Fiche Technique de Composant LED - Dimensions 2,8x3,5x1,2 mm - Tension 3,2 V - Puissance 0,2 W - Couleur Blanche - Documentation Technique Française

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes et les directives d'application pour un composant LED (Diode Électroluminescente) CMS haute performance. Le composant est conçu pour des applications d'éclairage général et d'indicateur dans divers dispositifs et systèmes électroniques. Sa fonction principale est de convertir l'énergie électrique en lumière visible avec une grande efficacité et fiabilité.

Les principaux avantages de cette LED incluent son facteur de forme compact, qui permet des agencements PCB (Carte de Circuit Imprimé) à haute densité, une excellente efficacité lumineuse pour des économies d'énergie, et une construction robuste adaptée aux processus d'assemblage automatisés. Le marché cible englobe l'électronique grand public, l'éclairage intérieur automobile, les panneaux de contrôle industriel et les dispositifs domotiques, où des sources lumineuses fiables, durables et efficaces sont requises.

La phase du cycle de vie indiquée dans le contenu fourni est "Révision 2", signifiant qu'il s'agit de la deuxième révision officielle de la documentation technique du produit. La date de publication est documentée au 5 décembre 2014. La "Période d'expiration" est notée "Pour toujours", ce qui indique généralement que cette révision du document n'a pas de date d'obsolescence planifiée et reste valide jusqu'à ce qu'elle soit remplacée par une révision plus récente. Ceci est courant pour les fiches techniques de composants fondamentaux.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une interprétation détaillée et objective des paramètres techniques clés est essentielle pour une intégration de conception appropriée. Bien que les valeurs numériques spécifiques du PDF original soient limitées, les sections suivantes décrivent les catégories de paramètres critiques et leur signification.

2.1 Caractéristiques photométriques et colorimétriques

Les propriétés photométriques définissent la sortie lumineuse et sa qualité. Les paramètres clés incluent :

• Flux lumineux :Mesuré en lumens (lm), il indique la puissance lumineuse totale perçue émise. Le composant présente probablement un classement de luminosité standard ou élevé pour garantir une sortie lumineuse cohérente entre les lots de production.
• Longueur d'onde dominante / Température de couleur corrélée (TCC) :Pour les LED colorées, la longueur d'onde dominante (en nanomètres) spécifie la couleur. Pour les LED blanches, la TCC (en Kelvin, par exemple 3000K, 4000K, 6500K) définit si la lumière apparaît blanc chaud, neutre ou froid. Le document spécifierait l'offre standard et les classements disponibles.
• Indice de rendu des couleurs (IRC) :Pour les LED blanches, l'IRC (Ra) indique avec quelle précision la source lumineuse révèle les vraies couleurs des objets par rapport à une référence naturelle. Un IRC plus élevé (plus proche de 100) est préférable pour les applications nécessitant une perception précise des couleurs.

2.2 Paramètres électriques

Les paramètres électriques sont cruciaux pour la conception du circuit et la sélection de l'alimentation.

• Tension directe (Vf) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne à son courant spécifié. Cette valeur, typiquement autour de 3,2 V pour les LED blanches courantes, varie légèrement avec le courant et la température. La fiche technique fournit une valeur typique et une limite maximale.
• Courant direct (If) :Le courant de fonctionnement continu recommandé, souvent 20 mA, 60 mA ou 150 mA selon la puissance nominale. Dépasser le courant maximal absolu peut causer des dommages permanents.
• Tension inverse (Vr) :La tension maximale que la LED peut supporter dans le sens inverse sans claquage, généralement autour de 5 V. Une protection est souvent nécessaire dans les circuits CA ou multiplexés.
• Dissipation de puissance :Calculée comme Vf * If, elle détermine la charge thermique. Le titre de l'exemple suggère une puissance nominale de 0,2 W.

2.3 Caractéristiques thermiques

La performance et la durée de vie de la LED sont fortement influencées par la température.

• Température de jonction (Tj) :La température au niveau de la puce semi-conductrice elle-même. La Tj maximale absolue (par exemple 125°C) ne doit pas être dépassée pour garantir la fiabilité.
• Résistance thermique (Rth_j-a) :Exprimée en °C/W, elle mesure l'efficacité avec laquelle la chaleur se déplace de la jonction de la LED vers l'air ambiant. Une valeur plus basse indique une meilleure dissipation thermique, ce qui est critique pour maintenir la sortie lumineuse et la longévité.
• Plage de température de fonctionnement :La plage de température ambiante (par exemple -40°C à +85°C) dans laquelle la LED est garantie de fonctionner dans les spécifications.

3. Explication du système de classement (binning)

En raison des variations de fabrication, les LED sont triées en classes de performance pour garantir la cohérence pour l'utilisateur final.

