Fiche technique LED Blanc Froid 2835 - Boîtier 2.8x3.5mm - Tension 2.8V - Flux lumineux 28lm - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques d'une LED Blanc Froid à montage en surface haute performance, au format de boîtier standard 2835. Le composant est conçu pour une fiabilité et des performances constantes dans des environnements exigeants, avec un large angle de vision de 120 degrés et une construction robuste adaptée à diverses applications d'éclairage et d'indication.

Les principaux avantages de ce composant incluent son efficacité lumineuse élevée, ses caractéristiques de couleur stables dans différentes conditions de fonctionnement et sa conformité aux normes de qualification de grade automobile strictes (AEC-Q101). Ses marchés cibles principaux englobent les systèmes d'éclairage intérieur automobile, le rétroéclairage d'afficheurs et de commutateurs, et les applications d'indication générales nécessitant une émission de lumière blanche constante.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Le composant fonctionne avec un courant direct typique (I_F) de 60mA, dans une plage autorisée de 10mA à 80mA. À ce courant typique, il délivre un flux lumineux (Φ_v) de 28 lumens (lm), avec un minimum de 24 lm et un maximum de 40 lm selon la structure de binning. La tension directe typique associée (V_F) est de 2,8 volts, variant de 2,5V à 3,5V. La longueur d'onde dominante est caractérisée par une lumière Blanc Froid avec des coordonnées de chromaticité CIE 1931 typiquement à x=0,3292, y=0,3424, avec une tolérance de ±0,005. L'Indice de Rendu des Couleurs (Ra) est spécifié à un minimum de 80, assurant une bonne fidélité des couleurs pour les objets éclairés.

2.2 Paramètres thermiques et de fiabilité

La gestion thermique est cruciale pour la longévité de la LED. La résistance thermique jonction-point de soudure est spécifiée avec deux valeurs : une mesure électrique (R_{th JS el}) de 50 K/W et une mesure réelle (R_{th JS real}) de 100 K/W. La température de jonction maximale absolue (T_J) est de 125°C. Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -40°C à +110°C. Il dispose d'une protection ESD robuste, capable de résister jusqu'à 8 kV (Modèle du Corps Humain). Le composant est qualifié au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 2 et inclut un préconditionnement selon JEDEC J-STD-020D.

2.3 Valeurs maximales absolues

Le respect de ces limites est essentiel pour éviter des dommages permanents. La dissipation de puissance continue maximale (P_d) est de 280 mW. Le courant direct ne doit pas dépasser 80 mA en continu. Un courant de surtension (I_FM) de 1500 mA est spécifié pour des conditions d'impulsion. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. La température maximale de soudure pendant le refusion est de 260°C pendant 30 secondes.

3. Explication du système de binning

La sortie de la LED est catégorisée en bins pour assurer l'homogénéité des lots de production. Le binning principal est basé sur le Flux Lumineux et l'Intensité Lumineuse corrélée.

3.1 Bins de Flux Lumineux

Les bins de flux disponibles pour ce produit sont mis en évidence dans le tableau de la fiche technique. Ils vont des groupes de sortie inférieure comme B1 (21-24 lm) aux groupes de sortie supérieure. La référence typique, comme indiqué dans les caractéristiques, se situe dans le bin B7 (27-30 lm) ou similaire, basé sur la valeur typique de 28 lm. Les concepteurs doivent sélectionner le code de bin approprié lors de la commande pour garantir la sortie lumineuse requise pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV)

Le graphique montre une relation non linéaire, typique des LED. La tension augmente avec le courant mais le taux d'augmentation diminue légèrement aux courants plus élevés. Cette courbe est essentielle pour concevoir le circuit de pilotage limiteur de courant.

4.2 Flux Lumineux Relatif vs. Courant Direct

La sortie lumineuse augmente de manière super-linéaire avec le courant à des niveaux inférieurs et devient plus linéaire en approchant le point typique de 60mA. Fonctionner significativement au-dessus de 60mA donne des rendements décroissants en efficacité et augmente le stress thermique.

4.3 Flux Lumineux Relatif vs. Température de Jonction

Il s'agit d'un graphique critique pour la conception thermique. Le flux lumineux diminue lorsque la température de jonction augmente. La sortie à 100°C est significativement inférieure à celle à 25°C. Un dissipateur thermique efficace est nécessaire pour maintenir une sortie lumineuse stable tout au long de la durée de vie du produit.

4.4 Décalage de Chromaticité vs. Température de Jonction et Courant

Les graphiques pour ΔCIE x et ΔCIE y montrent des décalages mineurs des coordonnées de couleur avec les changements de température de jonction et de courant direct. Les décalages sont dans une petite plage (±0,02), indiquant une bonne stabilité des couleurs, ce qui est vital pour les applications nécessitant un point blanc constant.

