Spécification LED PLCC-2 Blanche - Taille 3,5x2,75x0,7mm - Tension 3,0-3,4V - Puissance 0,2W - Document Technique

1. Présentation du produit

Cette LED blanche est basée sur une puce bleue combinée à une technologie de conversion de phosphore, offrant un rendement élevé et une large plage de températures de couleur. Le boîtier est un PLCC-2 standard (plastic leaded chip carrier) avec des dimensions de 3,5 mm × 2,75 mm × 0,7 mm, adapté à l'assemblage automatique en surface. Il fournit un flux lumineux typique de 26 à 28 lumens sous un courant direct de 60 mA, avec une tension directe de 3,0 V à 3,4 V. Le dispositif présente un large angle de vue de 120 degrés, ce qui le rend idéal pour l'éclairage général et les applications indicatrices. Il est conforme RoHS et a un niveau de sensibilité à l'humidité de 3. La LED est disponible en plusieurs températures de couleur : 3000K (ERP 2780-3110K), 4000K (ERP 3770-4330K), 5700K (ANSI 5350-6050K), 6000K (ERP 5740-6530K), et 6500K (ERP 6050-6950K). Le produit est conçu pour des applications telles que les affichages intérieurs, les lampes tubulaires et l'éclairage général. Remarque : il n'est pas recommandé pour les bandes flexibles en raison des contraintes mécaniques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques optiques et électriques

Dans des conditions de test de Ts=25°C et IF=60mA, la tension directe typique est de 3,12 V (min 3,0 V, max 3,4 V). Le courant inverse à VR=5V est d'au maximum 10 μA, indiquant une bonne rectification. Le flux lumineux pour toutes les variantes CCT est typiquement de 26,5 lm (min 26 lm, max 28 lm), la version 3000K étant légèrement inférieure avec un typique de 25,5 lm (min 24 lm, max 28 lm). L'indice de rendu des couleurs (IRC) est typiquement de 71,5 (min 70), ce qui est acceptable pour l'éclairage général mais pas pour les applications à haut IRC. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RthJ-S) est de 60 °C/W, ce qui doit être pris en compte dans la conception thermique.

2.2 Caractéristiques maximales absolues

La dissipation de puissance est limitée à 204 mW, le courant direct à 65 mA (crête 120 mA avec cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). La tension inverse maximale est de 5 V. La tolérance aux décharges électrostatiques (HBM) est de 2000 V, avec un rendement supérieur à 90 % à ce niveau. La plage de température de fonctionnement est de -40 à +85 °C, de stockage de -40 à +100 °C, et la température de jonction maximale est de 110 °C. Ces valeurs ne doivent jamais être dépassées pour garantir la fiabilité.

3. Système de classement (binning)

3.1 Classement par tension directe et flux lumineux

À IF=60mA, la tension directe est classée en quatre groupes : H1 (3,0-3,1 V), H2 (3,1-3,2 V), I1 (3,2-3,3 V), I2 (3,3-3,4 V). Le flux lumineux pour toutes les CCT est classé comme QIA (26-28 lm). Le classement serré facilite des performances cohérentes dans les conceptions d'applications.

3.2 Classement chromatique

Le diagramme chromatique CIE 1931 montre cinq classes spécifiques pour différentes températures de couleur : E30 (blanc extra chaud, ~3000K), E40 (blanc chaud, ~4000K), A57 (blanc neutre, ~5700K), E60 (blanc froid, ~6000K), E65 (blanc lumière du jour, ~6500K). Chaque classe est définie par quatre coordonnées de coin (X1Y1 à X4Y4) qui définissent la région de couleur acceptable. Par exemple, E30 a les coordonnées : X1=0,4357, Y1=0,4144 ; X2=0,4212, Y2=0,3837 ; X3=0,4443, Y3=0,3916 ; X4=0,4588, Y4=0,4223. Ces classes garantissent la cohérence des couleurs entre différents lots de production.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La figure 1-7 montre la relation exponentielle : lorsque la tension directe augmente de 2,85 V à 3,20 V, le courant passe de presque zéro à 70 mA. Au point de fonctionnement typique de 3,12 V, le courant est de 60 mA. Cette courbe est essentielle pour déterminer la résistance série appropriée dans les circuits d'attaque à tension constante.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

La figure 1-8 montre une augmentation quasi linéaire de l'intensité relative de 0 % à 0 mA jusqu'à 100 % à 60 mA, et au-delà. Un fonctionnement au-dessus de 60 mA peut augmenter la luminosité mais peut réduire la durée de vie en raison d'une température de jonction plus élevée.

4.3 Caractéristiques de température

La figure 1-9 montre que le flux lumineux relatif diminue avec l'augmentation de la température du point de soudure : à 85 °C, le flux chute à environ 85 % de la valeur à 25 °C. La figure 1-10 montre la dératation du courant direct maximal : à 85 °C, le courant admissible est d'environ 40 mA (contre 70 mA à 25 °C) pour maintenir la température de jonction en dessous de 110 °C. La figure 1-11 montre que la tension directe diminue légèrement avec la température (environ -2 mV/°C). Ces courbes sont essentielles pour la gestion thermique dans la conception des luminaires.

