Spécification de la LED blanche RF-40QI32DS-FH-N - Boîtier PLCC-2 - 2.8x3.5x1.82mm - 3.0V - 60mA - 22.5lm - 4290K IRC97

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) blanche à haut indice de rendu des couleurs, dans un boîtier standard à montage en surface de type PLCC-2. Le dispositif est fabriqué à l'aide d'une puce semi-conductrice violette combinée à du phosphore pour produire de la lumière blanche, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une représentation précise des couleurs.

1.1 Avantages principaux

La LED offre plusieurs avantages clés qui en font un choix fiable pour les conceptions électroniques modernes :

• Boîtier PLCC-2 :Boîtier standard de l'industrie garantissant la compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés.
• Angle de vision extrêmement large :Un angle d'intensité à mi-hauteur typique de 120 degrés assure une distribution de lumière uniforme.
• Pleine compatibilité SMT :Conçue pour être utilisée dans tous les processus d'assemblage et de brasage par refusion standard de la technologie à montage en surface.
• Conditionnement en bande et bobine :Disponible sur bande porteuse et en bobine pour l'assemblage automatisé à haut volume par placement automatique.
• Sensibilité à l'humidité :Classée au niveau MSL (Niveau de Sensibilité à l'Humidité) 3, indiquant que des précautions de manipulation standard sont requises.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

1.2 Marché cible & Applications

Cette LED est conçue pour l'éclairage général et les fonctions d'indication où une bonne qualité de couleur est importante. Ses principaux domaines d'application incluent :

• Indicateurs d'état optiques sur les appareils électroniques et les tableaux de commande.
• Rétroéclairage pour les affichages d'information intérieurs et la signalétique.
• Applications d'éclairage tubulaire général.
• Éclairage polyvalent général où un IRC élevé est bénéfique.

Remarque importante :Il est explicitement indiqué que le produit n'est pas adapté à une utilisation dans des applications de rubans flexibles, probablement en raison des considérations de contraintes mécaniques sur le boîtier.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les performances de la LED sont définies dans des conditions de test standard à une température de jonction (Tj) de 25°C.

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principaux paramètres de fonctionnement à un courant direct (IF) de 60 mA sont les suivants :

• Tension directe (VF) :3,0 V typique, avec une plage allant de 2,9 V (Min) à 3,2 V (Max). Ce paramètre est crucial pour le calcul de la valeur de la résistance série ou la conception du pilote à courant constant.
• Flux lumineux (Φ) :22,5 lumens typique, allant de 20 lm (Min) à 26 lm (Max). Cela mesure la quantité totale de lumière visible émise.
• Angle de vision (2θ½) :120 degrés typique, définissant l'étalement angulaire où l'intensité lumineuse est au moins la moitié de l'intensité de crête.
• Indice de Rendu des Couleurs (IRC ou CRI) :97 typique, avec un minimum de 95. Cette valeur exceptionnellement élevée indique la capacité de la LED à restituer fidèlement les vraies couleurs des objets éclairés, la rendant idéale pour l'éclairage de détail, de musée ou de travail.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 µA à une tension inverse (VR) de 5 V, indiquant le courant de fuite à l'état bloqué.
• Résistance thermique (R_THJ-S) :20 °C/W typique de la jonction au point de brasure. Cette valeur est cruciale pour la conception de la gestion thermique, car elle définit l'augmentation de température de jonction pour chaque watt de puissance dissipée.

2.2 Valeurs absolues maximales

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Puissance dissipée (P_D) :576 mW
• Courant direct continu (I_F) :180 mA
• Courant direct de crête (I_FP) :300 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :2000 V (Note : Rendement supérieur à 90% à ce niveau, mais une protection ESD lors de la manipulation est toujours requise).
• Température de fonctionnement & de stockage (T_OPR, T_STG) :-40°C à +100°C
• Température de jonction maximale (T_J) :125°C

Règle de conception critique :Le courant de fonctionnement maximum doit être déterminé après avoir mesuré la température réelle du boîtier dans l'application pour s'assurer que la température de jonction ne dépasse pas 125°C.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées dans des 'bins' basés sur des paramètres clés mesurés à I_F= 60 mA.