• Classement par longueur d'onde/température de couleur :Les LED sont regroupées en fonction de leur longueur d'onde dominante ou TCC précise. Cela garantit un aspect couleur uniforme lorsque plusieurs LED sont utilisées dans un réseau.
• Classement par flux lumineux :Les LED sont triées selon leur sortie lumineuse mesurée. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des classes qui répondent à des exigences de luminosité spécifiques.
• Classement par tension directe :Le tri par Vf aide à concevoir des circuits d'alimentation efficaces, en particulier pour les chaînes connectées en série, afin d'assurer une distribution de courant uniforme.

Les codes de classe spécifiques et leurs plages de valeurs correspondantes seraient détaillés dans un tableau complet de la fiche technique.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent un aperçu plus approfondi des performances dans des conditions variables.

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Ce graphique montre la relation entre la tension directe et le courant. Elle est non linéaire, présentant un seuil de tension de conduction. La courbe se déplace avec la température.
• Caractéristiques thermiques :Les graphiques montrent généralement comment le flux lumineux et la tension directe changent en fonction de la température de jonction. Le flux diminue généralement lorsque la température augmente.
• Distribution spectrale de puissance (DSP) :Un tracé de l'intensité lumineuse relative en fonction de la longueur d'onde. Pour les LED blanches, cela montre le pic de la LED bleue de pompage et le spectre plus large converti par le phosphore.

5. Informations mécaniques et d'encapsulation

Le dessin mécanique est critique pour la conception de l'empreinte PCB. Le titre suggère une taille de boîtier 2835 (2,8 mm x 3,5 mm).

• Dimensions de contour :Un dessin détaillé montrant la longueur, la largeur, la hauteur (probablement 1,2 mm) et les tolérances.
• Agencement des pastilles (empreinte) :Le motif de pastille de cuivre recommandé sur le PCB, incluant la taille, la forme et l'espacement (pas) des pastilles. Cela assure un soudage et une connexion thermique appropriés.
• Identification de la polarité :Un marquage clair sur le corps du composant (par exemple une encoche, un point ou un coin coupé) et un marquage correspondant sur l'empreinte pour indiquer l'anode (+) et la cathode (-). Une polarité incorrecte empêchera la LED de s'allumer.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée garantit la fiabilité et prévient les dommages.

• Profil de soudage par refusion :Un graphique temps-température spécifiant les phases de préchauffage, de stabilisation, de refusion et de refroidissement. Les paramètres clés incluent la température de pic (typiquement 260°C max pendant quelques secondes) et le temps au-dessus du liquidus. Ce profil est compatible avec les pâtes à souder sans plomb standard (SnAgCu).
• Précautions :Évitez les contraintes mécaniques sur la lentille. Utilisez des précautions contre les décharges électrostatiques (ESD) pendant la manipulation. Assurez-vous que la température de la panne du fer à souder est contrôlée si un soudage manuel est nécessaire.
• Conditions de stockage :Les LED doivent être stockées dans un environnement sec et sombre aux niveaux de température et d'humidité recommandés (par exemple <40°C, <60% HR) pour prévenir l'absorption d'humidité et la dégradation des matériaux.

7. Informations sur l'emballage et la commande

• Spécification de l'emballage :Les composants sont généralement fournis sur bande gaufrée et bobine compatibles avec les machines de placement automatique. La taille de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et la quantité par bobine sont spécifiés.
• Informations d'étiquetage :L'étiquette de la bobine inclut le numéro de pièce, la quantité, le numéro de lot, le code date et les informations de classement.
• Règle de numérotation des modèles :Le numéro de pièce complet encode des attributs clés comme la taille, la couleur, la classe de flux, la classe de tension et le type d'emballage. Par exemple, un code pourrait être structuré comme [Série][Taille][Couleur][Classe-Flux][Classe-Tension][Emballage].

8. Recommandations d'application

Scénarios d'application typiques :Cette LED est adaptée pour le rétroéclairage d'écrans LCD, les indicateurs d'état, l'éclairage décoratif, l'éclairage de panneaux et l'éclairage de tâche général dans des dispositifs compacts.

Considérations de conception :

1. Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour contrôler le courant direct. Ne connectez pas directement à une source de tension.
2. Gestion thermique :Concevez le PCB avec un dégagement thermique adéquat. Utilisez des vias thermiques sous la pastille thermique (si présente) pour conduire la chaleur vers les couches de cuivre internes ou inférieures. Pour les réseaux haute puissance ou haute densité, envisagez un dissipateur thermique supplémentaire.
3. Conception optique :Prenez en compte l'angle de vision (typiquement 120-140 degrés). Des optiques secondaires comme des lentilles ou des diffuseurs peuvent être nécessaires pour façonner le faisceau lumineux.
4. Protection ESD :Intégrez des diodes de protection ESD sur les lignes sensibles si la LED est dans un emplacement exposé.

