Fiche technique LED ELAT07-NB2025J5J7293910-F3Y - Blanc chaud - 200lm @ 1A - 2.95-3.95V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) haute performance en blanc chaud. Le composant se caractérise par sa conception en boîtier compact et son haut rendement lumineux, le rendant adapté aux applications à espace limité nécessitant un éclairage de qualité.

L'avantage principal de cette LED réside dans la combinaison de son facteur de forme réduit et de son importante puissance optique. Elle délivre un flux lumineux typique de 200 lumens lorsqu'elle est alimentée par un courant direct de 1 Ampère, avec une efficacité optique de 54,47 lumens par Watt. Cet équilibre en fait un choix efficace pour diverses solutions d'éclairage.

Les marchés cibles pour ce composant sont variés, se concentrant principalement sur les applications nécessitant une source lumineuse compacte, brillante et en blanc chaud. Ses paramètres de conception répondent à la fois aux besoins de l'électronique grand public et des luminaires spécialisés.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principaux paramètres électro-optiques sont mesurés à une température de pastille de soudure (Ts) de 25°C. L'indicateur de performance clé est le Flux Lumineux (Iv), avec une valeur minimale de 180 lm et une valeur typique de 200 lm sous un courant direct (IF) de 1000mA. La tension directe (VF) dans cette condition varie d'un minimum de 2,95V à un maximum de 3,95V, la valeur typique dépendant du bin de tension spécifique. La température de couleur corrélée (CCT) pour cette LED blanc chaud se situe dans la plage de 2000K à 2500K.

Il est important de noter les tolérances de mesure : les mesures de flux lumineux et d'éclairement ont une tolérance de ±10%, tandis que la mesure de tension directe a une tolérance de ±0,1V. Toutes les données électriques et optiques sont testées dans des conditions d'impulsion de 50 ms pour minimiser les effets d'auto-échauffement pendant la mesure.

2.2 Valeurs maximales absolues

Pour garantir un fonctionnement fiable, le composant ne doit pas être utilisé au-delà de ses valeurs maximales absolues. Le courant direct continu pour un fonctionnement en mode torche est de 350 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant de crête de 1000 mA est autorisé selon un cycle spécifique : 400 ms allumé et 3600 ms éteint, pour un maximum de 30 000 cycles.

Le composant intègre une protection ESD, testée selon la norme JEDEC 3b (Modèle du Corps Humain), et peut résister jusqu'à 8000V. La température de jonction maximale admissible (TJ) est de 145°C, avec une plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C. La plage de température de stockage est légèrement plus large, de -40°C à +100°C. Pour l'assemblage, la température de soudure est de 260°C, et le composant peut supporter un maximum de 2 cycles de refusion.

La résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth) est spécifiée à 8,5 °C/W. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle hors axe où l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur de crête, est de 120 degrés avec une tolérance de ±5°.

2.3 Notes thermiques et de fiabilité

Des notes critiques de fiabilité sont fournies. La LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse. Le fonctionnement à la température de jonction maximale ne doit pas dépasser une heure en continu. Toutes les spécifications sont garanties par des tests de fiabilité de 1000 heures, avec pour critère une dégradation de la caractéristique IV (courant-tension) inférieure à 30%. Ces tests de fiabilité sont réalisés sous une bonne gestion thermique en utilisant une carte de circuit imprimé à âme métallique (MCPCB) de 1,0 x 1,0 cm².

Le composant est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 1 selon les normes JEDEC. Cela signifie qu'il a une durée de vie illimitée en stockage dans des conditions ≤30°C et 85% d'humidité relative et nécessite une cuisson de 168 heures à 85°C/85% HR si l'emballage protecteur est ouvert.

3. Explication du système de binning

La LED est triée en bins selon trois paramètres clés : la Tension Directe (VF), le Flux Lumineux (Iv) et la Chromaticité (coordonnées de couleur). Ce binning assure la cohérence des performances électriques et optiques pour les lots de production.

3.1 Binning de la tension directe

La tension directe est catégorisée en trois bins, identifiés par un code à quatre chiffres représentant la plage de tension en millivolts (par exemple, 2932 représente 2,95V à 3,25V). Les bins sont : 2932 (2,95V - 3,25V), 3235 (3,25V - 3,55V) et 3539 (3,55V - 3,95V). Toutes les mesures sont à IF=1000mA.

3.2 Binning du flux lumineux

Le flux lumineux est trié à l'aide de codes alphanumériques (J5, J6, J7). Le bin pertinent pour ce numéro de pièce spécifique est J5, qui couvre une plage de flux lumineux de 180 lm à 200 lm à IF=1000mA. Les autres bins disponibles incluent J6 (200-250 lm) et J7 (250-300 lm).

