Fiche technique LED LTPL-C035RH660 - Rouge 660nm - Puissance 2,1W - Courant 350mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED rouge haute puissance à montage en surface, émettant à une longueur d'onde pic de 660nm. Conçue pour les applications d'éclairage à semi-conducteurs, ce composant offre une combinaison de flux radiant élevé et d'efficacité énergétique dans un boîtier ultra-compact. Il est destiné à offrir une flexibilité de conception et des performances fiables, servant d'alternative aux technologies d'éclairage conventionnelles dans diverses applications.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

La LED se caractérise par plusieurs caractéristiques clés qui contribuent à ses performances et à sa facilité d'intégration :

• Compatibilité CI :Le dispositif est conçu pour être compatible avec les méthodes de pilotage par circuit intégré, simplifiant la conception du système.
• Conformité environnementale :Le composant est conforme RoHS et fabriqué selon des procédés sans plomb, adhérant aux normes environnementales modernes.
• Efficacité opérationnelle :La technologie LED offre des coûts de fonctionnement inférieurs par rapport aux sources lumineuses traditionnelles grâce à un rendement de conversion énergétique plus élevé.
• Maintenance réduite :La longue durée de vie opérationnelle inhérente à la technologie LED conduit à des besoins et coûts de maintenance significativement réduits sur le cycle de vie du produit.
• Facteur de forme compact :Le boîtier à montage en surface permet des agencements de PCB à haute densité et des processus d'assemblage rationalisés.

2. Limites absolues maximales

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Courant direct continu (If) :700 mA
• Consommation de puissance (Po) :2,1 W
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C
• Plage de température de stockage (Tstg) :-55°C à +100°C
• Température de jonction (Tj) :110°C

Note importante :Un fonctionnement prolongé en polarisation inverse peut entraîner des dommages ou une défaillance du composant. La conception du circuit doit garantir que la LED n'est pas soumise à une tension inverse.

3. Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres suivants définissent les performances principales de la LED dans des conditions de test standard à Ta=25°C et un courant direct (If) de 350mA. C'est le point de fonctionnement recommandé.

3.1 Tableau des caractéristiques principales

• Tension directe (Vf) :
  • Minimum : 1,6 V
  • Typique : 2,1 V
  • Maximum : 2,6 V
• Flux radiant (Φe) :Il s'agit de la puissance optique totale de sortie, mesurée avec une sphère intégrante.
  • Minimum : 330 mW
  • Typique : 405 mW
  • Maximum : 480 mW
• Longueur d'onde pic (λp) :La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
  • Minimum : 650 nm
  • Maximum : 670 nm
• Angle de vision (2θ1/2) :La largeur angulaire à la moitié de l'intensité lumineuse maximale.
  • Typique : 130°

4. Système de codes de tri et de classification

Pour garantir la cohérence en production et en application, les LED sont triées en lots de performance basés sur des paramètres clés. Le code de tri est marqué sur l'emballage du produit.

4.1 Tri par tension directe (Vf)

Les LED sont classées en lots de tension avec une tolérance de ±0,1V à If=350mA.

• V0 :1,6V - 1,8V
• V1 :1,8V - 2,0V
• V2 :2,0V - 2,2V
• V3 :2,2V - 2,4V
• V4 :2,4V - 2,6V

4.2 Tri par flux radiant (Φe)

Les LED sont triées par puissance optique de sortie avec une tolérance de ±10%.

• R2 :330 mW - 360 mW
• R3 :360 mW - 390 mW
• R4 :390 mW - 420 mW
• R5 :420 mW - 450 mW
• R6 :450 mW - 480 mW

4.3 Tri par longueur d'onde pic (λp)

Les LED sont catégorisées par leur longueur d'onde d'émission dominante avec une tolérance de ±3nm.

• P6K :650 nm - 655 nm
• P6L :655 nm - 660 nm
• P6M :660 nm - 665 nm
• P6N :665 nm - 670 nm

Note pour les concepteurs :Pour les applications nécessitant une cohérence de performance spécifique (ex. : correspondance des couleurs dans des réseaux, chute de tension précise), il est recommandé de spécifier ou de demander des codes de tri limités, ce qui doit être discuté lors du processus d'approvisionnement.

5. Courbes de performance et analyse détaillée

Les courbes suivantes permettent une compréhension approfondie du comportement de la LED sous diverses conditions de fonctionnement. Toutes les données sont typiques et mesurées à 25°C sauf indication contraire.

5.1 Flux radiant relatif en fonction du courant direct

Cette courbe montre la relation entre le courant de commande et la sortie lumineuse. Le flux radiant augmente avec le courant mais pas de manière linéaire. Fonctionner au-dessus des 350mA recommandés donnera une sortie plus élevée mais augmentera également la température de jonction et accélérera la dépréciation du flux. La courbe est essentielle pour déterminer le courant de commande optimal pour équilibrer luminosité et longévité.