3.1 Tri par tension directe (VF)

Les LED sont catégorisées en trois groupes de tension, ce qui aide à concevoir des alimentations stables et à obtenir une luminosité uniforme dans les réseaux.

• Bin G2 :2,9 V – 3,0 V
• Bin H1 :3,0 V – 3,1 V
• Bin H2 :3,1 V – 3,2 V

3.2 Tri par flux lumineux (Φ)

La lumière émise est triée en trois groupes de flux, permettant aux concepteurs de sélectionner le niveau de luminosité approprié pour leur application.

• Bin QED :20 – 22 lumens
• Bin QGD :22 – 24 lumens
• Bin QHA :24 – 26 lumens

3.3 Tri par chromaticité / température de couleur

Le document fait référence au diagramme de chromaticité CIE 1931 et fournit des ensembles de coordonnées spécifiques (par exemple, 40A, 40B, 40C, 40D, 40K) définissant des régions quadrillatères ou hexagonales sur le diagramme. Le bin principal mentionné pour cette référence semble être centré autour d'une température de couleur corrélée (TCC) d'environ 4290 K, comme indiqué par le code de bin "40K" et le suffixe de la référence. Les coordonnées de couleur précises assurent un contrôle strict du point de blanc, essentiel pour les applications où la cohérence des couleurs entre plusieurs LED est critique.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe vs. Courant direct (Courbe I-V)

La courbe caractéristique I-V montre la relation entre la tension appliquée aux bornes de la LED et le courant qui en résulte. Pour ce dispositif, au courant de fonctionnement typique de 60 mA, la tension directe est d'environ 3,0 V. La courbe est non linéaire, présentant la caractéristique standard d'un amorçage de diode. Ces données sont essentielles pour choisir une topologie de pilote de limitation de courant appropriée (résistif ou à courant constant).

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

Cette courbe montre comment la sortie lumineuse évolue avec le courant de pilotage. La sortie augmente de manière sous-linéaire avec le courant. Bien qu'un pilotage à des courants plus élevés produise plus de lumière, cela génère également plus de chaleur, ce qui peut réduire l'efficacité (efficacité lumineuse) et potentiellement raccourcir la durée de vie de la LED si la gestion thermique est inadéquate. Fonctionner à ou en dessous du 60 mA recommandé garantit des performances et une fiabilité optimales.

5. Informations mécaniques & de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier et tolérances

Le boîtier PLCC-2 a les dimensions critiques suivantes (toutes en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,05 mm sauf spécification contraire) :

• Longueur totale :3,50 mm
• Largeur totale :2,80 mm
• Hauteur totale :1,82 mm (typique)
• Largeur des plots :0,48 mm (typique)
• Espacement des plots :2,10 mm (entre les centres de l'anode et de la cathode)

Des vues détaillées de dessus, de côté, de dessous et de polarité sont fournies dans les dessins dimensionnels.

5.2 Identification de la polarité et motif de pastille de brasure

Un marquage de polarité clair est essentiel pour un assemblage correct. La conception du boîtier intègre un indicateur de polarité. Le motif de pastille de brasure recommandé est également fourni pour assurer un filet de soudure fiable et un bon alignement lors du brasage par refusion, ce qui est crucial pour les performances thermiques et la résistance mécanique.

6. Lignes directrices de brasage & d'assemblage

6.1 Instructions de brasage par refusion SMT

La LED est adaptée aux processus standard de brasage par refusion infrarouge ou à convection. Le respect du profil de refusion recommandé est crucial. Les paramètres clés incluent typiquement :

• Préchauffage :Une montée en température progressive pour activer la flux de la pâte à souder et minimiser le choc thermique.
• Trempe/Préréfusion :Une période à une température inférieure au point liquidus pour assurer un chauffage uniforme du composant et du circuit imprimé.
• Refusion :Une zone de température de pic où la pâte à souder fond. La température de pic doit être contrôlée pour éviter d'endommager les matériaux internes de la LED (résine époxy, phosphore, fils de connexion) tout en assurant une bonne formation des joints de soudure. La température maximale du corps ne doit pas dépasser la limite spécifiée.
• Refroidissement :Une période de refroidissement contrôlé pour solidifier les joints de soudure.

