LED Rouge SMD 3.0x3.0x0.55mm - Tension Directe 2.0-2.6V - Flux Lumineux 93.2-130lm - Longueur d'Onde Dominante 617.5-625nm - Fiche Technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit la spécification technique complète d'une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) rouge haute luminosité. Le dispositif est conçu pour des applications exigeantes, notamment dans le secteur automobile, où la fiabilité, les performances et la constance sont primordiales. Il utilise une puce semi-conductrice AlGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium), réputée pour produire une émission de lumière rouge efficace et stable. Le produit est logé dans un boîtier EMC (Composé de Moulage Époxy) compact de 3.0mm x 3.0mm x 0.55mm, offrant une solution robuste pour les processus d'assemblage automatisés.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Le marché cible principal de cette LED est l'éclairage automobile, englobant les applications intérieures et extérieures. Ses avantages principaux découlent de sa conception et de sa composition matérielle. Le boîtier EMC offre une excellente stabilité thermique et une résistance aux facteurs environnementaux comme l'humidité et les cycles thermiques, ce qui est critique pour l'électronique automobile. L'angle de vision extrêmement large de 120 degrés assure une distribution lumineuse uniforme. De plus, la conformité aux directives de qualification des tests de stress AEC-Q102 pour les semi-conducteurs discrets de qualité automobile souligne son adéquation aux conditions de fonctionnement rigoureuses des véhicules.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des caractéristiques électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit et une intégration système appropriées.

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres clés sont mesurés à une température de jonction standard (Ts) de 25°C. La tension directe (VF) varie d'un minimum de 2.0V à un maximum de 2.6V à un courant de test de 700mA, avec une valeur typique que les concepteurs peuvent utiliser pour les calculs initiaux. Le flux lumineux (Φ) est significatif, variant de 93.2 lumens à 130 lumens dans les mêmes conditions d'alimentation de 700mA, indiquant une haute efficacité pour une LED rouge. La longueur d'onde dominante (Wd) spécifie la couleur perçue, se situant dans le spectre rouge entre 617.5nm et 625nm. Le dispositif présente un courant inverse (IR) très faible de moins de 10µA sous une polarisation inverse de 5V, et une résistance thermique (RTHJ-S) de la jonction au point de soudure de 14°C/W, ce qui est crucial pour les calculs de gestion thermique.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct absolu maximum (IF) est de 840mA en continu, avec un courant direct de crête (IFP) de 1000mA autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 10ms). La dissipation de puissance maximale (PD) est de 2184mW. Le dispositif peut supporter une tension inverse (VR) allant jusqu'à 5V. La plage de température de fonctionnement et de stockage est large, de -40°C à +125°C, avec une température de jonction maximale (TJ) de 150°C. Le niveau de résistance aux décharges électrostatiques (ESD) est de 2000V (Modèle du Corps Humain), bien que des précautions de manipulation ESD appropriées restent nécessaires car le rendement à ce niveau dépasse 90%.

3. Explication du système de tri

Pour garantir la constance de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en bacs en fonction de paramètres clés mesurés à IF=700mA.

3.1 Tri par tension directe et flux lumineux

La tension directe est triée en trois codes : C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V) et E0 (2.4-2.6V). Le flux lumineux est trié en trois codes : RB (93.2-105 lm), SA (105-117 lm) et SB (117-130 lm). La longueur d'onde dominante est triée en D2 (617.5-620 nm), E1 (620-622.5 nm) et E2 (622.5-625 nm). Un code de commande de produit complet spécifierait un bac de chacune de ces catégories, permettant aux concepteurs de sélectionner des LED aux performances étroitement assorties pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF indique la présence de courbes de caractéristiques optiques typiques (Fig. 1-7 et suivantes), les graphiques spécifiques pour la tension directe en fonction du courant direct, le flux lumineux en fonction du courant direct et la distribution spectrale ne sont pas fournis dans le texte extrait. Dans une fiche technique complète, ces courbes sont critiques. Elles montreraient typiquement comment VF augmente avec IF, comment la sortie lumineuse augmente avec le courant avant de potentiellement saturer ou diminuer à des courants/températures de jonction élevés, et le pic spectral étroit caractéristique des LED AlGaInP. Les concepteurs utilisent ces courbes pour optimiser le courant d'alimentation pour l'efficacité et la sortie, et pour comprendre le décalage de couleur avec la température.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et dessins

