Fiche technique LED Flash CMS LTPL-C0677WPYB - Haute Luminosité - Lumière Blanche - 1000mA - 6.3W Impulsion - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du Produit

Le LTPL-C0677WPYB est une LED CMS (Composant Monté en Surface) haute puissance et compacte, spécifiquement conçue comme source lumineuse pour flash. Son objectif principal est de fournir une intensité lumineuse exceptionnellement élevée dans un facteur de forme miniaturisé. Cela permet de capturer des images de plus haute résolution dans des conditions de faible luminosité ambiante et d'étendre la portée effective du flash pour les dispositifs d'imagerie.

1.1 Caractéristiques Clés

• LED Flash CMS de Luminosité Maximale :Conçue pour un rendement lumineux maximal en mode impulsionnel.
• Allumage Instantané :Fournit un éclairage immédiat avec un délai minimal, crucial pour la photographie au flash.
• Taille d'Émetteur Très Réduite :Le boîtier compact permet une intégration dans des appareils modernes à espace limité comme les smartphones.
• Conforme RoHS :Fabriqué en conformité avec la directive sur la restriction des substances dangereuses.

1.2 Applications Cibles

• Téléphones et smartphones avec appareil photo
• Appareils électroniques portables avec capacités d'imagerie
• Appareils photo numériques compacts (DSC)
• Dispositifs portables nécessitant un éclairage de haute intensité et de courte durée

2. Paramètres Techniques : Interprétation Objective Approfondie

Cette section fournit une analyse détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance de la LED dans des conditions spécifiées.

2.1 Valeurs Maximales Absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé sur de longues périodes, car cela peut nuire à la fiabilité.

• Dissipation de Puissance (Mode Impulsion) :6,3 W. C'est la puissance maximale admissible que la LED peut gérer en fonctionnement pulsé sans dépasser ses limites thermiques.
• Courant Direct Pulsé (50ms ON, 950ms OFF) :1500 mA. Le courant de crête que la LED peut supporter dans un cycle de service pulsé, crucial pour les applications flash.
• Courant Direct Continu (DC) :350 mA. Le courant direct maximal pour un fonctionnement en régime permanent.
• Température de Jonction (Tj) :125 °C. La température maximale admissible au niveau de la jonction semi-conductrice.
• Seuil de Décharge Électrostatique (ESD) (HBM) :8000 V. Indique un niveau de protection relativement robuste contre les décharges électrostatiques selon le Modèle du Corps Humain.
• Plage de Température de Fonctionnement :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Plage de Température de Stockage :-40°C à +100°C. La plage de température sûre pour stocker le composant lorsqu'il n'est pas en fonctionnement.

2.2 Caractéristiques Électriques et Optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, impulsion de 300ms).

• Flux Lumineux (ΦV) :260 lm (Min), 300 lm (Typ), 400 lm (Max) à I_FP= 1000mA. Ceci quantifie la sortie totale de lumière visible, avec une tolérance de mesure de ±10%.
• Tension Directe (V_F) :2,9 V (Min), 3,6 V (Typ), 4,2 V (Max) à I_FP= 1000mA. La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement, avec une tolérance de mesure de ±0,1V.
• Température de Couleur (CCT) :5000 K à 6000 K à I_FP= 1000mA. Ceci définit la teinte de la lumière blanche, se situant dans la plage "blanc froid", adaptée à la photographie au flash.
• Angle de Vision (2θ_1/2) :120° (Typ). L'étendue angulaire à laquelle l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité maximale (à 0°). Un large angle de vision est bénéfique pour un éclairage uniforme.
• Courant Inverse (I_R) :100 µA (Max) à V_R= 5V. Le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ; ce paramètre est uniquement à titre informatif/de test.

3. Explication du Système de Binning

Pour garantir l'uniformité de la production, les LED sont triées (binning) en fonction de paramètres de performance clés. Le LTPL-C0677WPYB utilise un système de binning pour le flux lumineux et la tension directe.

3.1 Binning du Flux Lumineux

Les LED sont catégorisées en bins en fonction de leur rendement lumineux mesuré à 1000mA.

• Bin P4 :Plage de Flux Lumineux de 260 lm à 315 lm.
• Bin Q0 :Plage de Flux Lumineux de 315 lm à 400 lm.