4.4 Diagramme de rayonnement

La figure 1-12 montre un diagramme de rayonnement de type lambertien : l'intensité relative est de 100 % à 0° d'angle et chute à 50 % à environ ±60°, confirmant l'angle de vue de 120°. Le diagramme est symétrique, adapté à l'éclairage de grandes surfaces.

4.5 Distribution spectrale

La figure 1-13 montre les distributions spectrales pour 3000K, 4000K et 6500K. Le spectre 3000K présente un pic bleu fort à ~450 nm et une émission de phosphore jaune/rouge plus large de 550 à 650 nm. Le spectre 6500K a un pic bleu plus prononcé et moins de contenu rouge. Ces spectres sont conformes aux normes ERP et ANSI pour les classes CCT respectives.

5. Informations mécaniques et sur l'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La vue de dessus montre un corps de boîtier de 3,50 mm de longueur et 2,75 mm de largeur. La hauteur en vue latérale est de 0,70 mm (hors plots de soudure). La vue de dessous indique deux plots : anode (A) et cathode (C). La polarité est marquée par un symbole "+" près de l'anode. Un motif de soudure est fourni pour la disposition du PCB : les dimensions recommandées des plots sont de 2,10 mm × 0,40 mm pour chaque plot (total 2,10 mm × 1,10 mm pour la zone rectangulaire) avec un espacement de 2,10 mm entre les plots. Toutes les tolérances sont de ±0,05 mm sauf indication contraire. Les unités sont en millimètres.

5.2 Bande porteuse et bobine

La bande porteuse a une largeur de 8 mm avec un pas de poche de 4,00 mm. Chaque poche contient une LED avec un repère de polarité indiquant la direction. Le sens d'avancement est le long de la bande. La bobine a les dimensions : A=12,4 mm ±0,3 mm, B=400 mm ±2 mm, C=100 mm ±0,4 mm, D=14,3 mm ±0,3 mm (diamètre du moyeu intérieur). Une étiquette sur la bobine spécifie le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, les codes de classement (flux, chromaticité, tension), la longueur d'onde (le cas échéant), la quantité et la date.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Le profil de refusion sans plomb recommandé : taux de montée moyen ≤3 °C/s ; préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes ; temps au-dessus de 217 °C (TL) jusqu'à 60 secondes ; température de crête 260 °C pendant max 10 secondes ; taux de refroidissement ≤6 °C/s. Le temps total de 25 °C à la crête doit être ≤8 minutes. N'effectuez pas plus de deux passes de refusion. Évitez les contraintes mécaniques pendant le chauffage. Soudure manuelle : température du fer<300 °C pendant<3 secondes, une seule fois. La réparation avec un fer à double pointe est possible mais doit être évaluée pour les dommages à la LED.

6.2 Précautions de manipulation

L'encapsulation est en silicone, qui est souple. Évitez toute pression sur la surface supérieure. Ne montez pas sur un PCB voilé. Évitez un refroidissement rapide après soudure. L'environnement de fonctionnement doit limiter les composés soufrés à<100 ppm ; brome<900 ppm ; chlore<900 ppm ; total Br+Cl<1500 ppm. Les COV provenant des matériaux du luminaire peuvent décolorer le silicone ; testez la compatibilité. Utilisez des pinces pour manipuler par les côtés. Concevez le circuit avec des résistances de limitation de courant pour éviter les brûlures dues aux variations de tension. La conception thermique est critique : la température de jonction doit rester inférieure à 110 °C.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage

La quantité d'emballage standard est de 23 000 pièces par bobine. La bobine est placée dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Le sac est ensuite emballé dans une boîte en carton. Niveau de sensibilité à l'humidité 3 : après ouverture du sac, les dispositifs doivent être utilisés dans les 24 heures s'ils sont stockés à ≤30 °C / 60 % HR. Sinon, un étuvage est nécessaire : 24 heures à 60 °C ±5 °C.

7.2 Informations sur l'étiquette

L'étiquette comprend : N° de pièce, N° de spécification, N° de lot, Code de classement (flux, chromaticité, tension), Longueur d'onde (le cas échéant), Quantité et Date. La convention de dénomination du modèle est basée sur le système interne de Refond (indiqué comme RF-PxxMI32DS-AF-N-Y), qui encode la CCT, le type de boîtier et d'autres caractéristiques.

8. Recommandations d'application

8.1 Applications typiques

Cette LED convient aux indicateurs optiques, aux affichages intérieurs, aux applications d'éclairage tubulaire et à l'éclairage général. Son large angle de vue et ses multiples options CCT la rendent flexible pour l'éclairage ambiant. Dans les conceptions d'éclairage tubulaire, plusieurs LED peuvent être placées sur un PCB linéaire pour obtenir une distribution lumineuse uniforme.

8.2 Considérations de conception

Toujours fonctionner en dessous des valeurs maximales absolues. Utilisez des résistances série appropriées pour stabiliser le courant. Fournissez un dissipateur thermique adéquat, surtout à des températures ambiantes élevées. Évitez de placer les LED dans des environnements riches en soufre. Pour les applications extérieures, une protection supplémentaire contre l'humidité peut être nécessaire. La lentille en silicone souple peut attirer la poussière ; nettoyez avec de l'alcool isopropylique si nécessaire. Le nettoyage par ultrasons n'est pas recommandé.