Consultez la section d'instructions SMT spécifique pour le profil exact température-temps.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

• Protection ESD :Bien que le dispositif ait une résistance ESD HBM de 2000 V, les précautions ESD standard (postes de travail mis à la terre, bracelets antistatiques) doivent être utilisées lors de la manipulation pour prévenir les dommages cumulatifs.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que composant de niveau MSL 3, le sachet doit être séché avant le brasage si le temps d'exposition à l'air libre hors de l'emballage sec dépasse la limite spécifiée (typiquement 168 heures à ≤30°C/60% HR).
• Éviter les contraintes mécaniques :Ne pas appliquer de force excessive sur le dôme optique ou les plots.
• Propreté :Éviter la contamination de la surface du dôme optique, car cela peut réduire la sortie lumineuse.

7. Conditionnement et fiabilité

7.1 Spécification du conditionnement

Le produit est fourni dans un sachet barrière résistant à l'humidité avec un déshydratant, placé sur une bande porteuse gaufrée enroulée sur une bobine. Des dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine elle-même sont fournies pour assurer la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés. Une étiquette sur la bobine spécifie le numéro de référence, la quantité, les codes de tri et les informations de traçabilité du lot.

7.2 Tests de fiabilité

Le produit subit une série de tests de fiabilité pour garantir des performances à long terme sous diverses contraintes environnementales. Bien que des conditions spécifiques soient listées dans un tableau dédié, les tests typiques pour les LED incluent :

• Durée de vie en fonctionnement à haute température (HTOL) :Teste la longévité en fonctionnement continu à température élevée.
• Cycles thermiques :Teste la résistance au choc thermique et aux contraintes mécaniques dues à la dilatation/contraction.
• Test d'humidité :Évalue la résistance à la pénétration de l'humidité.
• Résistance à la chaleur de brasage :Vérifie que le boîtier peut supporter le processus de brasage.

Des critères spécifiques pour juger des défaillances (par exemple, changements de tension directe, de flux lumineux, ou défaillance catastrophique) après ces tests sont définis.

8. Considérations pour l'application & la conception

8.1 Gestion thermique

Compte tenu de la résistance thermique de 20°C/W, un dissipateur thermique efficace est primordial, en particulier lors d'un pilotage à des courants supérieurs au nominal de 60 mA ou dans des ambiances à haute température. Le principal chemin de dissipation thermique passe par les pastilles de soudure vers le circuit imprimé (PCB). Utiliser un PCB avec des vias thermiques sous la pastille thermique de la LED (si applicable) connectés à un plan de masse ou une zone de dissipateur dédiée est une pratique standard pour réduire la résistance thermique de la jonction à l'ambiant (R_THJ-A). Calculez toujours la température de jonction attendue : Tj = T_J= T_A+ (P_D* R_THJ-A), et assurez-vous que Tj_J <125°C.

8.2 Pilotage électrique

Pour une stabilité et une longévité optimales, pilotez la LED avec une source de courant constant plutôt qu'une tension constante avec une résistance série, en particulier dans les applications où la température varie ou où une luminosité constante est requise. La source de courant constant ajuste automatiquement la tension pour maintenir le courant défini, compensant le coefficient de température négatif de la tension directe de la LED.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés produit un diagramme d'émission proche d'une distribution lambertienne. Pour les applications nécessitant un faisceau plus étroit, des optiques secondaires (lentilles ou réflecteurs) doivent être utilisées. Le haut IRC rend cette LED adaptée aux zones où la discrimination des couleurs est importante, mais les concepteurs doivent être conscients que les LED blanches à haut IRC ont souvent une efficacité lumineuse légèrement inférieure par rapport aux LED blanches standard.

