Table des matières
- 1. Aperçu du produit
- 2. Analyse approfondie des paramètres techniques
- 2.1 Caractéristiques électriques / optiques (Ta=25°C)
- 2.2 Valeurs maximales absolues
- 3. Explication du système de classement
- 3.1 Classement de tension
- 3.2 Classement de longueur d'onde
- 3.3 Classement d'intensité lumineuse
- 4. Analyse des courbes de performance
- 5. Informations mécaniques et d'emballage
- 5.1 Dimensions du boîtier
- 5.2 Bande transporteuse et bobine
- 5.3 Étiquette et sachet barrière contre l'humidité
- 6. Guide de soudure et d'assemblage
- 6.1 Profil de soudure par refusion
- 6.2 Soudure manuelle
- 6.3 Stockage et pré-séchage
- 7. Informations sur l'emballage et la commande
- 8. Recommandations d'application
- 9. Questions techniques courantes
- 9.1 Comment gérer la sensibilité aux décharges électrostatiques ?
- 9.2 Que faire si le temps de stockage après ouverture est dépassé ?
- 9.3 La LED peut-elle être pilotée en MLI ?
- 9.4 Pourquoi la tension directe est-elle classée ?
- 10. Étude de cas pratique de conception
- 11. Principe de fonctionnement de la LED
- 12. Tendances technologiques et perspectives d'avenir
- 13. Résumé des tests de fiabilité
- Terminologie des spécifications LED
- Performance photoelectrique
- Paramètres électriques
- Gestion thermique et fiabilité
- Emballage et matériaux
- Contrôle qualité et classement
- Tests et certification
1. Aperçu du produit
Cette LED SMD jaune-vert est conçue pour les applications générales d'indication et d'affichage. Le dispositif est fabriqué à l'aide d'une puce jaune-vert et logé dans un boîtier miniature de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,7 mm. Il offre un angle de vision extrêmement large de 140 degrés, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une large visibilité. La LED est compatible avec tous les processus standard d'assemblage SMT et de soudure, et répond aux exigences RoHS. Son niveau de sensibilité à l'humidité est classé Niveau 3, nécessitant des conditions de stockage et de manipulation appropriées.
Les principales caractéristiques incluent des options d'intensité lumineuse élevée allant de 12 mcd à 80 mcd (à 20 mA), une sélection de longueur d'onde dominante de 562,5 nm à 575,0 nm, et des boîtes de tension directe de 1,8 V à 2,4 V. Le produit est idéal pour les indicateurs optiques, les interrupteurs, les affichages de symboles et l'éclairage général.
2. Analyse approfondie des paramètres techniques
2.1 Caractéristiques électriques / optiques (Ta=25°C)
Le tableau suivant résume les principaux paramètres électriques et optiques mesurés à un courant direct de 20 mA sauf indication contraire :
- Tension directe (VF) :VF est classé en plusieurs groupes : B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V), D0 (2,2-2,4V). La largeur de bande spectrale typique est de 15 nm.
- Longueur d'onde dominante (λD) :Les boîtes disponibles incluent A20 (562,5-565 nm), B10 (565,0-567,5 nm), B20 (567,5-570,0 nm), C10 (570,0-572,5 nm), C20 (572,5-575,0 nm).
- Intensité lumineuse (IV) :Les boîtes vont de B00 (12-18 mcd), C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd), à F10 (65-80 mcd).
- Angle de vision (2θ1/2) :Généralement 140 degrés à 20 mA.
- Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA à VR=5V.
- Résistance thermique (RTHJ-S) :Maximum 450°C/W à 20 mA.
2.2 Valeurs maximales absolues
Les valeurs maximales absolues ne doivent pas être dépassées pendant le fonctionnement pour éviter des dommages permanents :
- Dissipation de puissance (Pd) : 72 mW
- Courant direct (IF) : 30 mA
- Courant direct de crête (impulsion, 1/10 de cycle, 0,1 ms) : 60 mA
- Décharge électrostatique (HBM) : 2000 V
- Température de fonctionnement (Topr) : -40°C à +85°C
- Température de stockage (Tstg) : -40°C à +85°C
- Température de jonction (Tj) : 95°C
Remarque : Toutes les mesures sont effectuées dans des conditions normalisées. Il faut veiller à ce que la dissipation de puissance ne dépasse pas la valeur maximale. Le courant direct maximal doit être déterminé en fonction de la température réelle du boîtier et de la dissipation thermique pour maintenir la température de jonction en dessous de la limite.
3. Explication du système de classement
3.1 Classement de tension
La tension directe est triée en trois boîtes principales : B0 (1,8-2,0V), C0 (2,0-2,2V) et D0 (2,2-2,4V). Cela permet aux clients de sélectionner des dispositifs adaptés à la conception de leur circuit de commande, minimisant les variations de courant lors de l'utilisation d'une résistance fixe.