3.2 Binning de la Tension Directe

Les LED sont également triées selon leur chute de tension directe à 1000mA.

• Bin 4 :Plage de Tension Directe de 2,9 V à 3,8 V.
• Bin 5 :Plage de Tension Directe de 3,8 V à 4,2 V.

Ce binning permet aux concepteurs de sélectionner des LED aux propriétés électriques et optiques étroitement appariées pour leur application spécifique, garantissant une performance uniforme dans les conceptions multi-LED.

4. Analyse des Courbes de Performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques illustrant le comportement du composant dans différentes conditions. Toutes les données de corrélation sont basées sur la LED montée sur un CIEM (Circuit Imprimé à Noyau Métallique) de 2cm x 2cm servant de dissipateur thermique.

4.1 Distribution Spectrale de Puissance Relative

La courbe spectrale montre l'intensité de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour une LED blanche comme celle-ci (utilisant la technologie InGaN avec un revêtement de phosphore), le spectre présente typiquement un pic bleu de la puce et une émission plus large jaune/verte/rouge du phosphore, se combinant pour produire de la lumière blanche.

4.2 Diagramme de Radiation

Le diagramme polaire (Caractéristiques de Radiation) représente visuellement l'angle de vision typique de 120°, montrant comment l'intensité lumineuse se distribue spatialement depuis la LED.

4.3 Courant Direct vs. Flux Lumineux Relatif

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse n'est pas proportionnelle de manière linéaire au courant, en particulier à des courants plus élevés où l'efficacité peut chuter en raison d'effets thermiques accrus.

4.4 Courant Direct vs. Décalage de la Température de Couleur Corrélée (CCT)

Ce graphique est critique car il montre comment le point blanc (température de couleur) de la LED change avec le courant d'attaque. Pour les applications flash, minimiser le décalage de CCT est important pour une restitution des couleurs cohérente dans les photos.

4.5 Courbe de Dérating du Courant Direct

Peut-être la courbe la plus importante pour une conception fiable, elle montre le courant direct pulsé maximal admissible en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal sûr diminue pour empêcher la température de jonction de dépasser 125°C. Cette courbe doit être strictement respectée pour une fiabilité à long terme.

5. Informations Mécaniques et de Boîtier

5.1 Dimensions du Boîtier

La LED est fournie dans un boîtier CMS spécifique. Toutes les dimensions sont en millimètres (mm) avec une tolérance générale de ±0,1mm sauf indication contraire. Le boîtier comporte une lentille Jaune/Blanche qui émet une lumière blanche basée sur InGaN. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis dans la fiche technique pour la conception de l'empreinte PCB.

5.2 Configuration Recommandée des Pistes de Soudure sur le PCB

Un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour le PCB est fourni pour assurer un soudage et une gestion thermique appropriés. La recommandation inclut une épaisseur maximale de pochoir de 0,10mm pour l'application de la pâte à souder.

5.3 Identification de la Polarité

Les marquages de polarité standard des LED CMS s'appliquent (typiquement un indicateur de cathode sur le boîtier). Le dessin de la fiche technique doit être consulté pour le marquage exact de cette référence spécifique.

6. Directives de Soudage et d'Assemblage

6.1 Profil de Reflow IR Recommandé (Procédé Sans Plomb)

La LED est compatible avec le soudage reflow sans plomb. Un profil détaillé est spécifié, conforme à la norme J-STD-020D, incluant :

• Température de Pic (T_P) :260°C maximum.
• Temps au-dessus du Liquidus (T_L= 217°C) :60 à 150 secondes.
• Taux de Montée et de Descente :Contrôlés pour minimiser le choc thermique.

Notes Critiques :Un processus de refroidissement rapide n'est pas recommandé. La température de soudage la plus basse possible permettant une connexion fiable est toujours souhaitable pour minimiser la contrainte thermique sur la LED. Le composant n'est pas garanti s'il est assemblé en utilisant des méthodes de soudage par immersion.

6.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le soudage, seuls des produits chimiques spécifiés doivent être utilisés. La LED peut être immergée dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température normale pendant moins d'une minute. L'utilisation de produits chimiques non spécifiés peut endommager le matériau du boîtier ou l'optique.