9. Comparaison technique & Différenciation

Par rapport aux LED blanches de puissance moyenne standard, le principal différentiateur de ce produit est son indice de rendu des couleurs exceptionnellement élevé (IRC ≥95). La plupart des LED blanches d'usage général ont un IRC compris entre 70 et 80. Ce haut IRC est obtenu grâce à une formulation précise du phosphore et un contrôle rigoureux du processus, le rendant idéal pour les applications où la qualité des couleurs ne peut être compromise, même si cela implique potentiellement un coût plus élevé et une efficacité légèrement inférieure aux LED blanches standard.

10. Questions fréquemment posées (Basé sur les données techniques)

10.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

Les spécifications sont principalement caractérisées à 60 mA, ce qui est le point de fonctionnement typique recommandé pour un équilibre entre la lumière émise, l'efficacité et la fiabilité. Il peut être utilisé jusqu'au maximum absolu de 180 mA, mais uniquement avec une excellente gestion thermique pour maintenir la température de jonction sous contrôle.

10.2 Comment interpréter les codes de tri lors de la commande ?

Le numéro de référence (par exemple, RF-40QI32DS-FH-N) contient souvent des informations codées. Vous devez spécifier le 'bin' de V_Frequis (G2, H1, H2) et le 'bin' de flux (QED, QGD, QHA) en fonction de votre conception de circuit et de vos besoins de luminosité. Le "40" dans la référence et le 'bin' de chromaticité "40K" référencé indiquent le groupe de température de couleur nominale.

10.3 Pourquoi n'est-elle pas adaptée aux rubans flexibles ?

Les rubans flexibles subissent des flexions et des contraintes constantes lors de l'installation et de l'utilisation. Le boîtier rigide PLCC-2 et ses soudures sont sensibles à la fissuration sous de telles contraintes mécaniques répétées, entraînant une défaillance. Les LED pour rubans flexibles utilisent généralement un boîtier plus souple et résilient ou sont spécialement revêtues pour résister à la flexion.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'une lampe de travail de haute qualité.Un concepteur a besoin d'une lumière uniforme et brillante avec un excellent rendu des couleurs pour une lampe de bureau. Il sélectionne cette LED pour son IRC élevé (97), garantissant que les documents et les objets apparaissent sous leurs vraies couleurs. Il conçoit un circuit imprimé à âme métallique (CIM) servant de dissipateur, pilotant 12 LED en série avec un pilote à courant constant réglé à 60 mA par LED. Le large angle de vision de 120 degrés offre une bonne couverture sans ombres dures. Le concepteur spécifie le 'bin' de tension H1 et le 'bin' de flux QGD pour garantir une luminosité et une chute de tension cohérentes sur les 12 LED de la série.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Une puce semi-conductrice à base de nitrure de gallium émet de la lumière dans le spectre violet/ultraviolet. Cette lumière primaire n'est pas émise directement. Au lieu de cela, elle excite une couche de matériau phosphorique déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore absorbe les photons violets à haute énergie et ré-émet de la lumière sur un spectre plus large dans les régions du jaune et du rouge. La combinaison de la lumière résiduelle violette/bleue non convertie de la puce et de l'émission large jaune/rouge du phosphore se mélange pour produire de la lumière blanche. La composition exacte et l'épaisseur de la couche de phosphore déterminent la température de couleur corrélée (TCC) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) de la lumière blanche résultante.

13. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une meilleure qualité des couleurs (IRC plus élevé et cohérence des couleurs plus précise) et une fiabilité accrue. Pour les boîtiers de puissance moyenne comme le PLCC-2, les améliorations proviennent souvent de conceptions de puces plus efficaces, de formulations de phosphores avancées avec des bandes d'émission plus étroites pour un meilleur gamut de couleurs, et de matériaux de boîtier améliorés pour une résistance thermique plus faible et des températures de fonctionnement maximales plus élevées. L'industrie se concentre également sur la réduction des coûts et l'amélioration de la durabilité grâce au choix des matériaux et des procédés de fabrication. Le produit documenté ici représente une mise en œuvre actuelle mettant l'accent sur une haute qualité de couleur au sein d'un format de boîtier standard et économique.