4.5 Courbe de Dérating du Courant Direct

Cette courbe définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température du plot de soudure. Par exemple, à une température de plot de 90°C, le courant maximal est de 80 mA. À 110°C, il dérate à environ 53 mA. Le fonctionnement en dessous de 10mA n'est pas recommandé.

4.6 Capacité de Traitement d'Impulsion Permissible

Ce graphique permet aux concepteurs de déterminer les courants d'impulsion crête sûrs (I_F(A)) pour différentes largeurs d'impulsion (t_p) et cycles de service (D). Il permet l'utilisation de courants instantanés plus élevés pour un fonctionnement en impulsions, comme dans l'éclairage multiplexé ou les indicateurs clignotants, sans dépasser les limites de puissance moyenne.

4.7 Distribution Spectrale

Le graphique de distribution spectrale relative de puissance montre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues (autour de 450-460nm) provenant de la puce LED, combiné à l'émission jaune plus large du phosphore, résultant en le spectre Blanc Froid. L'absence de sortie significative dans les régions du rouge profond ou de l'infrarouge est typique des LED blanches.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED utilise l'empreinte de boîtier 2835, qui a typiquement des dimensions d'environ 2,8 mm de longueur et 3,5 mm de largeur. Le dessin dimensionnel exact, incluant la hauteur, la forme de la lentille et l'emplacement des plots, est fourni dans la section des dimensions mécaniques de la fiche technique. Les tolérances sont critiques pour l'assemblage automatisé pick-and-place.

5.2 Identification de la polarité et conception des plots

L'anode et la cathode sont marquées sur le composant, typiquement avec un indicateur visuel comme une encoche ou un marquage vert du côté cathode. Le schéma de plots de soudure recommandé est fourni pour assurer une soudure fiable, une conduction thermique correcte vers le PCB et pour éviter le phénomène de "tombstoning" pendant le refusion. La conception des plots inclut souvent des vias thermiques sous le plot thermique du composant pour transférer la chaleur vers d'autres couches du PCB ou un dissipateur.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de refusion

Un profil de refusion détaillé est spécifié pour éviter les chocs thermiques et les dommages. Les paramètres clés incluent une rampe de préchauffage, une zone de maintien, une température de pic ne dépassant pas 260°C et une vitesse de refroidissement contrôlée. Le temps au-dessus du liquidus (TAL) et le temps à moins de 5°C de la température de pic sont des contraintes critiques qui doivent être respectées pour maintenir l'intégrité de la soudure et la fiabilité de la LED.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, de prévenir la contamination de la surface optique et d'utiliser des protections ESD appropriées pendant la manipulation. Le composant doit être stocké dans son sac barrière à l'humidité d'origine avec un dessicant si le niveau MSL a été dépassé ou si le sac a été ouvert plus longtemps que la durée de vie au sol spécifiée.

7. Informations d'emballage et de commande

Les LED sont fournies en bande et bobine pour être compatibles avec les équipements d'assemblage automatisé à grande vitesse. Les informations d'emballage détaillent les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des poches et l'orientation des composants sur la bande. La structure du numéro de pièce encode des attributs clés tels que le code produit de base (par exemple, 67-11S-C80600H-AM), qui peut correspondre à des bins de flux/couleur spécifiques. La section d'information de commande clarifie comment spécifier les codes de bin souhaités et les quantités d'emballage.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage intérieur automobile :Éclairage du tableau de bord, rétroéclairage des commutateurs, lampes de lecture et boutons du système d'infodivertissement. La qualification AEC-Q101 le rend adapté à ces applications en environnement sévère.
• Rétroéclairage :Idéal pour les panneaux LCD à éclairage latéral ou direct, les commutateurs à membrane, les indicateurs symboliques et les petits écrans publicitaires grâce à sa haute luminosité et son large angle de vision.
• Indication générale :Indicateurs d'état, voyants de panneau et éclairage décoratif où un point blanc froid est souhaité.

8.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage :Un pilote à courant constant est obligatoire pour assurer une sortie lumineuse et une couleur stables. Le pilote doit être conçu sur la base de la plage V_Fet du I_F.
• requis. Gestion thermique :Le layout du PCB doit faciliter la dissipation thermique. L'utilisation d'un plot de décharge thermique connecté via plusieurs vias à un plan de masse ou une zone de cuivre dédiée est fortement recommandée. La courbe de dérating doit être consultée pour la température ambiante de fonctionnement prévue.
• Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés est une distribution de type Lambertienne. Pour une lumière focalisée ou dirigée, des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) seront nécessaires. Le matériau de la lentille de la LED elle-même doit être pris en compte lors de la conception des revêtements ou diffuseurs.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux LED 2835 de grade commercial standard, les principaux points de différenciation de ce composant sont sa qualification automobile (AEC-Q101) et ses spécifications de fiabilité plus élevées. Il offre une solution robuste pour les applications où les cycles thermiques, l'humidité et la fiabilité à long terme sont critiques. La protection ESD spécifiée de 8kV est également supérieure à celle de nombreuses LED basiques, offrant une meilleure robustesse à la manipulation. La structure de binning détaillée permet un contrôle plus strict de la sortie lumineuse pour les applications nécessitant une homogénéité entre plusieurs unités.