La LED a un encombrement de 3.0mm x 3.0mm avec une hauteur de 0.55mm. Des vues détaillées de dessus, de côté et de dessous sont fournies. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0.05mm sauf indication contraire. La vue de dessous montre clairement la disposition des plots d'anode et de cathode, ce qui est essentiel pour une conception correcte de l'empreinte PCB et de l'orientation lors du placement.

5.2 Identification de la polarité et motif de pastille de soudure recommandé

La polarité est clairement indiquée. Le motif de pastille de soudure recommandé (land pattern) est fourni pour assurer une soudure fiable et une connexion thermique appropriée au PCB. Le respect de ce motif aide à obtenir de bons cordons de soudure et minimise les contraintes sur le composant pendant les cycles thermiques.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Instructions de soudage par refusion SMT

Le produit convient à tous les processus d'assemblage et de soudage SMT standard. Le PDF contient une section dédiée aux instructions de soudage par refusion, qui inclurait typiquement un profil de refusion recommandé avec des zones de température spécifiques (préchauffage, stabilisation, pic de refusion, refroidissement), une température de pic maximale et un temps au-dessus du liquidus. Cela garantit que le boîtier EMC et les liaisons internes ne sont pas endommagés par une chaleur excessive pendant l'assemblage.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

La LED a un Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) de Niveau 2. Cela signifie que le boîtier peut être exposé aux conditions d'atelier (30°C/60% HR) jusqu'à un an avant de nécessiter un séchage avant le soudage par refusion. Une fois le sachet ouvert, il doit être soudé dans les 168 heures (1 semaine) dans les mêmes conditions. Les produits doivent être stockés dans leurs sachets barrières d'origine avec dessiccant. Les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont fournies sur bande et bobine pour les machines de placement automatique. Les spécifications des dimensions de la bande porteuse (taille de poche, pas), des dimensions de la bobine (diamètre, largeur) et du format d'étiquette sont fournies dans le document. Ces informations sont nécessaires pour configurer l'équipement de la ligne d'assemblage.

7.2 Emballage et fiabilité

L'emballage comprend des sachets barrières résistants à l'humidité, des cartons et des étiquettes contenant le code de lot, la quantité et la référence. Un plan complet de tests de fiabilité basé sur l'AEC-Q102 est référencé, incluant des tests comme le stockage à haute température, les cycles thermiques, la chaleur humide et la résistance à la chaleur de soudure. Les éléments de test spécifiques, les conditions et les critères de jugement de défaillance (par exemple, les changements admissibles de tension directe ou de flux lumineux) sont détaillés pour garantir les performances à long terme.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est l'éclairage automobile. Cela inclut les fonctions extérieures comme les feux arrière combinés (feux de position, feux stop), le troisième feu stop et les feux de gabarit latéraux. Les applications intérieures incluent le rétroéclairage du tableau de bord, l'éclairage des commutateurs et l'éclairage d'ambiance. Sa haute luminosité et sa fiabilité la rendent également adaptée à d'autres applications dans les transports, les indicateurs industriels et la signalétique.

