LED Rouge 3,45x3,45x2,20mm - Tension directe 2,0V - Puissance 0,7W - Longueur d'onde dominante 620-630nm - Spécification technique française

1. Présentation du produit

Le RF-AL-C3535L2K1RE-03 est une LED rouge haute puissance conçue pour des applications d'éclairage exigeantes. Elle utilise une technologie avancée de substrat céramique (Chip on Substrate) qui offre une gestion thermique supérieure et une fiabilité mécanique. Les dimensions du boîtier sont 3,45 mm × 3,45 mm × 2,20 mm, ce qui la rend adaptée aux modules d'éclairage compacts. Cette LED offre un flux lumineux typique de 60-90 lm à 350 mA, avec une longueur d'onde dominante entre 620-630 nm (rouge profond). L'angle de vue large de 120° assure une distribution uniforme de la lumière. Le produit est conforme RoHS et classé au niveau de sensibilité à l'humidité 1 (MSL 1), permettant une durée de vie illimitée avant soudure.

2. Analyse détaillée des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (à Ts=25°C, IF=350 mA)

• Tension directe (VF) :1,8 V min, 2,0 V typ, 2,4 V max. Cette faible tension directe permet un pilotage efficace à partir d'alimentations basse tension. Le tri serré (pas de 0,2 V) permet une luminosité constante dans les réseaux multi-LED.
• Flux lumineux (Φv) :60 lm min, 75 lm typ, 90 lm max. La haute efficacité lumineuse (≈215 lm/W à 350 mA) est obtenue grâce à une conception optimisée de la puce et à l'encapsulation céramique.
• Flux radiant total (Φe) :200 mW min, 350 mW typ, 500 mW max. Utile pour les applications nécessitant une puissance optique totale, comme la signalisation.
• Longueur d'onde dominante (λD) :620 nm min, 625 nm typ, 630 nm max. Ce rouge profond s'accorde bien avec les LED blanches à conversion de phosphore pour l'éclairage horticole ou avec les normes de feux de signalisation.
• Courant inverse (IR) :maximum 10 µA à VR=5 V, garantissant une fuite négligeable en polarisation inverse.
• Angle de vue (2θ1/2) :120° typ, offrant un faisceau large pour les applications d'éclairage par inondation.

2.2 Caractéristiques maximales absolues

• Dissipation de puissance (PD) :1920 mW.
• Courant direct (IF) :800 mA continu, 900 mA crête (rapport cyclique 1/10, impulsion 0,1 ms).
• Tension inverse (VR) : 5V.
• Résistance aux décharges électrostatiques (HBM) :>2000 V (rendement typique >80 %).
• Température de fonctionnement :-40 °C à +85 °C.
• Température de jonction (TJ) :maximum 125 °C.

Considérations de conception thermique :Le boîtier céramique offre une excellente conductivité thermique. Cependant, pour maintenir la température de jonction en dessous de 125 °C, un dissipateur thermique adéquat est essentiel lors du fonctionnement proche du courant maximal. Pour un fonctionnement continu à 350 mA, une plage de cuivre d'au moins 50 mm² sur une carte FR4 standard est recommandée.

3. Explication du système de tri

Pour faciliter la correspondance homogène des couleurs et de la luminosité, les LED sont triées en lots selon la tension directe, le flux lumineux et la longueur d'onde. Les codes de lot sont imprimés sur l'étiquette de la bobine comme indiqué dans le Tableau 1-3 de la fiche technique.

Lors de la commande ou de la conception, assurez-vous de spécifier le code de lot souhaité ou acceptez des lots mélangés en fonction de la tolérance de l'application.

4. Interprétation des courbes de performances

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (Fig 1-6)

La courbe montre une tension directe typique d'environ 2,0 V à 350 mA, montant jusqu'à environ 2,4 V à 800 mA. La pente indique une résistance série d'environ 0,8 Ω. Pour les applications nécessitant un courant élevé, une compensation de tension dans le driver est nécessaire.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Fig 1-7)

L'intensité relative augmente presque linéairement avec le courant jusqu'à 700 mA, puis commence à saturer légèrement. À 350 mA, l'intensité relative est de 1,0 (référence). À 700 mA, elle est d'environ 1,9, ce qui signifie que doubler le courant produit<2x la sortie lumineuse en raison de la baisse d'efficacité. Un fonctionnement au-dessus de 500 mA est moins efficace.

4.3 Température en fonction de l'intensité relative (Fig 1-8)

À Ts=25 °C, l'intensité relative est de 1,0. Lorsque la température monte à 85 °C, l'intensité chute à environ 0,85. Cette diminution de 15 % est typique des LED rouges AlInGaP. La gestion thermique est essentielle pour maintenir la sortie dans des conditions ambiantes élevées.

4.4 Courant direct maximal en fonction de la température Ts (Fig 1-9)

À Ts=25 °C, le courant direct maximal est de 800 mA. À Ts=75 °C, il diminue à environ 400 mA. La courbe garantit que la température de jonction reste en dessous de 125 °C. Pour un fonctionnement fiable, restez en dessous de la ligne de déclassement.

