécifiques de durée de vie L70 ou L50 (temps jusqu'à 70% ou 50% du flux lumineux initial) ne soient pas fournies dans cet extrait, le boîtier céramique supporte intrinsèquement une durée de vie plus longue en maintenant une température de jonction plus basse pour une dissipation de puissance donnée. La durée de vie est principalement fonction de la température de jonction et du courant d'alimentation ; un fonctionnement dans les spécifications recommandées maximise la longévité.
10. Comparaison technique et avantages
10.1 Boîtier céramique vs. boîtier plastique
Le boîtier céramique 3535 offre des avantages distincts par rapport aux boîtiers CMS plastique standard (par exemple, PLCC, 5050) :
- Conductivité thermique supérieure :Les substrats en céramique dissipent la chaleur plus efficacement, permettant des courants d'alimentation plus élevés et un meilleur maintien des performances.
- Fiabilité améliorée :La céramique est résistante à l'humidité et à la dégradation UV, conduisant à des performances plus stables dans des environnements difficiles.
- Meilleure stabilité des couleurs :Une température de jonction de fonctionnement plus faible minimise le décalage de longueur d'onde et la dépréciation du flux lumineux dans le temps.
10.2 Conception à puce unique haute puissance
L'utilisation d'une seule grande puce (désignée par 'P') au lieu de plusieurs petites puces améliore l'uniformité de la densité de courant et peut offrir une meilleure efficacité globale et une meilleure fiabilité par rapport aux conceptions multi-puces à des niveaux de puissance similaires.
Terminologie des spécifications LED
Explication complète des termes techniques LED
Performance photoelectrique
| Terme | Unité/Représentation | Explication simple | Pourquoi important |
|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse | lm/W (lumens par watt) | Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. | Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité. |
| Flux lumineux | lm (lumens) | Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". | Détermine si la lumière est assez brillante. |
| Angle de vision | ° (degrés), par exemple 120° | Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. | Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité. |
| CCT (Température de couleur) | K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K | Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. | Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés. |
| CRI / Ra | Sans unité, 0–100 | Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. | Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées. |
| SDCM | Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" | Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. | Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED. |
| Longueur d'onde dominante | nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) | Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. | Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes. |
| Distribution spectrale | Courbe longueur d'onde vs intensité | Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. | Affecte le rendu des couleurs et la qualité. |
Paramètres électriques
| Terme | Symbole | Explication simple | Considérations de conception |
|---|---|---|---|
| Tension directe | Vf | Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". | La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série. |
| Courant direct | If | Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. | Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie. |
| Courant pulsé max | Ifp | Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. | La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages. |
| Tension inverse | Vr | Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. | Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension. |
| Résistance thermique | Rth (°C/W) | Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. | Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte. |
| Immunité ESD | V (HBM), par exemple 1000V | Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. | Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles. |
Gestion thermique et fiabilité
| Terme | Métrique clé | Explication simple | Impact |
|---|---|---|---|
| Température de jonction | Tj (°C) | Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. | Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur. |
| Dépréciation du lumen | L70 / L80 (heures) | Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. | Définit directement la "durée de vie" de la LED. |
| Maintien du lumen | % (par exemple 70%) | Pourcentage de luminosité conservé après le temps. | Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme. |
| Décalage de couleur | Δu′v′ ou ellipse MacAdam | Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. | Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage. |
| Vieillissement thermique | Dégradation du matériau | Détérioration due à une température élevée à long terme. | Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert. |
Emballage et matériaux
| Terme | Types communs | Explication simple | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|---|
| Type de boîtier | EMC, PPA, Céramique | Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. | EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue. |
| Structure de puce | Avant, Flip Chip | Agencement des électrodes de puce. | Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance. |
| Revêtement phosphore | YAG, Silicate, Nitrure | Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. | Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI. |
| Lentille/Optique | Plat, Microlentille, TIR | Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. | Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière. |
Contrôle qualité et classement
| Terme | Contenu de tri | Explication simple | But |
|---|---|---|---|
| Bac de flux lumineux | Code par exemple 2G, 2H | Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. | Assure une luminosité uniforme dans le même lot. |
| Bac de tension | Code par exemple 6W, 6X | Regroupé par plage de tension directe. | Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système. |
| Bac de couleur | Ellipse MacAdam 5 étapes | Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. | Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire. |
| Bac CCT | 2700K, 3000K etc. | Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. | Répond aux différentes exigences CCT de scène. |
Tests et certification
| Terme | Norme/Test | Explication simple | Signification |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test de maintien du lumen | Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. | Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21). |
| TM-21 | Norme d'estimation de vie | Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. | Fournit une prévision scientifique de la vie. |
| IESNA | Société d'ingénierie de l'éclairage | Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. | Base de test reconnue par l'industrie. |
| RoHS / REACH | Certification environnementale | Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). | Exigence d'accès au marché internationalement. |
| ENERGY STAR / DLC | Certification d'efficacité énergétique | Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. | Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité. |