Fiche Technique LED ELCH09-NB5060J8K2283910-FDX - Boîtier 5.0x6.0mm - Tension 2,85-3,95V - Flux Lumineux 350lm - Blanc 5000-6000K - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'un composant LED blanche à montage en surface haute performance. Le dispositif est conçu pour délivrer un flux lumineux élevé dans un boîtier compact, le rendant adapté aux applications à espace restreint nécessitant un éclairage brillant et efficace. Ses principaux avantages incluent une excellente efficacité optique, une protection ESD robuste et la conformité aux principales réglementations environnementales.

Les marchés cibles principaux de cette LED englobent les flashes d'appareil photo de mobiles, les torches pour caméras vidéo numériques, divers luminaires intérieurs et extérieurs, les unités de rétroéclairage TFT, l'éclairage décoratif et l'éclairage intérieur/extérieur automobile. Le profil de performance du composant correspond aux applications exigeant fiabilité, luminosité et constance de couleur.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies pour garantir une fiabilité à long terme. Les valeurs clés incluent un courant direct continu (Mode Torche) de 350 mA et une capacité de courant d'impulsion crête de 1500 mA dans des conditions spécifiques (durée max. 400 ms, cycle de service 10%). La température de jonction ne doit pas dépasser 150°C, avec une plage de température ambiante de fonctionnement de -40°C à +85°C. La LED offre une protection ESD robuste jusqu'à 8000V (HBM, JEDEC 3b). Il est crucial de noter qu'il s'agit de limites de contrainte ; un fonctionnement continu à ou près de ces valeurs peut dégrader les performances et la longévité. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à une température de pastille de soudure (Ts) de 25°C, les principales métriques de performance du dispositif sont définies. Le flux lumineux typique (Iv) est de 350 lumens à un courant direct (IF) de 1000mA, avec une valeur minimale spécifiée de 300 lm. La tension directe (VF) à ce courant varie d'un minimum de 2,85V à un maximum de 3,95V. La température de couleur corrélée (CCT) pour cette variante de LED blanche se situe entre 5000K et 6000K, la plaçant dans le spectre du blanc froid. Toutes les données électriques et optiques sont testées dans des conditions d'impulsion de 50ms pour minimiser les effets d'auto-échauffement pendant la mesure.

2.3 Considérations thermiques et de fiabilité

Une gestion thermique appropriée est primordiale pour les performances et la durée de vie de la LED. La température de soudure maximale autorisée est de 260°C pour un maximum de deux cycles de refusion. Le dispositif est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 1, indiquant une durée de vie illimitée en stockage dans des conditions ≤30°C/85% HR. Toutes les spécifications de fiabilité, y compris les garanties contre une dégradation excessive du flux lumineux, sont validées dans des conditions de bonne gestion thermique, en utilisant spécifiquement une carte de circuit imprimé à âme métallique (MCPCB) de 1,0 x 1,0 cm².

3. Explication du système de classement (binning)

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Classement par tension directe

La tension directe est catégorisée en trois classes : 2832 (2,85V - 3,25V), 3235 (3,25V - 3,55V) et 3539 (3,55V - 3,95V), toutes mesurées à IF=1000mA.

3.2 Classement par flux lumineux

Le flux lumineux est classé en quatre catégories : J8 (300-330 lm), J9 (330-360 lm), K1 (360-390 lm) et K2 (390-420 lm), mesurées à IF=1000mA. La référence de numéro de pièce typique correspond à la classe J8.

3.3 Classement par chromaticité (couleur)

Le point de couleur blanc est défini dans une région spécifique du diagramme de chromaticité CIE 1931, correspondant à une plage de température de couleur corrélée de 5000K à 6000K. La classe désignée "5060" fournit les coordonnées de couleur de référence pour cette plage. La tolérance de mesure admissible pour les coordonnées de couleur est de ±0,01.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Diagrammes spectraux et de rayonnement

La courbe de distribution spectrale relative montre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues, typique d'une LED blanche à conversion de phosphore, avec une large émission de phosphore dans le spectre jaune. La sortie combinée donne une lumière blanche. Le diagramme de rayonnement typique est lambertien, caractérisé par un angle de vision (2θ1/2) de 120 degrés, où l'intensité est la moitié de la valeur de crête. Cela procure un champ d'éclairage large et uniforme.

