Fiche Technique de Composant LED - Phase de Cycle de Vie : Révision 1 - Date de Publication : 2012-06-18 - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Cette fiche technique concerne une révision spécifique d'un composant LED. Les informations principales indiquent que le composant est dans sa première révision (Révision 1) et a été officiellement publié le 18 juin 2012. La phase de cycle de vie étant 'Révision', cela suggère que ce document remplace une version antérieure, intégrant des mises à jour, des corrections ou des améliorations basées sur le développement continu, les tests ou les retours d'expérience. La mention 'Période d'expiration : Permanente' implique que cette révision n'a pas de date d'expiration prédéterminée pour sa validité dans des conditions standard, ce qui signifie que les spécifications sont considérées comme stables et définitives pour cette version du produit. Ce document sert de référence officielle pour tous les paramètres techniques, les données de performance et les instructions de manipulation pour cette révision spécifique.

1.1 Avantages principaux

L'avantage principal de ce composant réside dans son état de révision documenté et stable. Le fait d'être un produit 'Révision 1' indique que les phases de conception initiales sont terminées et que le composant a subi un cycle de revue et d'affinage. Cela offre aux ingénieurs et concepteurs un ensemble fiable de spécifications avec un risque réduit de modifications non spécifiées par rapport aux versions préliminaires ou de pré-production. La date de publication fixe permet un contrôle de version précis dans la nomenclature (BOM) et la gestion de la chaîne d'approvisionnement.

1.2 Marché cible

Ce composant est destiné à l'industrie générale de fabrication électronique, en particulier aux segments nécessitant des composants stables et documentés pour des cycles de vie produits moyens à longs. Les applications pourraient inclure l'électronique grand public, les contrôles industriels, l'éclairage intérieur automobile et l'éclairage général où une performance cohérente basée sur une fiche technique fixe est cruciale pour la reproductibilité de la conception et l'assurance qualité.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Bien que l'extrait fourni soit limité, une fiche technique complète pour un composant LED inclurait typiquement les sections suivantes avec des paramètres détaillés. Les valeurs ci-dessous sont des exemples illustratifs basés sur les normes courantes de l'industrie pour un composant de cette époque.

2.1 Caractéristiques photométriques et de couleur

Les caractéristiques photométriques définissent le flux lumineux et la qualité de la lumière. Les paramètres clés incluent le Flux Lumineux, qui pourrait varier de 20 à 120 lumens selon la technologie de la puce LED et la puissance nominale. La Longueur d'Onde Dominante ou la Température de Couleur Corrélée (CCT) spécifie la couleur de la lumière émise ; pour les LED blanches, les CCT courantes sont 2700K (blanc chaud), 4000K (blanc neutre) et 6500K (blanc froid). L'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) mesure l'apparence naturelle des couleurs sous la lumière, avec des valeurs supérieures à 80 typiques pour l'éclairage général. L'angle de vision, souvent entre 120 et 140 degrés, décrit l'étalement du faisceau.

2.2 Paramètres électriques

Les paramètres électriques sont cruciaux pour la conception du circuit. La Tension Directe (Vf) est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne à son courant nominal. Pour une LED de puissance typique, cela pourrait être dans la plage de 2,8V à 3,6V. Le Courant Direct (If) est le courant de fonctionnement recommandé, tel que 150mA, 350mA ou 700mA. Les valeurs maximales pour la tension inverse (par exemple, 5V) et le courant direct de crête doivent être strictement respectées pour éviter tout dommage. La fiche technique spécifierait également la résistance dynamique.

2.3 Caractéristiques thermiques

La performance et la durée de vie des LED dépendent fortement de la gestion thermique. La Résistance Thermique Jonction-Ambiance (RθJA) indique la facilité avec laquelle la chaleur peut s'échapper de la puce LED vers l'environnement ; une valeur plus basse (par exemple, 10-20 °C/W) est meilleure. La Température de Jonction Maximale (Tj max), souvent 125°C ou 150°C, est la limite absolue. Faire fonctionner la LED en dessous de cette température, idéalement en dessous de 85°C à la jonction, est essentiel pour maintenir le flux lumineux et atteindre la durée de vie nominale (souvent définie comme le temps jusqu'à ce que le flux lumineux se dégrade à 70% de la valeur initiale, L70).

