Fiche technique LED haute puissance SMD 67-22ST - Boîtier PLCC-2 - 6,8V Max - 150mA - LED blanche - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 67-22ST est une LED haute puissance à montage en surface (SMD) conçue pour des applications d'éclairage exigeantes. Il utilise un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), offrant un facteur de forme compact adapté aux processus d'assemblage automatisés. La couleur principale émise est le blanc, disponible en différentes températures de couleur corrélées (CCT) allant du blanc chaud (2700K) au blanc froid (6500K). Ses principaux avantages incluent une haute efficacité lumineuse, un excellent rendu des couleurs avec un indice de rendu des couleurs (IRC) minimum de 80, un large angle de vision de 120 degrés et une construction robuste conforme aux principales normes environnementales et de sécurité telles que RoHS, REACH de l'UE et les exigences sans halogènes.

Le dispositif est conçu pour l'éclairage général, l'éclairage décoratif, l'éclairage de scène, les applications d'indicateurs et l'éclairage de commutateurs. Sa combinaison de rendement lumineux élevé, de bonne qualité de couleur et de performances fiables en fait un composant polyvalent pour les produits d'éclairage grand public et professionnels.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents. Le courant direct continu maximal (I_F) est de 180 mA, avec un courant direct de crête (I_FP) de 300 mA autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10ms). La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 1020 mW. La plage de température ambiante de fonctionnement est de -40°C à +85°C, tandis que le stockage peut se faire de -40°C à +100°C. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (R_{th J-S}) est de 17 °C/W, ce qui est crucial pour la conception de la gestion thermique. La température de jonction maximale admissible (T_j) est de 115°C. Le soudage doit respecter des profils spécifiques : soudage par refusion à 260°C pendant un maximum de 10 secondes, ou soudage manuel à 350°C pendant un maximum de 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont spécifiés dans une condition de test standard avec une température du point de soudure (T_Soudure) de 25°C et un courant direct (I_F) de 150 mA. Le flux lumineux (Φ) a une valeur minimale à partir de 120 lumens, selon le bin spécifique du produit (voir section 3). La tension directe (V_F) varie typiquement de 5,8V à un maximum de 6,8V. L'indice de rendu des couleurs (Ra ou IRC) a une valeur minimale de 80, avec une tolérance de ±2. Il est important de noter que la valeur R9 (rouge saturé) est spécifiée à 0, ce qui est typique pour de nombreuses LED blanches et indique une faiblesse potentielle dans le rendu des couleurs rouge profond. L'angle de vision (2θ_1/2) est de 120 degrés, offrant une distribution de lumière large et uniforme. Le courant inverse (I_R) est au maximum de 50 µA sous une tension inverse (V_R) de 10V.

3. Explication du système de binning

3.1 Numérotation du produit et codes de binning

Le numéro de produit suit une structure spécifique :67-22ST/KK8C-5MXX XXX XXZ15/2T. Les segments clés de ce code définissent des paramètres critiques. Les caractères suivant '5M' indiquent l'IRC, la CCT et le bin de flux lumineux. Par exemple, dans '5M40140', '40' représente une CCT de 4000K, et '140' représente un flux lumineux minimum de 140 lumens. Le '68' désigne le bin de tension directe maximale (6,8V). 'Z15' spécifie le courant direct de fonctionnement de 150mA. Le '/2T' indique probablement le type d'emballage ou la quantité sur bobine.

3.2 Binning de l'indice de rendu des couleurs (IRC)

L'IRC est classé à l'aide de codes à une lettre avec des valeurs minimales définies : M (60), N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90). Les produits listés dans cette fiche technique utilisent principalement le bin 'K', correspondant à un IRC minimum de 80, avec une tolérance de ±2.

3.3 Binning du flux lumineux

Le flux lumineux est étroitement classé pour assurer la cohérence. Les bins sont organisés en séries basées sur un flux de référence à 4000K (par exemple, 135Lm, 140Lm, 145Lm, 155Lm). Chaque série contient plusieurs codes de bin (par exemple, 120L5, 125L5) qui définissent une plage de 5 lumens. Par exemple, dans la série 140Lm, le bin 140L5 a un minimum de 140 lm et un maximum de 145 lm à I_F=150mA. La tolérance globale du flux est de ±11%.

3.4 Binning de la tension directe

La tension directe est regroupée en bins avec une plage de 0,2V. Les codes de bin sont 58B (5,8-6,0V), 60B (6,0-6,2V), 62B (6,2-6,4V), 64B (6,4-6,6V) et 66B (6,6-6,8V). La tolérance pour la tension directe est de ±0,1V. Le '68' dans le numéro de pièce indique que la tension maximale pour ce groupe est de 6,8V.