3.3 Binning de chromaticité (couleur)

Le bin de chromaticité pour cette LED blanc chaud est défini dans l'espace colorimétrique CIE 1931. Le code de bin 2025 correspond à des plages spécifiques de coordonnées de couleur qui produisent une Température de Couleur Corrélée entre 2000K et 2500K. Les coordonnées de couleur de référence pour ce bin sont fournies, avec une tolérance de mesure de ±0,01. Les bins de couleur sont définis à un courant de fonctionnement de IF=1000mA.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

La courbe typique de distribution spectrale relative montre la puissance lumineuse en fonction des longueurs d'onde lorsqu'elle est alimentée à 1000mA. La longueur d'onde de crête (λp) est caractéristique de la LED blanc chaud à conversion de phosphore. Le diagramme de rayonnement typique est lambertien, ce qui signifie que l'intensité lumineuse est proportionnelle au cosinus de l'angle de vision, résultant en une distribution large et uniforme de la lumière avec l'angle de vision spécifié de 120 degrés.

4.2 Caractéristiques directes

La courbe tension directe en fonction du courant direct illustre la relation non linéaire typique des diodes semi-conductrices. Lorsque le courant augmente, la tension directe augmente. La courbe du flux lumineux relatif en fonction du courant direct montre comment la puissance lumineuse augmente avec le courant, bien que l'efficacité puisse diminuer à des courants plus élevés en raison de l'augmentation de la chaleur. La courbe de la température de couleur corrélée (CCT) en fonction du courant direct indique comment la température de couleur de la lumière émise peut légèrement varier avec différents courants d'alimentation. Toutes les données de corrélation pour ces courbes sont testées sous une gestion thermique supérieure en utilisant une MCPCB de 1x1 cm².

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le composant est fourni dans un boîtier pour montage en surface. Les dimensions du boîtier sont détaillées dans un dessin technique. Les dimensions critiques incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que la disposition et l'espacement des pastilles. Les tolérances pour les dimensions sont généralement de ±0,1mm sauf indication contraire. Le dessin inclut des marquages d'identification de polarité pour assurer une orientation correcte lors de l'assemblage.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Un profil caractéristique de soudure par refusion est fourni, détaillant les vitesses de montée en température recommandées, la température de crête et le temps au-dessus du liquidus pour la soudure. Le respect de ce profil est crucial pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED et à la puce interne.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Des notes importantes de manipulation sont soulignées. Bien que le composant ait une protection ESD, il n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. Des résistances de limitation de courant externes doivent être utilisées dans le circuit pour éviter les conditions de surintensité, car un léger décalage de tension pourrait provoquer un grand changement de courant entraînant une défaillance.

Pour le stockage, la classification MSL-1 signifie que les composants peuvent être stockés dans leur emballage d'origine résistant à l'humidité indéfiniment dans des conditions contrôlées. Une fois le sachet ouvert, les pratiques standards de l'industrie pour les composants sensibles à l'humidité doivent être suivies s'ils ne sont pas utilisés immédiatement.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Le produit est fourni dans un emballage résistant à l'humidité. La quantité minimale par emballage est de 1000 pièces. Pour des volumes plus importants, il est disponible sur bobines avec une quantité standard chargée de 2000 pièces par bobine. L'étiquetage du produit sur la bobine inclut des informations critiques : Numéro de Produit Client (CPN), Numéro de Pièce interne (P/N), Numéro de Lot, Quantité d'Emballage (QTY) et les codes de bin pour le Flux Lumineux (CAT), la Couleur (HUE) et la Tension Directe (REF). Le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL-X) est également indiqué.

Les dimensions de la bande porteuse et de la bobine d'émetteur sont fournies en millimètres pour faciliter les processus d'assemblage automatisés par pick-and-place.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Sur la base de ses spécifications, cette LED est bien adaptée à plusieurs applications : Flash d'appareil photo de téléphone mobile, où une haute luminosité dans un petit boîtier est essentielle ; Lampe torche pour applications vidéo numériques ; Éclairage intérieur général ; Éclairage de signalisation et d'orientation (par exemple, panneaux de sortie, éclairage de marches) ; Rétroéclairage pour écrans ; Éclairage décoratif et de divertissement ; et éclairage automobile extérieur et intérieur (sous réserve de répondre à des qualifications automobiles spécifiques).

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent prendre en compte la gestion thermique en raison de la résistance thermique de 8,5 °C/W du composant. Un dissipateur thermique adéquat, généralement via les pastilles et les pistes du PCB connectées à un plan thermique, est nécessaire pour maintenir la température de jonction dans les limites, en particulier lors d'une alimentation à ou près du courant maximal. Le bin de tension directe doit être pris en compte pour la conception du pilote afin d'assurer une régulation de courant stable. Le large angle de vision le rend adapté aux applications nécessitant un éclairage large plutôt qu'un spot focalisé.