5.2 Distribution spectrale relative

Ce graphique représente l'intensité de la lumière émise sur le spectre des longueurs d'onde. Il confirme la nature monochromatique de la LED, avec un pic étroit centré autour de 660nm (rouge profond) et une largeur de bande spectrale étroite. Cette caractéristique est cruciale pour les applications nécessitant une pureté spectrale spécifique, comme l'éclairage horticole ou les capteurs optiques.

5.3 Diagramme de rayonnement (Angle de vision)

Le diagramme polaire illustre la distribution spatiale de la lumière. L'angle de vision typique de 130° indique un diagramme d'émission large, de type lambertien. Cela fournit un éclairage large et uniforme adapté aux applications d'éclairage général et de signalisation, contrairement à un angle de faisceau étroit utilisé pour les projecteurs.

5.4 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe fondamentale montre la relation exponentielle entre la tension et le courant dans une diode. La tension de seuil se situe autour de la Vf typique de 2,1V. Comprendre cette courbe est vital pour concevoir le circuit de limitation de courant. Un petit changement de tension directe peut entraîner un grand changement de courant s'il est piloté par une source de tension, d'où la nécessité de pilotes à courant constant ou de résistances en série.

5.5 Flux radiant relatif en fonction de la température de jonction

C'est l'une des courbes les plus critiques pour la conception de la gestion thermique. Elle montre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction (Tj) augmente. Les LED haute puissance sont sensibles à la chaleur ; une Tj élevée réduit l'efficacité (dépréciation du flux) et raccourcit la durée de vie. Un dissipateur thermique efficace est nécessaire pour maintenir Tj aussi bas que possible, idéalement bien en dessous de la limite maximale de 110°C, afin d'assurer des performances stables et une fiabilité à long terme.

6. Dimensions mécaniques et informations sur le boîtier

La LED est logée dans un boîtier à dispositif à montage en surface (SMD). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions linéaires sont en millimètres (mm).
• La tolérance dimensionnelle générale est de ±0,2mm.
• Les tolérances pour la hauteur de la lentille et la longueur/largeur du substrat céramique sont plus strictes à ±0,1mm.
• Le plot thermique central est isolé électriquement (flottant) des plots électriques d'anode et de cathode. La fonction principale de ce plot est d'évacuer la chaleur de la puce LED vers le circuit imprimé (PCB).

Le dessin de contour fournit les mesures exactes pour la conception de l'empreinte PCB, y compris la taille des plots, l'espacement et le placement des composants.

7. Directives d'assemblage et de soudage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour la fiabilité.

7.1 Profil de soudage par refusion recommandé

Un profil détaillé température-temps est fourni. Les paramètres clés incluent typiquement :

• Préchauffage/Montée en température :Une montée contrôlée pour activer la flux.
• Zone de maintien :Un plateau pour assurer une température uniforme de la carte.
• Zone de refusion (Liquidus) :La température de pic où la soudre fond. La température maximale du corps du boîtier ne doit pas dépasser la limite spécifiée (souvent autour de 260°C pendant une courte durée).
• Taux de refroidissement :Un refroidissement contrôlé, non rapide, est recommandé pour éviter les chocs thermiques.

Notes importantes :Le profil peut nécessiter des ajustements basés sur les spécifications de la pâte à souder. Le soudage par refusion doit être effectué un maximum de trois fois. Le soudage manuel, si nécessaire, doit être limité à 300°C pendant un maximum de 2 secondes par plot. Le soudage par immersion n'est ni recommandé ni garanti.

7.2 Agencement recommandé des plots PCB

Un diagramme de motif de pastilles est fourni pour concevoir le PCB. Ce motif assure une formation correcte des joints de soudure, une connexion électrique et, surtout, un transfert thermique optimal du plot thermique de la LED vers le plan de cuivre du PCB. La taille et la forme du plot thermique sur le PCB sont cruciales pour une dissipation thermique efficace.

7.3 Nettoyage et manipulation

• Nettoyage :Utiliser uniquement des solvants à base d'alcool approuvés comme l'alcool isopropylique (IPA). Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en silicone ou le matériau du boîtier.
• Manipulation manuelle :Toujours saisir la LED par ses côtés, et non par la lentille ou les fils de liaison internes. Éviter de toucher la surface optique pour prévenir la contamination.

8. Spécifications d'emballage

Les LED sont fournies dans un emballage bande et bobine compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement.