7. Conditionnement et Manipulation

7.1 Spécifications de la Bande et de la Bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée standard en bobines pour l'assemblage automatisé pick-and-place. Les spécifications clés incluent :

• Taille de la Bobine :Bobine de 7 pouces.
• Quantité par Bobine :3000 pièces (bobine pleine standard).
• Quantité Minimum de Commande (MOQ) :500 pièces pour les restes.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications EIA-481. La bande est scellée avec un couvercle supérieur, et un maximum de deux composants manquants consécutifs (poches vides) est autorisé.

Des dessins dimensionnels détaillés pour la bande porteuse et la bobine sont fournis dans la fiche technique.

8. Suggestions d'Application et Considérations de Conception

8.1 Circuits d'Application Typiques

Cette LED flash à haut courant nécessite un circuit pilote dédié. Les implémentations typiques utilisent une alimentation à découpage (comme un convertisseur élévateur) pour générer le courant d'impulsion élevé à partir d'une batterie basse tension (par ex., Li-ion 3,7V). Le pilote doit être capable de délivrer des impulsions très courtes et à haut courant (jusqu'à 1500mA pendant 50ms ou moins) tout en gérant le courant d'appel et en fournissant une protection contre les surintensités.

8.2 Gestion Thermique

Un dissipateur thermique efficace est primordial. Même pendant de courtes impulsions, une chaleur significative est générée. La recommandation de monter la LED sur un CIEM de 2cm x 2cm est une directive minimale. Pour les applications à cycle de service élevé ou un fonctionnement à haute température ambiante, une gestion thermique plus substantielle (surface de cuivre PCB plus grande, vias thermiques ou dissipateur externe) est nécessaire pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, comme défini par la courbe de dérating.

8.3 Conception Optique

L'angle de vision de 120° fournit un éclairage large. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé (par ex., pour augmenter la portée), une optique secondaire (réflecteur ou lentille) peut être placée sur la LED. La petite taille de l'émetteur est avantageuse pour obtenir un contrôle optique précis.

9. Comparaison et Différenciation Technique

Bien qu'une comparaison directe côte à côte avec d'autres modèles ne soit pas fournie dans cette fiche technique autonome, les principaux points de différenciation du LTPL-C0677WPYB peuvent être déduits de ses spécifications :

• Capacité de Courant d'Impulsion Élevé (1500mA) :Permet une luminosité instantanée très élevée, qui est la métrique principale pour une LED flash.
• Flux Lumineux Élevé (jusqu'à 400 lm) :Le place dans la catégorie haute luminosité pour les LED flash CMS.
• Boîtier CMS Compact :Offre un avantage significatif par rapport aux LED flash traversantes plus grandes dans les appareils mobiles à espace limité.
• Large Angle de Vision (120°) :Fournit un éclairage de scène uniforme par rapport aux LED à angle plus étroit, réduisant les points chauds dans les images.

10. Questions Fréquemment Posées (Basées sur les Paramètres Techniques)

10.1 Puis-je alimenter cette LED avec un courant continu constant de 1000mA ?

Réponse :Non. La Valeur Maximale Absolue pour le courant direct continu est de 350 mA. La valeur de 1000mA est pour un fonctionnement pulsé dans une condition de test spécifique (impulsion de 300ms, probablement avec un faible cycle de service) ou comme valeur de crête d'impulsion (50ms ON). Un fonctionnement continu à 1000mA dépasserait les limites de dissipation de puissance et de température de jonction, conduisant à une défaillance rapide.

10.2 Pourquoi le binning de la tension directe est-il important pour ma conception ?

Réponse :Si vous pilotez plusieurs LED en parallèle à partir de la même source de courant, des différences de tension directe (V_F) provoqueront une distribution inégale du courant. Les LED avec une V_Fplus faible tireront plus de courant que celles avec une V_Fplus élevée, entraînant des différences de luminosité et potentiellement une surcontrainte des unités à V_Fplus basse. Utiliser des LED du même bin V_Fgarantit un partage de courant et une performance plus uniformes.

