Fiche technique LED ELXI-NB5060J6J8293910-F3H - Boîtier 5.0x6.0mm - Tension directe 3.3V - Flux lumineux 260lm - Blanc 5500K - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La ELXI-NB5060J6J8293910-F3H est une LED blanche à montage en surface haute performance, conçue pour des applications nécessitant un flux lumineux élevé et une grande fiabilité dans un format compact. Utilisant la technologie de puce InGaN, ce composant offre une excellente efficacité et une performance de couleur constante. Ses principales applications cibles incluent les flashes d'appareils photo mobiles, l'éclairage portable et diverses applications d'éclairage intérieur et décoratif où l'encombrement et l'efficacité énergétique sont critiques.

1.1 Avantages principaux

Le composant offre plusieurs avantages clés le rendant adapté aux applications exigeantes. Il présente un empreinte de boîtier très compacte, essentielle pour les conceptions à espace limité comme les téléphones portables. Avec un flux lumineux typique de 260 lumens à un courant de commande de 1000mA, il fournit une luminosité élevée. La LED intègre une protection ESD robuste jusqu'à 8KV (HBM), améliorant sa fiabilité lors de la manipulation et de l'assemblage. Elle est entièrement conforme aux réglementations RoHS, REACH et sans halogène, la rendant adaptée aux marchés mondiaux aux normes environnementales strictes. Le produit est également trié par paramètres clés comme le flux lumineux total et les coordonnées de couleur, garantissant une cohérence dans la production par lots pour les applications nécessitant une sortie lumineuse uniforme.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique, expliquant leur importance pour les ingénieurs de conception.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement recommandées.

• Courant direct continu (I_F): 350 mA. C'est le courant continu maximum qui peut être appliqué à la LED en continu. Dépasser cette valeur risque une surchauffe et une défaillance catastrophique.
• Courant de crête pulsé (I_Pulse): 1000 mA pendant 400ms ON, 3600ms OFF (cycle de service 10%). Cette spécification est cruciale pour les applications flash, indiquant que la LED peut supporter les courtes impulsions à fort courant typiques des flashes d'appareil photo.
• Température de jonction (T_J): 115°C. La température maximale admissible de la jonction semi-conductrice elle-même. Un fonctionnement prolongé à ou près de cette limite accélérera la dépréciation du flux lumineux et réduira la durée de vie.
• Température de fonctionnement et de stockage: -40°C à +85°C. Cette large plage garantit des performances fiables dans diverses conditions environnementales, du stockage au froid aux environnements de fonctionnement chauds.
• Dissipation de puissance (Mode pulsé): 3,95 W. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper pendant le fonctionnement en impulsions, un facteur critique pour la gestion thermique dans les applications flash.
• Température de soudure: 245°C. Ceci spécifie la tolérance de température de crête pendant les processus de soudure par refusion.
• Angle de vision (2θ_1/2): 120 degrés (±5°). Ceci indique un profil d'émission large, de type lambertien, adapté à l'éclairage général et aux applications flash nécessitant une couverture large.

Note de conception critique :La fiche technique avertit explicitement contre un fonctionnement aux valeurs maximales pendant des périodes prolongées (dépassant 1 heure) car cela causera des dommages permanents et des problèmes de fiabilité. L'application simultanée de plusieurs valeurs maximales doit être évitée.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions typiques (T_{pastille de soudure}= 25°C) et représentent la performance attendue.

• Flux lumineux (Φ_v): 240 lm (Min), 260 lm (Typ) à I_F=1000mA. C'est la sortie totale de lumière visible. La mesure a une tolérance de ±10%. La valeur 'Typique' de 260lm est la performance moyenne attendue.
• Tension directe (V_F): 2,95V (Min), 3,3V (Typ), 3,95V (Max) à I_F=1000mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée au courant spécifié. Une V_Fplus basse indique généralement une efficacité électrique plus élevée. La tolérance de mesure de ±0,1V est importante pour une conception précise du pilote.
• Température de couleur corrélée (CCT): 5000K (Min), 5500K (Typ), 6000K (Max). Ceci définit le point blanc de la lumière. 5500K est un blanc froid, similaire à la lumière du soleil de midi. La plage indique la variation naturelle du processus de fabrication.