3. Explication du système de classement (Binning)

La fabrication des LED produit des variations. Le classement (binning) regroupe les LED avec des caractéristiques similaires pour assurer l'uniformité.

3.1 Classement par Longueur d'Onde/Température de Couleur

Les LED sont triées en classes basées sur leur longueur d'onde dominante (pour les LED colorées) ou leur Température de Couleur Corrélée (pour les LED blanches). Un schéma de classement typique pour les LED blanches pourrait avoir des pas de 50K ou 100K dans une plage CCT nominale (par exemple, 5000K-5300K). Cela assure l'uniformité de couleur au sein d'un luminaire.

3.2 Classement par Flux Lumineux

Les LED sont également classées selon leur flux lumineux à un courant de test spécifique. Un code de classe de flux (par exemple, P2, Q3) correspond à une plage prédéfinie de lumens. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED répondant aux exigences minimales de luminosité pour leur application.

3.3 Classement par Tension Directe

Les classes de tension directe (Vf) regroupent les LED avec des chutes de tension similaires. Ceci est important pour concevoir des circuits d'alimentation efficaces et assurer une distribution uniforme du courant lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent une compréhension plus approfondie que les spécifications tabulaires seules.

4.1 Courbe Courant vs. Tension (I-V)

La courbe I-V montre la relation entre le courant direct et la tension directe. Elle est non linéaire, présentant une tension de 'seuil' en dessous de laquelle très peu de courant circule. La courbe aide à sélectionner la méthode d'alimentation appropriée (courant constant vs. tension constante) et à comprendre l'impact de petites variations de tension sur le courant.

4.2 Caractéristiques en fonction de la Température

Les graphiques montrent généralement comment la tension directe diminue avec l'augmentation de la température de jonction (un coefficient négatif) et comment le flux lumineux se dégrade avec la hausse de température. Ces courbes sont essentielles pour la conception thermique ; un dissipateur thermique inadéquat entraînera une réduction du flux lumineux et un vieillissement accéléré.

4.3 Distribution Spectrale de Puissance

Ce graphique trace l'intensité relative de la lumière émise à chaque longueur d'onde. Pour les LED blanches (typiquement puce bleue + phosphore), il montre le pic bleu de la puce et l'émission plus large jaune/rouge du phosphore. La forme de la courbe détermine la CCT et l'IRC.

5. Informations mécaniques et de boîtier

Le boîtier physique assure une connexion électrique fiable et une dissipation thermique efficace.

5.1 Dessin de contour dimensionnel

Un dessin détaillé avec toutes les dimensions critiques : longueur, largeur et hauteur totales (par exemple, 5,0mm x 5,0mm x 1,6mm), forme et taille de la lentille, et emplacement des caractéristiques de montage. Les tolérances sont spécifiées pour chaque dimension.

5.2 Implantation des pastilles et conception des plots de soudure

L'empreinte recommandée pour le PCB est fournie, incluant la taille, la forme et l'espacement des pastilles. Ceci est essentiel pour créer le motif de pastilles correct dans le logiciel de conception de PCB afin d'assurer une soudure adéquate et une stabilité mécanique.

5.3 Identification de la polarité

La méthode pour identifier les bornes anode (+) et cathode (-) est clairement indiquée, généralement via un marquage sur le boîtier (un point, une encoche ou un coin coupé), une patte plus longue (pour les modèles traversants), ou un libellé dans le diagramme d'empreinte.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est requise pour maintenir la fiabilité.

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil détaillé température vs. temps est fourni, spécifiant les phases de préchauffage, de stabilisation, de refusion (température de pic) et de refroidissement. Les limites de température maximale (par exemple, 260°C pendant 10 secondes) sont données pour éviter d'endommager le boîtier ou la lentille de la LED.

6.2 Précautions et manipulation

Les instructions incluent des avertissements contre l'application de contraintes mécaniques sur la lentille, l'utilisation d'une protection ESD pendant la manipulation, l'évitement de la contamination de la surface de la lentille et le non-nettoyage avec certains solvants. Les recommandations pour les conditions de stockage (température et humidité) sont également indiquées.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Informations pour l'approvisionnement et la logistique.

