LED, les différentes technologies de boitier

La technologie LED évolue sans cesse. Pour autant, on peut regrouper l’offre de technologie de boîtiers LED en quatre familles :

1. les boîtiers PLCC,
2. les boîtiers / embases céramiques
3. dôme / sans dôme
4. pas de boitier : COB

Boitier PLCC

« Plastic Leaded Chip Carrier » en anglais, le boitier PLCC est historiquement en plastique. Il contient :

• la puce,
• le réflecteur,
• le phosphore.

Ce type de boitier, comme vu précédemment, a un avantage en extraction de lumière, mais possède une limitation en :

• taille de source : importante,
• fiabilité : corrosion,
• thermique : limitation de puissance.

Boitier LED sur embase céramique

Ce type de boitier, typiquement en Al2O3 ou AlN, possède la meilleure conduction thermique des boîtiers présentés ici. Il consiste à souder la puce sur une embase céramique, recouvrir la puce de phosphore et éventuellement réaliser une optique primaire, comme un dôme.

Le principal avantage est thermique. Il permet d’exploiter les capacités d’une puce verticale (forte puissance) ou Flip chip ».

Dôme LED ou sans dôme

La présence ou non d’un dôme est indépendante du type de technologie. Le dôme d’une LED est en silicone (ou verre) permettant une adaptation d’indice et un premier contrôle du faisceau. L’adaptation d’indice peut augmenter l’extraction de lumière de la puce de près de 10% et a donc une forte influence sur l’efficacité finale, avec le compromis d’une optique secondaire devant être de taille double. La taille optique double avec un dôme « idéal ».

Pas de boitier : COB

On peut également se passer de boitier et souder directement les puces sur le circuit imprimé. On effectuera ensuite un dépôt de phosphore sur ce PCB.

Les puces latérales ont un avantage certain dans ce design car l’émission sera plus homogène, les puces étant noyées dans le phosphore.

• Les puces verticales peuvent ici présenter un désavantage, l’émission plus directionnelle de ces puces pouvant créer un effet de « pixel lumineux ».
• Les designs de type « Flip chip », ayant le substrat présent et un substrat taillé pour forcer une émission latérale, peuvent également être utilisés par ce biais.

En design « Common chip », ces COB présentent l’avantage d’une forte densité de puce, car il n’y a aucun boitier, palliant en partie à la faible densité de lumière de ces puces.

Noter que des designs en puces verticales et « Flip chip » existent également, permettant de fortes densités.

Optiquement, les sources COB avec phosphore sur l’ensemble de l’ouverture sont intéressantes. L’architecture de la source lissant les effets de « pixels » que l’on peut voir sur les sources individuelles.

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