9. Comparaison technologique

Comparée aux LED traversantes traditionnelles, ce boîtier PLCC-2 offre une empreinte plus petite, un profil plus bas et une compatibilité avec les processus SMT automatisés, réduisant ainsi le coût d'assemblage. Par rapport à d'autres boîtiers SMD (par exemple, 2835, 3528), ce dispositif de 3,5×2,75 mm offre un équilibre entre sortie lumineuse et performances thermiques. La résistance thermique de 60 °C/W est modérée, nécessitant une conception thermique soignée pour les applications de haute puissance. L'angle de vue de 120° est plus large que celui de nombreuses LED directionnelles, ce qui le rend adapté à un éclairage uniforme. L'IRC de 70-71 est typique pour les LED blanches standard ; pour les applications nécessitant un rendu des couleurs élevé, d'autres produits avec un IRC > 80 doivent être envisagés.

10. Questions fréquentes

Q : Cette LED peut-elle être alimentée en continu à 65 mA ?R : Oui, 65 mA est le courant direct maximal absolu à 25 °C. Cependant, une dératation est nécessaire à des températures ambiantes plus élevées ; reportez-vous à la courbe de dératation (Fig 1-10). Pour un fonctionnement fiable à long terme, 60 mA est recommandé.

Q : Quelle est la durée de vie typique ?R : Bien que cela ne soit pas explicitement indiqué dans la fiche technique, les LED blanches typiques de cette construction ont des durées de vie L70 dépassant 50 000 heures au courant nominal et avec une gestion thermique appropriée, selon les normes de l'industrie.

Q : Cette LED est-elle compatible avec la modulation de largeur d'impulsion (PWM) ?R : Oui, le dispositif peut être dimmé via PWM si le courant de crête ne dépasse pas 120 mA et que le cycle de service est limité (par exemple, 1/10) pour maintenir le courant moyen dans les limites. Assurez-vous que la fréquence PWM est supérieure à 100 Hz pour éviter un scintillement visible.

Q : Quelle est la sensibilité de la couleur au courant d'attaque ?R : Les LED blanches présentent un léger décalage de couleur avec le courant en raison des changements de température de jonction et de l'efficacité du phosphore. Pour une couleur constante, utilisez un driver à courant constant et un environnement thermique stable.

11. Cas de conception pratique

Considérons une lampe tubulaire de 20 W utilisant 100 pièces de cette LED. Chaque LED est alimentée à 60 mA, 3,1 V (typique), ce qui donne ~0,186 W par LED, soit un total de 18,6 W. Le PCB est une carte à noyau en aluminium pour dissiper la chaleur. Le flux lumineux moyen par LED est de 26,5 lm, total 2650 lm. Avec des pertes optiques de 15 %, la sortie du luminaire serait d'environ 2250 lm, atteignant environ 120 lm/W d'efficacité système. La classe chromatique E40 (4000K) est choisie pour une apparence blanc neutre. Les LED sont placées en réseau linéaire avec un pas de 10 mm, et un diffuseur assure une distribution lumineuse uniforme. La simulation thermique montre une température de jonction inférieure à 85 °C à une température ambiante de 25 °C, garantissant une longue durée de vie.

12. Principe de fonctionnement

La LED blanche utilise une puce LED InGaN/GaN émettant dans le bleu (~450 nm) qui excite une couche de phosphore YAG:Ce émettant dans le jaune. La combinaison de la lumière bleue et jaune produit de la lumière blanche. La température de couleur exacte est déterminée par la composition et l'épaisseur du phosphore. Il s'agit d'une technologie bien établie pour les LED blanches à haute efficacité. Pour des classes CCT spécifiques, différents mélanges de phosphores sont utilisés (par exemple, ajout de phosphore rouge pour des CCT plus chaudes comme 3000K). Le dispositif fonctionne sous polarisation directe où les électrons et les trous se recombinent dans le puits quantique pour émettre des photons. Le large angle de vue est obtenu par l'encapsulation en silicone en forme de dôme qui agit comme une lentille.

13. Tendances de développement

La tendance des LED blanches continue vers une efficacité plus élevée (>200 lm/W), un IRC amélioré (>90) et des boîtiers plus petits. De nouvelles technologies de phosphore (par exemple, les phosphores nitrurés) permettent une gamme de couleurs plus large et une meilleure stabilité. L'intégration des LED avec un contrôle intelligent (par exemple, la possibilité de régler la couleur) est de plus en plus demandée. Ce boîtier PLCC-2 pourrait être remplacé par des boîtiers à l'échelle de la puce (CSP) pour des empreintes encore plus petites. Cependant, le PLCC reste populaire pour l'éclairage général en raison de sa fiabilité et de sa facilité de manipulation. L'utilisation de matériaux sans plomb et la conformité RoHS sont standard. Les développements futurs pourraient inclure une densité de courant plus élevée et une résistance thermique améliorée pour réduire le coût du système.