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Description de la technologie Led et flip-chip

Dossier - Les Led, l’éclairage de demain
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Des phares de voiture aux luminaires du salon, les Led sont partout. Apprenez comment elles fonctionnent, comment on les fabrique, et les raisons qui font des Led les sources de lumière de choix pour demain. Les paramètres qui distinguent les Led seront aussi passés en revue.

  
DossiersLes Led, l’éclairage de demain
 

Dès lors que le principe de puce semi-conductrice bleue couplée à un luminophore a pris ses marques, de multiples technologies complémentaires sont apparues pour améliorer les rendements, proposer de nouveaux spectres lumineux ou encore améliorer les durées de vie des composants.

Immeuble éclairé à base de LED. © Böhringer Friedrich. CC BY-SA 3.0 AT

Parmi les technologies Led qui sont apparues, nous pouvons citer la technologie flip chip qui, tout en limitant l'emploi de fils d'or pour l'alimentation, a ouvert la voie de la dissipation de la chaleur se faisant par des thermiques au travers du semi-conducteur lui-même. De nombreuses améliorations sur les luminophores, notamment l'utilisation de différents types mélangés entre eux, ou simplement de nouveaux matériaux, ont abouti à des spectres de Led blanches de plus en plus proches des technologies de type incandescence. Technologies vers lesquelles, naturellement, on a voulu se rapprocher lors de l'arrivée de cette nouvelle méthode d'éclairage que constituent les Led (voir figure ci-dessous).

Spectre de Led de type blanc chaud. Grâce à diverses technologies, les Led blanches se sont rapprochées des technologies d’incandescence. © Dunod

Nous avons décrit brièvement de quoi est constitué une Led, et nous allons balayer cela en détail en faisant un focus sur les Led blanches, pour lesquelles existe une si grande attente de performances pour les applications d'éclairage. Les Led de couleur étant quant à elles réservées aux applications décoratives, architecturales ou de signalisation. Toutefois, il faut garder à l'esprit que les Led sont constituées d'un semi-conducteur bleu, très proche de ceux employés pour la fabrication de Led bleues, ce qui rend les Led blanches relativement proches d'un point de vue comportemental.

Une Led blanche fonctionnant en courant alternatif à 220 volts (220VAC). On distingue les fils d’or employés pour l’alimentation. © Led Engineering Development

Les organes principaux qui constituent une Led sont :

  • le semi-conducteur, qui est le moteur de la Led. Convenablement alimenté, il produit une lumière dont la couleur correspond aux propriétés intrinsèques du semi-conducteur ;
  • le boîtier de la Led, qui permet de réaliser une protection du semi-conducteur pour l'intégration de la Led dans les applications, mais qui a aussi une fonction importante, qui est de dissiper la chaleur dégagée par le semi-conducteur au travers des pattes d'alimentation ou de pads de dissipation thermique présents chez certains fabricants ;
  • la lentille primaire, qui surmonte le boîtier pour encapsuler le semi-conducteur, et éventuellement le luminophore dans le cas des Led blanches, mais aussi les fils d'or d'alimentation pour les modèles qui en possèdent.