• Dimensions de la bande :Spécifie la taille des alvéoles, le pas et les détails de la bande de couverture.
• Dimensions de la bobine :Spécifie le diamètre de la bobine, la taille du moyeu et l'orientation.
• Quantités d'emballage :Une bobine standard de 7 pouces contient un maximum de 500 pièces. Une quantité minimale d'emballage pour les restes est de 100 pièces.
• Qualité :Conforme aux normes EIA-481-1-B. Le nombre maximum de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

9. Notes d'application et considérations de conception

9.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour un fonctionnement fiable :

• Commande à courant constant :La méthode recommandée est d'utiliser une source de courant constant ou un circuit intégré de pilotage. Cela garantit une sortie lumineuse stable malgré de légères variations de tension directe.
• Résistance en série (Méthode plus simple) :Lors de l'utilisation d'une source de tension, une résistance de limitation de courant doit être placée en série avec chaque LED. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (Valim - Vf) / If. Cette méthode est moins efficace mais simple.
• Attention à la connexion en parallèle :Il n'est pas recommandé de connecter plusieurs LED directement en parallèle à une seule source de courant. De petites variations dans les caractéristiques I-V des LED individuelles (même issues du même lot) peuvent provoquer un déséquilibre de courant significatif, entraînant une luminosité inégale et un surcourant potentiel dans certains dispositifs. Utilisez des éléments de limitation de courant séparés par LED ou connectez-les en série.

9.2 Gestion thermique

Ceci est primordial pour les LED haute puissance. Les étapes de conception incluent :

1. Conception du PCB :Utiliser un PCB avec un plot thermique dédié connecté à des plans de masse internes ou à de grandes zones de cuivre.
2. Vias thermiques :Incorporer un réseau de vias thermiques sous le plot thermique de la LED pour conduire la chaleur vers les couches internes ou la face inférieure de la carte.
3. Dissipateur thermique externe :Pour un fonctionnement à courant élevé ou des applications dans des ambiances à haute température, un dissipateur thermique externe fixé au PCB peut être nécessaire.
4. Surveillance :Dans les applications critiques, envisager de surveiller la température de la carte près de la LED pour s'assurer que les limites de fonctionnement ne sont pas dépassées.

9.3 Compatibilité environnementale et matérielle

Le dispositif a des électrodes plaquées or, mais la prudence est de mise :

• Éviter d'utiliser des matériaux contenant du soufre (ex. : certains joints, joints toriques, adhésifs) dans l'assemblage final, car le soufre peut corroder l'or et entraîner une défaillance de connexion.
• Ne pas faire fonctionner ou stocker le produit dans des environnements à forte humidité (>85% HR), avec condensation, air salin ou gaz corrosifs (Cl2, H2S, NH3, SO2, NOx).

10. Scénarios d'application typiques

La LED rouge 660nm est adaptée à diverses applications en raison de sa longueur d'onde et de sa puissance spécifiques :

• Éclairage horticole :La longueur d'onde de 660nm se situe dans la plage du rayonnement photosynthétiquement actif (PAR), particulièrement efficace pour favoriser la floraison et la fructification des plantes dans les serres ou les installations agricoles intérieures.
• Éclairage automobile :Peut être utilisé dans les feux arrière combinés (feux de position/stop), l'éclairage ambiant intérieur ou les indicateurs d'état.
• Signalisation et rétroéclairage d'affichage :Sa haute luminosité et son large angle de vision la rendent adaptée aux lettres cannelées, caissons lumineux et éclairage décoratif.
• Vision industrielle et machine :Utilisée comme source de lumière structurée ou pour l'éclairage dans les systèmes de détection et d'inspection optiques.
• Électronique grand public :Indicateurs d'état, rétroéclairage pour boutons ou panneaux dans les appareils électroménagers et l'équipement audio/vidéo.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre le Flux radiant (mW) et le Flux lumineux (lm) ?

R1 : Le flux radiant mesure la puissance optique totale en watts, quelle que soit la longueur d'onde. Le flux lumineux mesure la luminosité perçue par l'œil humain, pondérée par la courbe de vision photopique (qui culmine à 555nm vert). Pour une LED rouge profond 660nm, l'efficacité lumineuse (lm/W) est inférieure à celle des LED blanches ou vertes, donc le flux radiant est la métrique la plus pertinente pour sa puissance optique.

Q2 : Puis-je piloter cette LED à son courant absolu maximum de 700mA ?

R2 : Bien que possible, ce n'est pas recommandé pour un fonctionnement continu. Cela générera nettement plus de chaleur, réduira considérablement l'efficacité (voir la courbe Flux relatif vs Température) et raccourcira la durée de vie de la LED. Le point de fonctionnement recommandé de 350mA offre un équilibre optimal entre sortie, efficacité et longévité.

Q3 : Pourquoi le plot thermique est-il électriquement neutre ?

R3 : Cette conception simplifie l'agencement du PCB et améliore les performances thermiques. Elle permet au plot thermique d'être connecté directement à un grand plan de masse en cuivre ou à un dissipateur thermique sur le PCB sans créer de court-circuit électrique. Cela maximise le transfert de chaleur loin de la jonction LED.

Q4 : Comment interpréter les codes de tri lors de la commande ?

R4 : Le code de tri (ex. : V2R4P6L) spécifie la plage de performance pour la Tension, le Flux radiant et la Longueur d'onde pic. Pour des performances cohérentes dans un réseau, vous devez spécifier un lot étroit ou unique pour chaque paramètre. Les commandes standard peuvent recevoir un mélange de lots dans les spécifications globales du produit.