4.2 Corrélations électriques et optiques

La courbe tension directe vs. courant direct démontre la relation exponentielle caractéristique de la diode, avec VF augmentant avec le courant. La courbe flux lumineux relatif vs. courant direct montre que la sortie lumineuse augmente de manière sous-linéaire avec le courant, un trait commun dû à la baisse d'efficacité aux courants et températures de jonction plus élevés. La courbe température de couleur corrélée (CCT) vs. courant direct indique que la CCT peut légèrement varier avec le courant de fonctionnement, une considération importante pour les applications critiques en couleur. Toutes les données de corrélation sont mesurées sous une gestion thermique supérieure.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dessin des dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier à montage en surface (SMD) avec des dimensions nominales de 5,0 mm de longueur et 6,0 mm de largeur. Le dessin mécanique détaillé spécifie toutes les dimensions critiques, y compris l'emplacement des pastilles, la hauteur totale et les tolérances (typiquement ±0,05 mm sauf indication contraire). Ces informations sont essentielles pour la conception de l'empreinte PCB et l'assemblage.

5.2 Identification de la polarité

Le composant et sa bande porteuse sont marqués pour indiquer la polarité. L'orientation correcte lors du placement est cruciale pour le bon fonctionnement du circuit. La fiche technique fournit un diagramme clair montrant l'identification de l'anode et de la cathode sur le corps du dispositif et dans l'emballage en bobine.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La température de soudure maximale est spécifiée à 260°C. Le composant peut supporter un maximum de deux cycles de refusion. En raison de son classement MSL Niveau 1, aucun pré-séchage n'est requis avant utilisation s'il est stocké dans les conditions d'humidité spécifiées. Cependant, les directives standard IPC/JEDEC pour la manipulation des dispositifs sensibles à l'humidité doivent être suivies pendant les processus d'assemblage pour éviter les contraintes thermomécaniques.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de l'emballage

Les LED sont fournies dans un emballage résistant à l'humidité. Elles sont chargées dans des bandes porteuses en relief, qui sont ensuite enroulées sur des bobines. La quantité chargée standard est de 2000 pièces par bobine, avec une quantité de commande minimale de 1000 pièces. Les dimensions détaillées de la bande porteuse et de la bobine d'émetteur sont fournies pour faciliter la configuration des machines de placement automatique.

7.2 Étiquetage du produit

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte : Numéro de produit client (CPN), Numéro de pièce du fabricant (P/N), Numéro de lot, Quantité emballée (QTY) et les codes de classe spécifiques 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.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée pour :

- Flash d'appareil photo mobile :Sa capacité de courant d'impulsion élevée et sa luminosité la rendent idéale pour les flashes d'appareil photo de smartphone.

- Éclairage portable :Torches pour caméras vidéo numériques ou appareils portables.

- Éclairage général :Éclairage intérieur, éclairage de marches, signaux de sortie et autres marqueurs architecturaux.

- Rétroéclairage :Pour les panneaux TFT-LCD de petite à moyenne taille.

- Éclairage automobile :Applications intérieures (plafonniers, lampes de lecture) et extérieures (feux auxiliaires, éclairage de signature), sous réserve de qualification automobile spécifique.

- Éclairage décoratif :Éclairage d'accentuation dans l'électronique grand public ou les lieux de divertissement.

8.2 Considérations de conception

1. Gestion thermique :Utilisez une conception thermique PCB adéquate (par ex., MCPCB avec une surface de cuivre suffisante ou des vias thermiques) pour maintenir une basse température de jonction. Cela préserve le flux lumineux, la stabilité de la couleur et la durée de vie opérationnelle.

2. Alimentation en courant :Implémentez un circuit pilote à courant constant adapté au point de fonctionnement souhaité (par ex., 350mA pour le mode torche, jusqu'à 1A pour une sortie élevée). Considérez une déclassement pour les températures ambiantes élevées.

3. Conception optique :Le diagramme de faisceau lambertien de 120 degrés est adapté à l'éclairage de grandes surfaces. Des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) peuvent être nécessaires pour façonner ou focaliser le faisceau.

4. Protection ESD :Bien que le dispositif ait une protection ESD intégrée, il est toujours recommandé de respecter les bonnes pratiques de manipulation ESD pendant l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED de puissance moyenne standard, ce dispositif offre un flux lumineux significativement plus élevé (350lm) à un courant d'alimentation de 1A, résultant en une efficacité lumineuse supérieure (100 lm/W typ.). La combinaison d'une luminosité élevée, d'un encombrement compact de 5,0x6,0mm et d'un large angle de vision de 120 degrés offre un équilibre favorable pour de nombreuses applications. Sa conformité aux normes sans halogène, RoHS et REACH garantit qu'elle répond aux exigences environnementales strictes des marchés mondiaux. La structure de classement détaillée pour le flux, la tension et la couleur permet aux concepteurs de sélectionner des pièces avec des tolérances de paramètres serrées pour une performance système cohérente.

