LED Blanc Vue de Dessus 67-21/T2C-ZV1W2E/2T - Boîtier P-LCC-2 - 2,75-3,65V - 110mW - Fiche Technique

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) blanche haute performance utilisant une puce LED bleue combinée à un revêtement de phosphore. Le composant est logé dans un boîtier CMS compact P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), conçu pour des applications en vue de dessus où l'émission lumineuse est perpendiculaire au plan de montage. La technologie centrale implique une LED bleue excitant un phosphore jaune ; le mélange résultant de lumière bleue et jaune produit une émission blanche. Cette approche est standard pour produire de la lumière blanche à partir de sources à semi-conducteurs et offre des avantages en termes d'efficacité et d'ajustement de la couleur.

La LED se caractérise par sa haute intensité lumineuse et son efficacité. Elle est fabriquée à partir de matériaux sans plomb (Pb-free) et est conforme aux principales réglementations environnementales, notamment RoHS, REACH UE et les normes sans halogène (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Le composant est préconditionné selon le niveau de sensibilité à l'humidité 3 (JEDEC J-STD-020D), indiquant sa robustesse pour les processus d'assemblage CMS standard.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le composant ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents. Les valeurs clés incluent une tension inverse maximale (VR) de 5V, un courant direct continu (IF) de 30mA, et un courant direct de crête (IFP) de 100mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10 à 1kHz). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 110mW. La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, avec une plage de stockage légèrement plus large de -40°C à +90°C. Pour le soudage, il peut résister à des profils de refusion avec une température de pic de 260°C pendant 10 secondes ou à un soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes. La tension de tenue aux décharges électrostatiques (ESD) est de 1000V (Modèle du Corps Humain).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées dans des conditions de test standard à 25°C de température ambiante et un courant direct de 20mA, les paramètres de performance clés sont définis. L'intensité lumineuse (Iv) a une plage typique allant d'un minimum de 715 millicandelas (mcd) à un maximum de 2240 mcd, avec une tolérance spécifiée de ±11%. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total à mi-intensité, est typiquement de 120 degrés, offrant un faisceau large. La tension directe (VF) varie de 2,75V à 3,65V à 20mA, avec une tolérance de ±0,05V. Le courant inverse (IR) est spécifié à un maximum de 50µA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité de la production, les LED sont triées en catégories (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant aux exigences spécifiques de l'application en termes de luminosité et de caractéristiques électriques.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Le flux lumineux est catégorisé en cinq catégories distinctes : V1 (715-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1420 mcd), W2 (1420-1800 mcd) et BA (1800-2240 mcd). Toutes les mesures sont prises à IF=20mA.

3.2 Tri par tension directe

La tension directe est regroupée en trois catégories sous le groupe général "V" : E5 (2,75-3,05V), 6 (3,05-3,35V) et 7 (3,35-3,65V). La tolérance pour ce tri est de ±0,1V.

3.3 Tri par coordonnées chromatiques

La couleur de la lumière blanche est précisément contrôlée et triée selon ses coordonnées sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Les catégories sont étiquetées (par ex., A0-1, A0-2, A0+1, A0+2, etc.) et définissent des zones quadrilatères spécifiques dans l'espace colorimétrique x,y. Une tolérance de ±0,01 est appliquée à ces coordonnées. Un diagramme est généralement fourni pour visualiser ces catégories sur le diagramme de chromaticité, garantissant que la lumière blanche émise se situe dans une plage de température de couleur et de teinte souhaitée.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent une compréhension plus approfondie du comportement de la LED dans des conditions variables.

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV) :Cette courbe montre la relation non linéaire entre le courant et la tension. Elle est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Ce graphique montre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire à des courants élevés en raison de la baisse d'efficacité (droop).
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Cette courbe critique montre la réduction du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente. Comprendre cette dégradation est vital pour la gestion thermique dans l'application.
• Courbe de déclassement du courant direct :Celle-ci définit le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante pour rester dans les limites de dissipation de puissance.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic d'émission large caractéristique du phosphore jaune combiné au pic plus étroit de la LED bleue.
• Diagramme de rayonnement :Un diagramme polaire illustrant la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 120 degrés.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier P-LCC-2 possède des dessins mécaniques spécifiques détaillant sa longueur, largeur, hauteur, dimensions des broches et le motif de pastilles recommandé sur le PCB. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,1mm sauf indication contraire. Le boîtier comporte deux broches pour la connexion électrique, avec un indicateur de polarité clair (généralement une encoche ou une cathode marquée).

5.2 Identification de la polarité

Un diagramme d'explication des marquages indique comment le marquage produit sur le dessus de la LED correspond à ses catégories de performance : un code pour le rang d'intensité lumineuse (CAT), un pour le rang de longueur d'onde dominante/chromaticité (HUE) et un pour le rang de tension directe (REF).

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Le composant est adapté aux lignes d'assemblage CMS standard. Les températures maximales de soudage doivent être strictement respectées : température de pic de 260°C pendant 10 secondes lors du soudage par refusion, ou 350°C pendant 3 secondes pour le soudage manuel. Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) est 3, ce qui signifie que les composants sont emballés dans un sac barrière à l'humidité avec dessiccant et ont une durée de vie hors sac de 168 heures (1 semaine) après ouverture du sac dans des conditions d'usine (<30°C/60%HR).