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

Q : Puis-je piloter cette LED directement à partir d'une alimentation 3,3V ou 5V ?

R : Non. Une LED est un dispositif piloté en courant. Vous devez utiliser une résistance série limitant le courant ou, de préférence, un circuit de pilotage à courant constant. La valeur de résistance requise dépend de la tension d'alimentation et de la tension directe de la LED au courant souhaité.

Q : Pourquoi y a-t-il deux valeurs de résistance thermique différentes (50 K/W et 100 K/W) ?

R : La méthode électrique (50 K/W) est une mesure plus rapide mais peut sous-estimer la résistance thermique réelle. La mesure réelle (100 K/W) est plus précise et doit être utilisée pour une modélisation thermique sérieuse. Utilisez toujours la valeur la plus conservative (la plus élevée) pour une conception fiable.

Q : Que se passe-t-il si je fais fonctionner la LED à la température de jonction maximale de 125°C ?

R : Fonctionner à la valeur maximale absolue réduira considérablement la durée de vie de la LED en raison d'une dépréciation accélérée des lumens et d'une dégradation potentielle du phosphore. La conception doit viser à maintenir la température de jonction aussi basse que possible, idéalement en dessous de 85°C pour une longue durée de vie.

Q : Comment interpréter le code de bin lors de la commande ?

R : Le code de bin (par exemple, B7) définit le flux lumineux minimum et maximum garanti pour ce lot de LED. Vous devez spécifier le bin requis dans votre commande pour vous assurer de recevoir des LED avec les performances nécessaires à l'homogénéité de luminosité de votre application.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

11.1 Rétroéclairage de groupe d'instruments de tableau de bord automobile

Dans cette application, plusieurs LED sont disposées pour fournir un rétroéclairage uniforme pour les jauges et un écran LCD. Les considérations de conception incluent : sélectionner un bin de flux uniforme (par exemple, B7) pour éviter les points lumineux/sombres ; utiliser un réseau de pilotes à courant constant avec gradation PWM pour contrôler la luminosité ; mettre en œuvre une conception thermique robuste sur le PCB pour supporter la température ambiante élevée à l'intérieur d'un tableau de bord de voiture ; et s'assurer que la conception optique (guides de lumière, diffuseurs) est compatible avec le motif d'émission à 120 degrés de la LED pour obtenir un éclairage uniforme.

11.2 Indicateur de panneau de contrôle industriel

Pour un indicateur d'état sur une machine d'usine, une seule LED peut être utilisée. Un circuit simple avec une résistance série à partir d'une alimentation 24V CC peut être conçu, en calculant la valeur de la résistance comme R = (24V - V_F) / I_F. L'utilisation du V_Fmax de 3,5V garantit que le courant ne dépasse pas 60mA même pour les dispositifs ayant le V_Fle plus élevé. Le large angle de vision assure que l'indicateur est visible depuis diverses positions de l'opérateur.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice (typiquement basée sur InGaN) qui émet de la lumière dans le spectre bleu lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière bleue frappe une couche de phosphore jaune (et souvent rouge) déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme d'un spectre plus large de lumière jaune et rouge. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge convertie est perçu par l'œil humain comme de la lumière blanche. Le rapport exact entre la lumière bleue et la lumière convertie par le phosphore détermine la température de couleur corrélée (CCT), résultant en la spécification "Blanc Froid" de ce dispositif.

13. Tendances technologiques

La tendance générale des LED CMS comme le boîtier 2835 va vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré (valeurs CRI et R9 plus élevées pour le rendu du rouge) et une fiabilité accrue à des températures de fonctionnement plus élevées. Il y a également une poussée pour une homogénéité des couleurs plus stricte (ellipses de MacAdam plus petites) et un coût par lumen plus bas. Dans les applications automobiles, la demande est pour des LED pouvant supporter des plages de température encore plus élevées et des cycles thermiques plus agressifs. L'intégration de l'électronique de pilotage et de plusieurs puces LED dans des boîtiers uniques (COB - Chip-on-Board, ou modules LED intégrés) est une autre tendance significative, bien que les composants discrets comme cette LED 2835 restent essentiels pour les conceptions d'éclairage flexibles et distribuées.