3.5 Température de couleur corrélée (CCT) et ellipse de MacAdam

La CCT est spécifiée en Kelvin (K) avec des valeurs standard : 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6000K et 6500K. La cohérence des couleurs est contrôlée dans une ellipse de MacAdam à 5 pas. Cela signifie que les coordonnées de chromaticité (Cx, Cy) des LED d'un même bin se situeront à l'intérieur d'une ellipse sur le diagramme de chromaticité CIE qui est 5 fois l'écart-type de l'appariement des couleurs, garantissant une uniformité de couleur très stricte. Une coordonnée exemple pour le bin 2700K, 5 pas est donnée comme Cx=0,4583, Cy=0,4104.

4. Liste de production en série et sélection du dispositif

La fiche technique fournit des listes étendues de numéros de pièce produits en série, organisés par leur flux lumineux minimum à 4000K. Chaque liste inclut des variantes pour toutes les CCT standard (2700K à 6500K). Par exemple, la série ciblant 140 lm à 4000K inclut des numéros de pièce comme 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T (4000K, 140 lm min) et 67-22ST/KK8C-5M6513568Z15/2T (6500K, 135 lm min). Cela permet aux concepteurs de sélectionner la combinaison exacte de température de couleur et de rendement lumineux requise pour leur application. Le guide de sélection du dispositif confirme que le matériau de la puce est InGaN, émettant une lumière blanche (froide, neutre, chaude) avec une lentille en résine transparente comme l'eau.

5. Suggestions d'application et considérations de conception

5.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est idéale pourl'Éclairage général : spots encastrés, panneaux lumineux, remplacements d'ampoules où une haute efficacité et un bon IRC sont nécessaires.l'Éclairage décoratif et de scène : éclairage d'accentuation, mises en valeur architecturales, éclairage de scène bénéficiant de l'angle de vision large.les Indicateurs et l'éclairage : indicateurs d'état, rétroéclairage pour panneaux ou commutateurs nécessitant une source lumineuse brillante et uniforme.

5.2 Considérations de conception

Gestion thermique :Avec une résistance thermique de 17 °C/W et un T_jmax de 115°C, un dissipateur thermique approprié est crucial. Le plot de soudure sur le PCB doit être conçu pour agir comme un répartiteur de chaleur. Calculez la température de jonction attendue en fonction du courant d'attaque, de la température ambiante et des performances thermiques du PCB.Alimentation électrique :Un pilote à courant constant est recommandé, réglé à 150mA ou moins pour une durée de vie et des performances optimales. Assurez-vous que le pilote peut gérer la plage de tension directe (jusqu'à 6,8V). Le courant de crête autorisé permet une suralimentation brève dans les applications pulsées.Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés est intrinsèque ; des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) peuvent être utilisées pour modifier le faisceau si nécessaire.Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Le produit est sensible aux décharges électrostatiques. Des procédures de manipulation ESD appropriées doivent être suivies pendant l'assemblage et l'installation.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Le respect des spécifications de soudage est vital pour la fiabilité. Pour le soudage par refusion, la température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 260°C doit être limité à 10 secondes. Un profil de refusion standard sans plomb est adapté. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact par broche doit être limité à 3 secondes. Évitez d'appliquer une contrainte mécanique au corps de la LED pendant ou après le soudage. Stockez les composants dans un environnement sec et antistatique avant utilisation. Après le soudage, laissez l'assemblage refroidir naturellement ; évitez la trempe rapide.

7. Emballage et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande et bobine pour l'assemblage automatisé pick-and-place. La quantité spécifique par bobine est implicite par le suffixe '/2T' dans le numéro de pièce, bien que le nombre exact doive être confirmé avec le fournisseur. Le numéro de produit lui-même sert de code de commande complet, spécifiant tous les paramètres optiques et électriques clés (IRC, CCT, Flux, V_F, I_F). Reportez-vous toujours au numéro de pièce complet de la liste de production en série lors de la passation d'une commande.

8. Comparaison technique et différenciation

Comparé aux LED de puissance moyenne standard, le 67-22ST offre un courant d'attaque plus élevé (150mA contre typiquement 60-150mA pour les LED 2835) et par conséquent un flux lumineux de sortie plus élevé. Son boîtier PLCC-2 est un facteur de forme courant et robuste. Les principaux éléments différenciants sont son binning explicitement défini et serré pour le flux, la tension et la couleur (MacAdam 5 pas), ce qui est essentiel pour les applications nécessitant une couleur et une luminosité cohérentes sur plusieurs unités. La spécification d'un IRC minimum de 80 (avec certains bins disponibles jusqu'à 90) le positionne pour des applications d'éclairage de qualité, contrairement aux LED axées uniquement sur l'efficacité maximale. La conformité aux normes sans halogènes est un avantage environnemental supplémentaire pour certains segments de marché.