9. Conformité et informations environnementales

Le composant est conforme à plusieurs réglementations environnementales. Il est conforme RoHS et sans plomb. Le produit lui-même restera dans des versions conformes RoHS. Il est également conforme au règlement REACH de l'UE. De plus, il est sans halogène, avec des limites fixées à : Brome (Br)<900 ppm, Chlore (Cl)<900 ppm, et la somme du Brome et du Chlore<1500 ppm.

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

Q : Quel est le courant continu maximal avec lequel je peux alimenter cette LED ?

A : La Valeur Maximale Absolue pour le courant direct continu en mode torche est de 350 mA. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est conseillé de l'alimenter à ou en dessous de cette valeur avec un dissipateur thermique approprié.

Q : Puis-je utiliser cette LED avec un courant pulsé supérieur à 350mA ?

A : Oui, pour un fonctionnement en impulsions, un courant de crête de 1000 mA est autorisé selon un cycle de service spécifique : 400ms allumé / 3600ms éteint, pour un maximum de 30 000 cycles. Ceci est typique pour les applications de flash d'appareil photo.

Q : Comment interpréter les codes de bin dans le numéro de pièce (par exemple, J5, 2932, 2025) ?

A : Le numéro de pièce inclut des informations clés de bin. \"J5\" fait référence au bin de flux lumineux (180-200 lm). \"2932\" fait référence au bin de tension directe (2,95-3,25V). \"2025\" fait référence au bin de chromaticité pour le blanc chaud (CCT 2000-2500K).

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

A : Étant donné la résistance thermique de 8,5°C/W, une gestion thermique efficace est cruciale, en particulier à des courants élevés. Cela implique généralement de concevoir le PCB avec des vias thermiques et une surface de cuivre adéquats connectés aux pastilles de soudure de la LED. Pour un fonctionnement haute puissance ou continu, un dissipateur thermique externe peut être nécessaire.

11. Exemple de conception et de cas d'utilisation

Scénario : Conception d'une lampe de travail portable compacte.

Un concepteur a besoin d'une source lumineuse brillante en blanc chaud pour une lampe de travail portative à piles. Les exigences clés sont une haute luminosité, une bonne efficacité pour prolonger l'autonomie de la batterie et un large angle de faisceau. Cette LED est un candidat sérieux. Le concepteur choisit un courant d'alimentation de 700mA pour équilibrer luminosité et efficacité, ce qui, d'après les courbes de performance, fournirait un flux lumineux relatif élevé tout en gérant la chaleur. Un circuit pilote à courant constant est conçu, en tenant compte du bin de tension directe (par exemple, 3,1V typique pour le bin 2932). Le PCB est conçu avec de grandes pastilles thermiques connectées via de multiples vias à un plan de cuivre sur la face inférieure servant de dissipateur thermique, maintenant la température de jonction bien en dessous du maximum de 145°C pendant une utilisation prolongée. L'angle de vision de 120 degrés fournit un éclairage large et utile de la zone de travail sans nécessiter d'optiques secondaires.

12. Introduction au principe technique

Cette LED est basée sur la technologie des semi-conducteurs. Le cœur est une puce fabriquée à partir de matériaux Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la structure semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'émission primaire de la puce InGaN se situe dans le spectre bleu. Pour créer une lumière blanc chaud, un revêtement de phosphore est appliqué sur la puce. Ce phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet à des longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore donne la couleur blanc chaud perçue avec une température de couleur corrélée entre 2000K et 2500K. L'efficacité (lm/W) est une mesure de l'efficacité avec laquelle la puissance électrique est convertie en lumière visible perçue par l'œil humain.

13. Tendances et contexte de l'industrie

Le développement de LED comme celle-ci fait partie d'une tendance plus large de l'éclairage à semi-conducteurs vers une efficacité plus élevée, une plus grande fiabilité et des facteurs de forme plus petits. La recherche de lumens par watt (efficacité lumineuse) plus élevés continue d'être un moteur principal, permettant des économies d'énergie et de nouvelles possibilités d'application. La plage de température de couleur blanc chaud (2000-2500K) est de plus en plus populaire pour créer un éclairage d'ambiance confortable et accueillant, imitant les sources traditionnelles à incandescence ou halogène. De plus, l'intégration de fonctionnalités comme une protection ESD robuste et la conformité aux réglementations environnementales (RoHS, REACH, Sans Halogène) est devenue standard, reflétant l'accent de l'industrie sur la fiabilité et la durabilité. La combinaison d'une densité de flux élevée dans un petit boîtier, comme on le voit dans ce composant, permet la miniaturisation des produits d'éclairage et l'intégration dans des appareils électroniques de plus en plus petits.