4.5 Répartition spectrale (Fig 1-10)

Le spectre d'émission est centré à 625 nm avec une largeur à mi-hauteur d'environ 20 nm. Aucun pic secondaire n'est présent, garantissant une couleur rouge pure.

4.6 Diagramme de rayonnement (Fig 1-11)

Le diagramme de rayonnement montre une distribution quasi-lambertienne avec un angle de vue de 120°. L'intensité relative chute à 50 % à ±60° de l'axe. Ce large motif est idéal pour l'éclairage d'ambiance et les downlights.

5. Dimensions mécaniques et d'emballage

5.1 Contour du boîtier

• Vue de dessus : boîtier carré de 3,45 mm × 3,45 mm.
• Vue de côté : hauteur 2,20 mm, avec une protubérance de lentille de 0,85 mm (hauteur totale depuis la base).
• Vue de dessous : deux pattes d'anode (grandes) et deux pattes de cathode (petites). Dimensions des pattes : 1,30 mm × 0,65 mm (anode), 1,30 mm × 0,48 mm (cathode).
• Polarité : le côté cathode présente un repère triangulaire ou un coin biseauté (comme sur la Fig 1-4).

5.2 Motif de pastille de soudure recommandé

Les pastilles de cuivre recommandées sur le PCB sont légèrement plus grandes que les pattes du composant : 3,40 mm × 1,30 mm pour l'anode, avec un pas de 0,50 mm. Assurez-vous d'utiliser des pastilles définies par le masque de soudure pour éviter les ponts.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de refusion sans plomb recommandé est conforme à la norme JESD22-B106. Paramètres clés :

• Préchauffage : 150 °C – 200 °C pendant 60-120 secondes.
• Température de crête : 260 °C max, temps au-dessus de 217 °C : 60 secondes max.
• Taux de refroidissement : 6 °C/s maximum.
• Nombre de cycles de refusion : maximum 2. Si plus de 24 heures entre les cycles, un séchage est nécessaire.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder réglé en dessous de 300 °C et terminez en 3 secondes. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée.

6.3 Réparation

Évitez toute réparation après soudure. Si inévitable, utilisez un fer à deux pointes pour chauffer simultanément les deux pastilles et retirez la LED. Confirmez qu'aucun dommage n'est causé aux composants adjacents.

6.4 Stockage et séchage

Avant d'ouvrir le sachet aluminium : stocker à<30 °C et<75 % HR jusqu'à 1 an. Après ouverture : utiliser dans les 168 heures à<30 °C,<60 % HR. Si le délai est dépassé, sécher à 60 °C,<5 % HR pendant 24 heures.

7. Informations sur l'emballage et la commande

• Quantité standard par emballage :1000 pièces par bobine.
• Bande de transport :Largeur 8 mm, pas 4 mm, avec trous de chaîne de 5,5 mm. Taille de cavité 3,9×3,9 mm.
• Dimensions de la bobine :Diamètre extérieur 178 mm, largeur du moyeu 14 mm.
• Étiquette :Inclut le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de lot (Φ, WD, VF), la quantité et la date.
• Sachet barrière contre l'humidité :Contient la bobine et un dessiccant, avec une étiquette d'avertissement ESD.
• Carton :Carton d'expédition standard avec étiquettes produit.

8. Recommandations d'application

8.1 Applications typiques

• Feux d'avertissement, downlights, lampes murales d'ambiance, projecteurs.
• Feux de signalisation et feux de signalisation.
• Éclairage paysager, éclairage photographique de scène, équipement d'esthétique médicale.
• Éclairage intérieur d'hôtel, de marché, de bureau, domestique.
• Lampes colorées pour articles et rubans lumineux.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Utilisez un dissipateur thermique adéquat. Un plot thermique sur le PCB avec des vias thermiques est recommandé.
• Protection ESD :Bien que la LED ait une résistance HBM >2000 V, utilisez toujours une manipulation antistatique et envisagez une diode Zener en parallèle avec la LED si l'environnement est fortement électrostatique.
• Régulation du courant :Toujours piloter avec une source de courant constant. De petites variations de tension provoquent de grandes variations de courant (par exemple, un décalage de 0,1 V peut changer le courant d'environ 125 mA en raison de la faible résistance dynamique).
• Anti-soufre/chlore :Assurez-vous que les matériaux environnants contiennent moins de 100 ppm de soufre, et de brome et de chlore chacun<900 ppm (total<1500 ppm) pour éviter la corrosion des contacts argentés.
• Nettoyage de la lentille :Si nécessaire, utilisez de l'alcool isopropylique. N'utilisez pas de nettoyage par ultrasons.