Toutes les données électro-optiques sont testées en utilisant une impulsion de 50ms pour minimiser les effets d'auto-échauffement et fournir une ligne de base de mesure stable.

3. Explication du système de tri

La LED est triée après production pour garantir une cohérence électrique et optique. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Tri par tension directe

Les LED sont regroupées en fonction de leur tension directe à 1000mA.

- Code de tri 2935: V_Fentre 2,95V et 3,55V.

- Code de tri 3539: V_Fentre 3,55V et 3,95V.

Sélectionner un tri V_Fplus serré peut conduire à une luminosité et un comportement thermique plus uniformes lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle ou alimentées par une source à tension constante.

3.2 Tri par flux lumineux

Les LED sont regroupées en fonction de leur sortie lumineuse à 1000mA.

- Code de tri J6: Flux lumineux entre 240 lm et 250 lm.

- Code de tri J7: Flux lumineux entre 250 lm et 300 lm.

- Code de tri J8: Flux lumineux entre 300 lm et 330 lm.

Le numéro de pièce spécifique (ELXI-NB5060J6J8293910-F3H) indique qu'il appartient au tri de luminosité J6 (240-250lm). Cela permet des niveaux de luminosité prévisibles et cohérents en production.

3.3 Tri par couleur (Blanc)

La couleur est définie dans une région spécifique du diagramme de chromaticité CIE 1931. Le code de tri '5060' correspond à une plage de température de couleur blanche d'environ 5000K à 6000K, centrée autour du point typique de 5500K. La fiche technique fournit les coordonnées CIE (x, y) de référence qui définissent les coins de cette région de couleur acceptable. La tolérance de mesure pour les coordonnées de couleur est de ±0,01, ce qui est une tolérance standard pour garantir une cohérence visuelle.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis donnent un aperçu du comportement de la LED dans différentes conditions de fonctionnement.

4.1 Distribution spectrale relative

Le graphique spectral montre un pic dans la région des longueurs d'onde bleues (autour de 450-460nm) provenant de la puce InGaN, combiné à une large émission de phosphore jaune. La sortie combinée crée de la lumière blanche. La forme et les pics spécifiques déterminent l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC), bien que non explicitement indiqué dans cette fiche technique.

4.2 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement polaire confirme la distribution lambertienne avec un angle de vision de 120 degrés. L'intensité relative est presque uniforme sur les axes X et Y, indiquant une émission de lumière symétrique du boîtier, idéale pour un éclairage uniforme.

4.3 Tension directe vs. Courant (Courbe I-V)

La courbe montre la relation non linéaire entre la tension directe (V_F) et le courant direct (I_F). V_Faugmente avec le courant. Pour un fonctionnement stable, les LED doivent être pilotées par une source de courant constant, et non une source de tension constante, pour éviter l'emballement thermique. Le graphique permet aux concepteurs d'estimer la dissipation de puissance (V_F* I_F) à différents courants de commande.

4.4 Flux lumineux relatif vs. Courant

Ce graphique montre que la sortie lumineuse augmente de manière sous-linéaire avec le courant. Bien qu'un pilotage à des courants plus élevés produise plus de lumière, il génère également plus de chaleur et réduit l'efficacité (lumens par watt). Le point de fonctionnement (par exemple, 1000mA) représente un équilibre entre la sortie et la charge thermique/efficacité.

4.5 CCT vs. Courant

La Température de Couleur Corrélée montre un léger décalage avec le courant de commande, augmentant généralement (devenant plus froide/bleue) à des courants plus élevés. C'est une considération importante pour les applications où une couleur constante est critique à travers différents réglages de luminosité.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un boîtier à montage en surface compact mesurant environ 5,0mm de longueur et 6,0mm de largeur (comme indiqué dans le numéro de pièce NB5060). Des dessins dimensionnels détaillés avec des tolérances de ±0,1mm sont fournis pour la conception de l'empreinte PCB. Le boîtier inclut une pastille thermique qui est électriquement connectée à l'anode. Cette pastille est cruciale pour un dissipateur thermique efficace, car elle fournit un chemin à faible résistance thermique de la jonction LED à la carte de circuit imprimé (PCB).