10.3 Quel est le but du "Temps au-dessus du Liquidus" dans le profil de reflow ?

Réponse :C'est le temps pendant lequel les soudures restent au-dessus du point de fusion de la pâte à souder (217°C pour sans plomb). Un temps suffisant (60-150s ici) assure une bonne mouillabilité et la formation d'une liaison métallurgique fiable entre les pastilles de soudure de la LED et le PCB. Un temps trop court peut provoquer des soudures froides ; un temps trop long augmente la contrainte thermique sur le composant.

11. Cas Pratique de Conception et d'Utilisation

Scénario : Intégration dans un Module Flash de Smartphone

Un ingénieur concepteur a pour mission d'ajouter un flash de haute qualité à un nouveau modèle de smartphone. Le LTPL-C0677WPYB est sélectionné pour son rendement élevé et sa petite taille. L'ingénieur doit :

1. Sélection du Pilote :Choisir un circuit intégré pilote de LED flash capable de délivrer l'impulsion requise de 1000-1500mA à partir de la batterie du téléphone à 3,8V, avec un contrôle via le processeur de l'appareil photo du téléphone (I2C ou similaire).
2. Conception du PCB :Concevoir l'empreinte PCB exactement selon la configuration de pastilles recommandée dans la fiche technique. Ils créeront un petit CIEM dédié (2cm x 2cm ou plus) pour la LED servant de plaque de diffusion thermique, qui sera ensuite connecté au châssis interne du téléphone pour une dissipation thermique supplémentaire.
3. Intégration Optique :Travailler avec l'équipe de conception mécanique pour créer un guide de lumière ou un diffuseur qui répartit uniformément le faisceau de 120° de la LED à travers la fenêtre de flash sur l'extérieur du téléphone, garantissant l'absence de points chauds visibles.
4. Firmware :Programmer le logiciel de l'appareil photo pour déclencher le pilote de flash avec des durées d'impulsion qui restent dans la durée maximale ON de 50ms pour les impulsions à haut courant, en gérant le cycle de service pour éviter la surchauffe pendant les modes rafale photo.

12. Introduction au Principe de Fonctionnement

Le LTPL-C0677WPYB est une source lumineuse à semi-conducteur basée sur la physique des semi-conducteurs. Il utilise une puce en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsque les électrons se recombinent avec les trous à travers la jonction p-n de la puce sous polarisation directe (électroluminescence). Cette lumière bleue est ensuite partiellement convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, vert, rouge) par un revêtement de phosphore déposé sur ou près de la puce. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore donne la perception de la lumière blanche. Les ratios spécifiques du phosphore déterminent la température de couleur corrélée (CCT), ajustée ici dans la plage 5000-6000K "blanc froid" préférée pour la photographie au flash afin de correspondre aux conditions de lumière du jour.

13. Tendances Technologiques et Contexte

Les LED flash CMS haute puissance représentent une tendance clé en optoélectronique, poussée par la miniaturisation de l'électronique grand public, en particulier les smartphones. L'évolution se concentre sur :

• Augmentation de l'Efficacité Lumineuse (lm/W) :Fournir plus de lumière pour la même puissance électrique d'entrée, améliorant l'autonomie de la batterie.
• Courant de Crête et Rendement Lumineux Plus Élevés :Permettant une meilleure photographie en basse lumière et des fonctionnalités comme le "mode nuit".
• Amélioration de la Restitution des Couleurs :Développer des phosphores qui produisent des spectres lumineux plus proches de la lumière du jour naturelle (IRC élevé - Indice de Rendu des Couleurs), conduisant à des couleurs plus précises dans les photos, même si l'IRC n'est pas spécifié dans cette fiche technique particulière.
• Flash Bi-ton :Une tendance du marché où deux LED avec des CCT différentes (par ex., un blanc froid et un blanc chaud) sont utilisées ensemble pour permettre au système d'appareil photo d'ajuster la température de couleur du flash pour des tons de peau plus agréables et une correspondance avec la lumière ambiante. Bien que cette fiche technique concerne une LED à CCT unique, la technologie existe au sein des mêmes familles de produits.
• Intégration avec les Capteurs :Les LED flash font de plus en plus partie d'un système qui inclut des capteurs de lumière ambiante et de proximité, permettant une luminosité adaptative et l'extinction du flash lorsqu'un objet est trop proche.