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

Q : Quelle est la différence entre le Courant Direct Continu et le Courant d'Impulsion Crête ?

R : Le Courant Direct Continu (350mA) est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme (par ex., en mode torche). Le Courant d'Impulsion Crête (1500mA) est un courant beaucoup plus élevé qui peut être appliqué pendant de très courtes durées (≤400ms) avec un faible cycle de service (≤10%), ce qui est typique pour les applications de flash d'appareil photo afin d'obtenir une salve de lumière très brillante et brève.

Q : Comment interpréter le code de classe de flux lumineux (par ex., J8) dans le numéro de pièce ?

R : Le code de classe (J8, K1, etc.) indique la plage de flux lumineux minimale et maximale garantie pour cette LED spécifique lorsqu'elle est mesurée à 1000mA. Par exemple, une LED classée J8 aura un flux compris entre 300 et 330 lumens. Cela permet aux concepteurs de prédire et de contrôler le niveau de luminosité de leur produit final.

Q : Pourquoi la gestion thermique est-elle si fréquemment soulignée ?

R : Les performances de la LED se dégradent avec l'augmentation de la température de jonction. Une chaleur excessive réduit la sortie lumineuse (dépréciation des lumens), peut provoquer un décalage de la température de couleur et, plus critique, accélère les processus chimiques conduisant à une défaillance permanente. Un dissipateur thermique efficace est non négociable pour atteindre les performances et la durée de vie nominales.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Module de flash d'appareil photo de smartphone

Dans ce scénario, la LED serait pilotée par un circuit intégré pilote de flash dédié. La conception utiliserait le courant d'impulsion crête nominal (1500mA) pour atteindre une luminosité maximale pour une photo. Le PCB nécessiterait des pastilles thermiques dédiées connectées aux plans de masse internes ou à d'autres chemins thermiques pour dissiper la chaleur de la brève impulsion haute puissance. Le large angle de vision aide à éclairer une scène uniformément, réduisant les ombres dures.

Exemple 2 : Lumière de marche architecturale

Pour une lumière de marche de faible encombrement, plusieurs LED pourraient être disposées en réseau linéaire et alimentées à un courant continu plus faible (par ex., 200-300mA) pour l'efficacité énergétique et la longue durée de vie. L'angle de faisceau de 120 degrés assure que la lumière se répartit sur la marche. La conception doit tenir compte des températures ambiantes potentiellement élevées si elle est installée à l'extérieur ou dans des luminaires fermés.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. La puce semi-conductrice centrale, en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), émet de la lumière dans la région des longueurs d'onde bleues lorsqu'elle est polarisée en direct. Cette lumière bleue est partiellement absorbée par un revêtement de phosphore (typiquement à base de Grenat d'Aluminium et d'Yttrium ou matériaux similaires) déposé sur la puce. Le phosphore réémet cette énergie sous la forme d'un large spectre de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue non absorbée restante et de la lumière jaune émise est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. La proportion exacte de bleu et de jaune détermine la température de couleur corrélée (CCT), résultant en la sortie blanc froid 5000-6000K de ce dispositif.

13. Tendances et contexte technologiques

Le développement de cette LED s'aligne sur plusieurs tendances en cours dans l'éclairage à semi-conducteurs :Efficacité accrue :Atteindre 100 lm/W représente une amélioration continue dans l'extraction de plus de lumière visible par watt électrique, réduisant la consommation d'énergie.Miniaturisation avec sortie élevée :L'emballage d'un flux lumineux élevé dans un encombrement relativement petit de 5,0x6,0mm permet des produits finaux plus élégants et compacts.Standardisation et classement :Un classement multi-paramètres détaillé permet une performance prévisible en fabrication de volume, ce qui est critique pour l'électronique grand public et les produits d'éclairage.Conformité environnementale :Le respect des normes RoHS, REACH et sans halogène est désormais une exigence de base pour les composants électroniques dans la plupart des marchés mondiaux, reflétant l'accent de l'industrie sur la fabrication durable.