7.1 Spécifications d'emballage

Décrit le format d'emballage : spécifications de la bande et du dévidoir (largeur de la bande porteuse, espacement des poches, diamètre du dévidoir), quantité par dévidoir (par exemple, 1000 ou 4000 pièces), ou détails de l'emballage en plateau.

7.2 Règle de numérotation des modèles

Explique la structure du numéro de pièce. Un numéro de modèle typique encode des attributs clés comme la couleur (par exemple, W pour blanc), la classe de flux, la classe de température de couleur, la classe de tension et le type de boîtier. Cela permet de commander précisément la combinaison de performance souhaitée.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Des schémas pour les circuits d'alimentation de base sont souvent inclus, tels qu'un simple circuit avec résistance en série pour les LED à faible courant ou un circuit d'alimentation à courant constant utilisant un circuit intégré dédié ou un transistor pour les LED de puissance. Des équations de conception peuvent être fournies.

8.2 Considérations de conception

Les considérations clés incluent : utiliser un pilote à courant constant pour une luminosité et une longévité stables ; mettre en œuvre une surface de cuivre de PCB adéquate ou une carte à âme métallique pour la dissipation thermique ; s'assurer que la conception optique (lentilles, réflecteurs) est compatible avec l'angle de vision de la LED ; et protéger contre les décharges électrostatiques (ESD) et les transitoires de tension.

9. Comparaison technique

Bien qu'une comparaison directe ne soit pas possible sans un concurrent spécifique, les avantages de cette révision (Révision 1) incluraient typiquement des spécifications finalisées et vérifiées, des métriques de performance potentiellement améliorées (par exemple, une efficacité plus élevée ou une meilleure uniformité de couleur) par rapport à un prototype, et l'assurance d'un approvisionnement stable de pièces identiques pendant tout le cycle de fabrication d'un produit.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q : Que signifie 'Phase de Cycle de Vie : Révision' ?

R : Cela indique qu'il s'agit d'une version révisée et finalisée de la fiche technique du produit, contenant les spécifications officielles pour la fabrication et la conception.

Q : Puis-je utiliser le courant direct maximum en continu ?

R : Le courant maximum est une valeur absolue limite. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est recommandé d'alimenter la LED à ou en dessous du courant direct typique spécifié dans le tableau des paramètres électriques, avec une gestion thermique appropriée.

Q : À quel point la gestion thermique est-elle critique ?

R : Extrêmement critique. Dépasser la température de jonction maximale réduira considérablement le flux lumineux et la durée de vie. Suivez toujours les recommandations de résistance thermique et concevez un dissipateur thermique approprié.

11. Cas d'utilisation pratique

Scénario : Conception d'un panneau lumineux LED.Un ingénieur utilise cette fiche technique pour sélectionner des LED classées pour une CCT de 4000K et une classe de flux spécifique pour atteindre le nombre de lumens cible par luminaire. La courbe I-V et les données de résistance thermique sont utilisées pour concevoir un pilote à courant constant et un dissipateur thermique en aluminium. Le dessin mécanique assure que la conception du PCB a le bon espacement des pastilles, et le profil de refusion est programmé dans le four de soudage de la ligne de production. Le statut 'Révision 1' donne confiance dans le fait que les spécifications du composant ne changeront pas de manière inattendue pendant la production pluriannuelle du panneau lumineux.

12. Principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons se recombinent avec les trous, libérant de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde (couleur) de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. Les LED blanches sont typiquement créées en utilisant une puce LED bleue recouverte 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 produisent différentes températures de couleur corrélées (CCT).

13. Tendances technologiques

Depuis la date de publication de cette révision en 2012, la technologie LED a continué d'évoluer. Les tendances ont inclus des augmentations significatives de l'efficacité lumineuse (lumens par watt), permettant un éclairage plus lumineux et plus économe en énergie. La qualité des couleurs s'est améliorée, avec des LED à IRC élevé (90+) devenant plus courantes et abordables. La miniaturisation a progressé, avec des boîtiers plus petits délivrant un flux lumineux plus élevé. L'éclairage intelligent et connecté, intégrant des circuits de contrôle, est devenu un domaine d'application majeur. De plus, l'accent est de plus en plus mis sur la qualité, la fiabilité et les méthodes de test standardisées pour garantir les performances à long terme alors que les LED sont utilisées dans des applications plus exigeantes.