9. Comparaison technique et avantages

Par rapport aux LED standard à boîtier PPA (polyphthalamide), le boîtier céramique offre :

• Meilleure conductivité thermique :Les substrats céramiques ont une conductivité thermique >10 W/mK contre<1 W/mK pour le plastique, réduisant la résistance thermique de 30 à 50 %.
• Fiabilité plus élevée à haute température :La céramique supporte une température de jonction de 125 °C sans dégradation, tandis que le plastique peut se décolorer ou se délaminer.
• Absorption d'humidité plus faible :Classification MSL 1 (durée de vie illimitée) contre MSL 3 typique pour les boîtiers plastiques.
• Angle de vue plus large :120° contre 110° typique pour une LED plastique comparable.

Cependant, les boîtiers céramiques sont généralement plus chers. Pour les applications sensibles au coût avec une puissance inférieure, des alternatives plastiques peuvent être envisagées.

10. Foire aux questions

Q : Puis-je piloter cette LED en continu à 800 mA ?
R : Oui, mais seulement si la température de jonction reste en dessous de 125 °C. Un dissipateur thermique adéquat est obligatoire. À 800 mA, la tension directe est d'environ 2,4 V, la puissance ~1,92 W. Un dissipateur avec une résistance thermique<30 K/W est recommandé pour une ambiance à 85 °C.

Q : Pourquoi la plage des lots de flux lumineux est-elle relativement large (60-90 lm) ?
R : La production standard produit une distribution. Le tri permet de sélectionner des plages plus étroites. Pour les applications à une seule LED, n'importe quel lot fonctionne. Pour les réseaux, utilisez le même code de lot pour une luminosité uniforme.

Q : Que signifie le code de lot "FB9" ?
R : Il indique un flux lumineux entre 60 et 65 lumens. Référez-vous au Tableau 1-3 pour tous les codes.

Q : Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?
R : Oui, avec une encapsulation appropriée dans un luminaire offrant une protection IP. La LED elle-même n'est pas étanche.

Q : Puis-je utiliser une tension inverse dans mon circuit ?
R : La tension inverse maximale absolue est de 5 V. S'il existe une possibilité de polarisation inverse (par exemple lors du démarrage ou en pilotage AC), ajoutez une diode de blocage en série.

11. Étude de cas de conception pratique

Cas : Module de downlight rouge (équivalent 10 W, 5 LED)
Objectif de conception : 300 lumens de sortie à 350 mA par LED. Cinq LED en série : tension directe totale ~10 V (2,0 V chacune). Driver : courant constant 350 mA, tension de compliance 12 V. Thermique : 5 LED dissipent au total ~3,5 W. Monter sur un PCB en aluminium avec un dissipateur de 50 mm × 50 mm. L'angle de vue de 120° permet d'utiliser un diffuseur sans points sombres. En utilisant le même lot (par exemple FBC pour le flux, C0 pour la tension), on assure une luminosité uniforme et pas de points chauds. Résultat : éclairage d'accentuation rouge profond avec une excellente uniformité des couleurs.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED rouge est basée sur un matériau semi-conducteur AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphure) déposé sur un substrat GaAs. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons de la couche de type n se recombinent avec les trous de la couche de type p, émettant des photons avec une énergie correspondant à la bande interdite d'environ 1,98 eV, produisant une lumière rouge de 625 nm. Le substrat céramique fournit une isolation électrique et un chemin thermique direct de la puce aux plots de soudure. La lentille en silicone encapsule la puce et façonne la sortie lumineuse en un motif lambertien.

13. Tendances technologiques

L'industrie évolue vers une efficacité plus élevée et des tailles de boîtier plus petites. Les développements futurs pour les LED rouges incluent :

• Densité de flux plus élevée :Des conceptions de puce améliorées (multi-jonction, flip-chip) pourraient doubler le flux par boîtier.
• Catégories de longueur d'onde plus étroites :Les futures normes pourraient exiger une tolérance de ±2 nm pour les écrans haut de gamme.
• Intégration avec un contrôle intelligent :LED avec capteurs de couleur intégrés pour l'auto-étalonnage.
• Réduction du coût des boîtiers céramiques :Avec la montée en échelle de la fabrication, les LED céramiques deviennent compétitives avec le plastique dans les gammes de puissance moyenne.

Ce produit représente une solution équilibrée entre performance et fiabilité pour les besoins actuels de l'éclairage à semi-conducteurs.

14. Fiabilité et assurance qualité

Le produit a passé les tests de fiabilité suivants (taille d'échantillon 10 pièces, 0 défaut autorisé) :

• Soudure par refusion (260 °C, 2x)
• Choc thermique (-40 °C à 100 °C, 500 cycles)
• Stockage à haute température (100 °C, 1000 h)
• Stockage à basse température (-40 °C, 1000 h)
• Test de durée de vie (TA=25 °C, 350 mA, 1000 h)
• HHHT (60 °C/90% HR, 350 mA, 1000 h)

Critères : dérive de la tension directe<<10 %, maintien du flux lumineux >80 %, pas de circuit ouvert/court-circuit. Cela garantit la fiabilité du produit dans les applications sur le terrain.