Note critique de manipulation :La fiche technique avertit explicitement de ne pas manipuler le composant par la lentille, car une force incorrecte peut provoquer une défaillance mécanique. Des outils de préhension par vide appropriés doivent être utilisés pendant l'assemblage.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Soudure par refusion

Le composant est spécifié pour une température de soudure maximale de 245°C et peut supporter un maximum de 2 cycles de refusion. C'est typique pour de nombreuses LED SMD. Les concepteurs doivent s'assurer que leur profil de refusion ne dépasse pas cette température pour éviter d'endommager les matériaux internes, le phosphore ou la lentille.

6.2 Protection contre les surintensités

Une règle de conception critique énoncée dans la fiche technique :\"Le client doit appliquer des résistances pour la protection ; sinon un léger décalage de tension provoquera un gros courant...\"Cela souligne le besoin essentiel d'un circuit limiteur de courant (par exemple, un pilote à courant constant ou une résistance en série lors de l'utilisation d'une source de tension) pour empêcher la LED de tirer un courant excessif, ce qui entraînerait une défaillance immédiate.

6.3 Gestion thermique

Tous les tests de fiabilité et les courbes de performance typiques sont basés sur l'utilisation de la LED avec une bonne gestion thermique, spécifiquement montée sur un PCB à âme métallique (MCPCB) de 1,0cm x 1,0cm. Pour des performances et une longévité optimales, surtout à des courants de commande élevés comme 1000mA, un dissipateur thermique efficace est non négociable. La pastille thermique doit être correctement soudée à une pastille PCB avec des vias thermiques adéquats ou connectée à un dissipateur thermique.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Sensibilité à l'humidité et emballage

Les LED sont emballées dans des matériaux résistants à l'humidité. L'étiquette sur l'emballage inclut des informations clés : Numéro de pièce client (CPN), Numéro de pièce fabricant (P/N), Numéro de lot, Quantité (QTY) et les Codes de tri 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, ce qui définit les exigences de stockage et de manipulation avant soudure pour prévenir les dommages de type \"pop-corn\" pendant la refusion.

7.2 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni sur bande porteuse et bobine pour l'assemblage automatisé. Les dimensions de la bande porteuse sont fournies. Chaque bobine contient 2000 pièces, avec une quantité de commande minimale de 1000 pièces. Les dimensions de la bobine sont également spécifiées pour assurer la compatibilité avec les équipements pick-and-place standard.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Flash/Stroboscope d'appareil photo mobile: La spécification de courant de crête élevé (1000mA), la taille compacte et la sortie lumineuse élevée rendent cette LED idéale pour cette application. La conception doit se concentrer sur la gestion thermique pendant les salves de flash et le circuit de commande pour des impulsions de courant précises.
• Lampe torche pour vidéo numérique (DV) et lampes torches générales: Fournit un éclairage blanc froid et brillant. Un pilote à courant constant avec plusieurs réglages de luminosité est recommandé.
• Éclairage intérieur et éclairage décoratif: Adapté pour l'éclairage d'accentuation, les lumières de marche, les signaux de sortie et autres luminaires nécessitant une source compacte et lumineuse.
• Rétroéclairage TFT: Peut être utilisé en matrices pour le rétroéclairage d'écrans petits à moyens, bien qu'une diffusion soit nécessaire pour un éclairage uniforme.
• Éclairage intérieur/extérieur automobile: Peut convenir à certaines applications d'éclairage automobile non critiques, mais les concepteurs doivent vérifier la conformité avec des normes automobiles spécifiques (par exemple, AEC-Q102) qui ne sont pas explicitement revendiquées dans cette fiche technique.