9. Comparaison technique

Comparée aux LED traditionnelles traversantes, ce composant CMS offre des avantages significatifs :

• Taille et densité :Permet des produits finaux beaucoup plus petits et fins.
• Coût d'assemblage :Compatible avec l'assemblage PCB entièrement automatisé, réduisant les coûts de main-d'œuvre.
• Performance :Offre souvent une efficacité lumineuse plus élevée et un meilleur chemin thermique vers le PCB.
• Fiabilité :Les soudures sont généralement plus robustes contre les vibrations et les chocs mécaniques.

Comparé à d'autres boîtiers LED CMS (par exemple 3528, 5050), le boîtier 2835 offre souvent un meilleur équilibre entre taille, sortie lumineuse et performance thermique pour les applications générales.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre le flux lumineux et l'intensité lumineuse ?

R : Le flux lumineux (lumens) mesure la sortie lumineuse totale perçue dans toutes les directions. L'intensité lumineuse (candelas) mesure la puissance lumineuse par angle solide dans une direction spécifique. Pour une LED à large angle, le flux est la métrique la plus pertinente pour la lumière totale.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED avec une tension supérieure à sa tension directe ?

R : Non. Une LED doit être pilotée par un courant contrôlé. Appliquer une source de tension supérieure à Vf sans limitation de courant provoquera un courant excessif, une surchauffe et une défaillance immédiate.

Q3 : Pourquoi la luminosité de la LED diminue-t-elle avec le temps ?

R : Toutes les LED subissent une dépréciation du flux. Le taux est principalement déterminé par la température de jonction de fonctionnement. Faire fonctionner la LED bien en dessous de ses valeurs maximales de Tj et de courant prolonge considérablement sa durée de vie utile.

Q4 : Comment interpréter la "Révision 2" et la période d'expiration "Pour toujours" ?

R : "Révision 2" signifie qu'il s'agit de la deuxième version officielle de ce document. "Pour toujours" pour la période d'expiration indique que cette révision n'a pas de date d'expiration définie et est valide jusqu'à ce que le fabricant publie une nouvelle révision qui la remplace. Vérifiez toujours la dernière révision avant de finaliser une conception.

11. Cas d'utilisation pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état

Un ingénieur conçoit un panneau de contrôle nécessitant plusieurs indicateurs d'état colorés (rouge, vert, bleu, blanc). L'utilisation de cette série de LED garantit une cohérence mécanique (même empreinte pour toutes les couleurs) et un assemblage simplifié. En sélectionnant les classes de flux appropriées pour chaque couleur, la luminosité visuelle peut être équilibrée malgré la sensibilité différente de l'œil aux longueurs d'onde. La taille compacte 2835 permet de placer les indicateurs très proches les uns des autres. Une conception simple utiliserait une broche GPIO d'un microcontrôleur connectée en série avec une résistance de limitation de courant à chaque LED, fournissant un contrôle indépendant allumé/éteint.

12. Principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons du semi-conducteur de type n se recombinent avec les trous du semi-conducteur de type p dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par le gap énergétique des matériaux semi-conducteurs utilisés (par exemple InGaN pour bleu/vert, AlInGaP pour rouge/ambre). Les LED blanches sont typiquement créées en recouvrant une puce LED bleue d'un phosphore jaune ; une partie de la lumière bleue est convertie en jaune, et le mélange de lumière bleue et jaune est perçu comme blanc. Différents mélanges de phosphores créent différentes températures de couleur blanches.

13. Tendances technologiques

L'industrie des LED continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires :

1. Efficacité accrue :Des améliorations continues de l'efficacité quantique interne et des techniques d'extraction de la lumière conduisent à plus de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie.
2. Qualité de couleur améliorée :Le développement de nouveaux phosphores et de conceptions de puces multicolores (par exemple RVB, violet+phosphore) permet des valeurs IRC plus élevées et une restitution des couleurs plus cohérente.
3. Miniaturisation :Les boîtiers continuent de rétrécir (par exemple micro-LED) tout en maintenant ou en augmentant la sortie lumineuse, permettant de nouvelles applications dans des dispositifs ultra-compacts et des affichages haute résolution.
4. Intégration intelligente :Les LED sont de plus en plus combinées avec des pilotes, des capteurs et des interfaces de communication (LED compatibles IoT) pour des systèmes d'éclairage intelligents.
5. Fiabilité et durée de vie :Les avancées dans les matériaux et l'encapsulation poussent les durées de vie nominales au-delà de 50 000 heures tout en maintenant un maintien du flux plus élevé (L70, L90).

Ces tendances sont motivées par les demandes d'économies d'énergie, les nouveaux facteurs de forme en électronique et l'expansion de l'éclairage vers des applications intelligentes et centrées sur l'humain.