9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle est la consommation électrique réelle de cette LED ?

R : Puissance (W) = Courant direct (A) x Tension directe (V). Au régime typique de 150mA (0,15A) et une V_Ftypique de 6,3V, la puissance est d'environ 0,945W.

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 180mA ?

R : Bien que 180mA soit la valeur maximale absolue, la condition de fonctionnement recommandée est de 150mA. Fonctionner à 180mA augmentera la température de jonction, réduira la durée de vie et peut provoquer une dépréciation accélérée des lumens. Cela ne devrait être envisagé que si la gestion thermique est exceptionnelle et que les exigences de durée de vie sont moins strictes.

Q : La valeur R9 est de 0. Qu'est-ce que cela signifie pour la qualité de la lumière ?

R : Une valeur R9 de 0 indique que la LED ne restitue pas bien les tons rouges saturés. Les objets de couleur rouge profond peuvent apparaître ternes ou brunâtres. Pour les applications où un rendu précis du rouge est critique (par exemple, éclairage de vente au détail pour la viande ou les produits, galeries d'art), une LED avec une valeur R9 positive (faisant partie des LED "IRC élevé" ou "spectre complet") serait plus appropriée.

Q : Comment interpréter le code de bin de flux lumineux '140L5' ?

R : Le '140' indique le flux lumineux minimum en lumens pour ce bin. Le 'L5' désigne probablement une largeur de bin de 5 lumens. Par conséquent, '140L5' signifie que les LED de ce bin auront un flux compris entre 140 lm (min) et 145 lm (max) dans des conditions de test standard.

10. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un luminaire linéaire LED de 4 pieds pour l'éclairage de bureau ciblant une température de couleur de 4000K et une haute uniformité.

Sélection :Choisir le numéro de pièce 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T. Cela garantit un IRC minimum de 80, une CCT de 4000K et un flux minimum de 140 lm par LED.

Conception thermique :Le PCB doit être à âme métallique (MCPCB) pour une dissipation thermique efficace. Calculez le nombre requis de LED pour atteindre le flux lumineux cible du luminaire, puis vérifiez que la charge thermique totale peut être gérée par le boîtier du luminaire pour maintenir la température du point de soudure de la LED dans une plage sûre (bien en dessous de 85°C ambiant).

Conception électrique :Utilisez un pilote LED à courant constant dimensionné pour la chute de tension totale (Nombre de LED en série * V_Fmax) et réglé pour délivrer 150mA. Incluez une protection appropriée contre les surtensions et les circuits ouverts/courts-circuits.

Optique/Mécanique :Espacez les LED uniformément sur le MCPCB. Un diffuseur aidera à fondre les points individuels des LED en une ligne de lumière uniforme, en tirant parti de l'angle de faisceau natif de 120 degrés.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est une source de lumière à l'état solide basée sur la physique des semi-conducteurs. Elle utilise une puce en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches InGaN détermine la longueur d'onde bleue primaire émise. Cette lumière bleue frappe ensuite un revêtement de phosphore (grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au cérium ou similaire) à l'intérieur du boîtier en résine transparente comme l'eau. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la réémet sur un large spectre de longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore donne la perception de la lumière blanche. La température de couleur corrélée (CCT) est ajustée en modifiant la composition et la concentration du phosphore.

12. Tendances technologiques et contexte

Le 67-22ST représente une classe mature et très fiable de LED haute puissance SMD. Les tendances actuelles de la technologie LED continuent de se concentrer sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (lumens par watt), l'amélioration de la qualité du rendu des couleurs (en particulier les valeurs R9 et Rf) et l'amélioration de la fiabilité à des températures et courants de fonctionnement plus élevés. Il y a également une forte poussée vers la miniaturisation (boîtiers plus petits avec une sortie égale ou supérieure) et l'intégration (COB - Chip-on-Board, et modules intégrés). De plus, l'éclairage intelligent et l'éclairage centré sur l'humain poussent pour des LED avec une CCT réglable et des capacités de gradation sans dérive de couleur. Bien que ce produit spécifique soit un composant discret, comprendre ces tendances aide à sélectionner la bonne technologie pour des conceptions à l'épreuve du temps, où des facteurs comme l'éclairage connecté ou le soutien au rythme circadien pourraient devenir des exigences.