8.2 Considérations de conception

• Sélection du pilote: Utilisez toujours un pilote à courant constant. Pour les applications alimentées par batterie, envisagez un pilote à haute efficacité pour maximiser l'autonomie de la batterie.
• Conception du PCB: Concevez une pastille PCB qui correspond exactement aux dimensions de la pastille thermique. Utilisez plusieurs vias thermiques sous la pastille pour transférer la chaleur vers d'autres couches du PCB ou vers un dissipateur thermique. Assurez une largeur de piste adéquate pour le courant de commande (350mA continu, 1000mA pulsé).
• Conception optique: Le faisceau large de 120 degrés peut nécessiter des optiques secondaires (réflecteurs, lentilles) pour obtenir les profils de faisceau souhaités pour les lampes torches ou les projecteurs.
• Précautions ESDBien que la LED ait une protection ESD de 8KV, les procédures de manipulation ESD standard doivent toujours être suivies pendant l'assemblage.

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

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 1000mA ?

R : Non. La Valeur Maximale Absolue pour le courant direct continu est de 350mA. La spécification de 1000mA est spécifiquement pour le fonctionnement en impulsions (400ms ON, cycle de service 10%). Un fonctionnement continu à 1000mA dépasserait les limites de dissipation de puissance et de température de jonction, provoquant une défaillance rapide.

Q : Quelle est la différence entre les valeurs \"Typique\" et \"Code de tri\" pour le flux lumineux ?

R : La valeur \"Typique\" (260lm) est une moyenne statistique de la production. Le \"Code de tri\" (J6 : 240-250lm) spécifie la plage minimale et maximale garantie pour les LED spécifiques que vous achetez. Les pièces du tri J6 auront des valeurs de flux dans la plage 240-250lm.

Q : La pastille thermique est connectée à l'anode. Cela affecte-t-il la conception du PCB ?

R : Oui, de manière significative. Cela signifie que la pastille thermique sur votre PCB sera à la tension de l'anode. Vous devez vous assurer que cette pastille n'est pas en court-circuit avec un autre réseau (comme la masse ou la cathode). Vous devez également concevoir votre stratégie de dissipation thermique en conséquence, car le dissipateur thermique sera sous tension électrique.

Q : Comment interpréter le graphique de tri des couleurs ?

R : Le graphique définit une région quadrilatérale sur l'espace colorimétrique CIE. Les LED sont testées, et leurs coordonnées de couleur mesurées (x,y) doivent se situer dans cette région pour être acceptées dans le tri \"5060\". Cela garantit que toutes les LED ont une apparence de couleur blanche similaire, entre 5000K et 6000K.

10. Introduction technologique et tendances

10.1 Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée électriquement. Cette lumière bleue frappe une couche de matériau phosphore jaune (ou jaune et rouge) déposée sur ou près de la puce. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme d'un spectre plus large de longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore est perçu par l'œil humain comme blanc. Le rapport entre la lumière bleue et la lumière convertie par le phosphore détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT).

10.2 Tendances de l'industrie

Le développement de LED comme celle-ci suit plusieurs tendances clés de l'industrie :Efficacité accrue (lm/W): Des améliorations continues dans la conception des puces et la technologie des phosphores produisent plus de lumière pour la même entrée électrique.Densité de puissance plus élevée: Intégrer plus de lumière dans des boîtiers plus petits, comme on le voit dans ce composant 5,0x6,0mm produisant 260lm. Cela met davantage l'accent sur la gestion thermique.Amélioration de la cohérence et de la qualité des couleurs: Un tri plus serré et des systèmes de phosphores avancés conduisent à une meilleure uniformité de couleur et à des valeurs d'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevées, bien que l'IRC ne soit pas spécifié ici.Intégration et fonctionnalités intelligentes: Bien qu'il s'agisse d'un composant discret, le marché plus large voit une croissance des LED avec pilotes, contrôleurs et capteurs intégrés.Fiabilité et robustesse: Des matériaux et structures de boîtier améliorés, ainsi que des niveaux de protection ESD plus élevés (8KV ici), améliorent la longévité et l'aptitude aux environnements sévères.