8.2 Considérations de conception critiques

• Gestion thermique :Le courant direct maximum doit être déclassé en fonction de la température de jonction de fonctionnement réelle, qui ne doit pas dépasser 150°C. La résistance thermique de 14°C/W signifie que pour chaque watt dissipé, la jonction sera 14°C plus chaude que le point de soudure. Une surface de cuivre PCB adéquate (pastille thermique) et éventuellement un dissipateur thermique sont requis pour un fonctionnement à fort courant.
• Alimentation en courant :Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Un circuit d'alimentation à courant constant est recommandé pour maintenir une sortie lumineuse et une couleur stables, indépendamment des variations de tension directe. L'alimentation doit être conçue pour rester dans les limites des valeurs maximales absolues.
• Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés est intrinsèque au boîtier. Des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) peuvent être nécessaires pour collimater ou façonner le faisceau lumineux pour des applications spécifiques.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED SMD plastiques standard, ce boîtier EMC offre des performances thermiques supérieures et une résistance aux environnements à haute température et haute humidité, ce qui est un facteur différenciant clé pour l'usage automobile. La qualification AEC-Q102 est un témoignage formel de cette robustesse, allant au-delà des spécifications de qualité commerciale typiques. La combinaison d'un flux lumineux élevé (jusqu'à 130 lm) avec un encombrement réduit de 3x3mm à 700mA est également un avantage concurrentiel pour les applications à luminosité élevée et à espace limité.

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

10.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

La fiche technique spécifie les caractéristiques à 700mA et le courant continu absolu maximum à 840mA. Le courant de fonctionnement recommandé dépend de la conception thermique de votre application. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est conseillé d'alimenter la LED à 700mA ou en dessous, sauf si un refroidissement exceptionnel est fourni, afin de maintenir la température de jonction bien en dessous de sa limite maximale.

10.2 Comment sélectionner le bon bac pour mon application ?

Pour les applications nécessitant une constance de couleur (par exemple, un réseau multi-LED), spécifiez un bac de longueur d'onde dominante étroit (par exemple, E1 uniquement). Pour les applications nécessitant une luminosité constante, spécifiez un bac de flux lumineux étroit (par exemple, SB uniquement). Pour la conception de l'alimentation, spécifier un bac de tension directe (par exemple, D0) peut aider à optimiser l'efficacité du pilote. Souvent, une combinaison est spécifiée.

10.3 Puis-je utiliser cette LED en fonctionnement pulsé ?

Oui, la fiche technique autorise un courant direct de crête (IFP) de 1000mA en conditions pulsées (largeur d'impulsion 10ms, cycle de service 1/10). Cela peut être utilisé pour obtenir une luminosité instantanée plus élevée qu'avec un fonctionnement continu, mais la dissipation de puissance moyenne ne doit toujours pas dépasser la valeur maximale, et la température de jonction doit être gérée.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un groupe de feux stop automobile haute luminosité.Un concepteur crée un nouveau troisième feu stop à LED. Il a besoin d'une haute luminosité pour la visibilité diurne et doit respecter les normes de fiabilité automobile. Il sélectionne cette LED dans les bacs SB (flux le plus élevé) et E1 (teinte rouge spécifique). Il conçoit un PCB avec une grande pastille de cuivre thermique connectée à des vias pour dissiper la chaleur vers les autres couches. Un pilote à courant constant est sélectionné pour fournir 700mA par LED. Le profil de refusion est défini selon les instructions SMT de la fiche technique. Après l'assemblage, le groupe subit des tests de cycles thermiques pour valider la robustesse de la conception, en s'appuyant sur la fiabilité inhérente qualifiée AEC-Q102 de la LED.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La région active est composée d'AlGaInP. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, dans la plage rouge de 617-625 nm. Le boîtier EMC encapsule la puce, fournit une protection mécanique et intègre une lentille sans phosphore pour façonner la sortie lumineuse.

13. Tendances technologiques et contexte

La technologie AlGaInP est mature et hautement optimisée pour les LED rouges, oranges et ambrées, offrant une excellente efficacité et stabilité. La tendance dans les LED automobiles et à haute fiabilité va vers une densité de puissance plus élevée et une plus grande efficacité (plus de lumens par watt) pour des tailles de boîtier identiques ou plus petites. Cela stimule les avancées dans la conception des puces, les matériaux de boîtier (comme l'EMC avancé ou les substrats céramiques) et les techniques de gestion thermique. De plus, l'intégration avec des pilotes intelligents et des capteurs pour les systèmes d'éclairage adaptatif est un développement en cours. Ce produit s'inscrit dans cette tendance, offrant une solution robuste et performante pour les fonctions d'éclairage traditionnelles, compatible avec la fabrication automatisée moderne et des exigences de qualité strictes.