7. Informations d'emballage et de commande

Les LED sont fournies sur bandes porteuses embossées pour placement automatique. Chaque bobine contient 2000 pièces. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine complète sont fournies. Les composants sont expédiés dans un sac étanche en aluminium anti-humidité contenant du dessiccant, avec un indicateur d'humidité et des étiquettes d'avertissement appropriées apposées à l'extérieur.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED blanche haute luminosité convient à diverses applications nécessitant un éclairage compact et efficace. Les utilisations principales incluent le rétroéclairage pour écrans à cristaux liquides (LCD) couleur dans l'électronique grand public et les panneaux industriels, les voyants lumineux et l'éclairage de statut dans les équipements de bureautique (OA), l'éclairage intérieur et les indicateurs automobiles, et le remplacement de petites ampoules à incandescence ou lampes fluorescentes conventionnelles dans la signalétique et l'éclairage décoratif.

8.2 Considérations de conception

Alimentation en courant :Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Une source de courant constant ou une résistance de limitation de courant en série avec une source de tension est obligatoire pour éviter l'emballement thermique et assurer un flux lumineux stable. La conception doit tenir compte de la catégorie de tension directe et de sa variation avec la température.
Gestion thermique :Bien qu'efficaces, les LED génèrent de la chaleur au niveau de la jonction. Une température excessive réduit le flux lumineux et la durée de vie. Assurez-vous que le PCB offre une dissipation thermique adéquate, en particulier lors d'un fonctionnement à ou près du courant maximal.
Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés fournit un faisceau large et diffus. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) seront nécessaires. La couleur de la résine transparente est optimale pour les applications où la puce LED elle-même ne doit pas être teintée.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux anciennes LED blanches traversantes, ce boîtier CMS P-LCC-2 offre des avantages significatifs en termes d'économie d'espace sur carte, d'adaptabilité à l'assemblage automatisé et d'un chemin thermique potentiellement meilleur vers le PCB. Les catégories de haute intensité lumineuse spécifiées (W2, BA) offrent des performances adaptées aux applications nécessitant une luminosité élevée dans un encombrement réduit. Le système de tri complet pour l'intensité, la tension et la chromaticité offre aux concepteurs la flexibilité de sélectionner des composants pour des conceptions optimisées en coût ou critiques en performance, garantissant l'uniformité de la couleur et de la luminosité au sein d'un assemblage.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quel est le courant de fonctionnement typique pour cette LED ?
R : La condition de test standard et la plupart des spécifications de la fiche technique sont données à 20mA. Elle peut fonctionner jusqu'à son maximum absolu de 30mA en courant continu, mais le flux lumineux et l'efficacité doivent être vérifiés à partir des courbes de performance, et la gestion thermique devient plus critique.

Q : Comment interpréter les codes de catégorie chromatique (par ex., A0+2) ?
R : Ces codes correspondent à des régions spécifiques sur le diagramme de couleur CIE défini dans la fiche technique. Ils garantissent que le point blanc (température de couleur corrélée et teinte) se situe dans une plage contrôlée. Les concepteurs doivent sélectionner des catégories correspondant aux exigences de constance de couleur de leur produit.

Q : Puis-je alimenter cette LED directement à partir d'une alimentation 5V ?
R : Non, sans un mécanisme de limitation de courant. La tension directe est typiquement autour de 3,0-3,4V. Connecter directement 5V provoquerait un courant excessif, dépassant la valeur maximale et détruisant la LED. Une résistance série ou un pilote à courant constant est nécessaire.

11. Cas pratique d'application

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs de statut pour équipement industriel.Plusieurs LED blanches sont utilisées pour éclairer des icônes translucides. Pour garantir une luminosité uniforme, des LED de la même catégorie d'intensité lumineuse (par ex., W1) doivent être sélectionnées. Un circuit d'alimentation simple utilisant une ligne 12V et une résistance série pour chaque LED peut être conçu. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alim - VF_LED) / I_LED. En utilisant une VF typique de 3,2V de la catégorie 6 et un courant souhaité de 20mA, R = (12V - 3,2V) / 0,02A = 440 Ohms (une résistance standard de 470 Ohms donnerait ~18,7mA, ce qui est acceptable). Le large angle de vision de 120 degrés garantit que l'icône est éclairée uniformément sans points chauds.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. La source lumineuse fondamentale est une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière bleue est partiellement absorbée par une couche de phosphore de type grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au cérium (YAG:Ce) appliquée sur la puce. Le phosphore absorbe les photons bleus à haute énergie et ré-émet de la lumière jaune à plus basse énergie par un processus appelé photoluminescence. La lumière bleue non absorbée restante se mélange à la lumière jaune émise. L'œil humain perçoit cette combinaison de composantes spectrales comme de la lumière blanche. La teinte exacte ou la température de couleur de la lumière blanche peut être ajustée en modifiant la composition et l'épaisseur du phosphore.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED blanches a été central dans la révolution de l'éclairage à semi-conducteurs. Les tendances actuelles se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (lumens par watt), l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) pour une lumière plus naturelle, et l'obtention d'une fiabilité et d'une durée de vie plus élevées. Les avancées dans la technologie des phosphores, y compris l'utilisation de points quantiques ou de mélanges multi-phosphores, permettent un contrôle plus fin du spectre d'émission. Il y a également une tendance à la miniaturisation tout en maintenant ou en augmentant le flux lumineux, comme on le voit dans les micro-LED. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle directement avec le boîtier LED pour les applications d'éclairage intelligent est un domaine de développement en croissance.