3.2 Classement de longueur d'onde
La longueur d'onde dominante est classée en intervalles de 5 nm : A20 (562,5-565 nm), B10 (565-567,5 nm), B20 (567,5-570 nm), C10 (570-572,5 nm), C20 (572,5-575 nm). Cela garantit une cohérence des couleurs pour les applications nécessitant une correspondance de teinte précise.
3.3 Classement d'intensité lumineuse
L'intensité lumineuse est triée en six boîtes : B00 (12-18 mcd), C00 (18-28 mcd), D00 (28-43 mcd), E00 (43-65 mcd), F10 (65-80 mcd). Les concepteurs peuvent sélectionner la boîte appropriée pour obtenir le niveau de luminosité souhaité.
4. Analyse des courbes de performance
Les courbes caractéristiques optiques typiques fournissent des informations précieuses pour la conception de circuits :
- Tension directe en fonction du courant direct (Fig 1-6) :Montre la relation exponentielle ; à 20 mA, la VF est d'environ 2,0 V typique.
- Courant direct en fonction de l'intensité relative (Fig 1-7) :La sortie lumineuse relative augmente avec le courant jusqu'à 30 mA. La saturation commence à des courants plus élevés.
- Température de broche en fonction de l'intensité relative (Fig 1-8) :À mesure que la température augmente, l'intensité relative diminue (~20% de baisse de 25°C à 85°C). La gestion thermique est cruciale.
- Température de broche en fonction du courant direct (Fig 1-9) :Montre la déclassification nécessaire pour éviter l'emballement thermique.
- Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante (Fig 1-10) :La longueur d'onde se déplace légèrement avec le courant (environ 1-2 nm sur la plage).
- Intensité relative en fonction de la longueur d'onde (Fig 1-11) :Le pic spectral se situe autour de 570 nm (jaune-vert).
- Diagramme de rayonnement (Fig 1-12) :Le motif d'émission est de type lambertien avec un angle de demi-puissance de ±70°.
5. Informations mécaniques et d'emballage
5.1 Dimensions du boîtier
La LED mesure 1,6 mm (longueur) x 0,8 mm (largeur) x 0,7 mm (hauteur). La vue de dessous montre deux plots cathode/anode. La polarité est indiquée par un coin chanfreiné sur le boîtier. Le motif recommandé pour les pastilles de soudure est de 0,8 mm x 0,8 mm avec un espacement de 2,4 mm entre les pastilles. Les tolérances sont de ±0,2 mm sauf indication contraire.
5.2 Bande transporteuse et bobine
L'emballage standard est de 4 000 pièces par bobine. La bande transporteuse a un pas de 4,00 mm, une largeur de 8,00 mm et comporte un repère de polarité. Le diamètre extérieur de la bobine est de 178±1 mm, le moyeu intérieur de 60±1 mm et l'épaisseur de la bride de 13,0±0,5 mm.
5.3 Étiquette et sachet barrière contre l'humidité
Chaque bobine est étiquetée avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de boîte (incluant le flux lumineux, la boîte de chromaticité, la tension directe, la longueur d'onde), la quantité et la date. La bobine est scellée dans un sachet barrière contre l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité.
6. Guide de soudure et d'assemblage
6.1 Profil de soudure par refusion
Le profil de refusion recommandé suit les normes JEDEC avec une température de crête de 260°C pendant 10 secondes maximum. Pré-chauffage de 150°C à 200°C pendant 60-120 secondes. Taux de montée ≤3°C/s, taux de descente ≤6°C/s. Le temps total de 25°C à la crête doit être ≤8 minutes. La soudure ne doit pas être effectuée plus de deux fois, et si l'intervalle entre deux refusions dépasse 24 heures, un pré-séchage est nécessaire pour éviter les dommages dus à l'humidité.
6.2 Soudure manuelle
Si une soudure manuelle est nécessaire, utilisez une température de fer à souder inférieure à 300°C pendant moins de 3 secondes. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée.
6.3 Stockage et pré-séchage
Avant d'ouvrir le sachet scellé, la LED doit être stockée à ≤30°C et ≤75% HR pendant un an maximum. Après ouverture, les dispositifs doivent être utilisés dans les 168 heures (≤30°C, ≤60% HR). Si ces conditions ne sont pas respectées, pré-séchage à 60±5°C pendant ≥24 heures.
7. Informations sur l'emballage et la commande
La quantité standard par bobine est de 4 000 pièces. Les dimensions du carton extérieur sont standard pour les bobines SMD. L'étiquette contient toutes les informations de traçabilité nécessaires. Aucun code de commande spécifique autre que le numéro de pièce RF-GSB190TS-BC n'est fourni ; les clients spécifient les boîtes requises pour VF, la longueur d'onde et l'intensité.
8. Recommandations d'application
Les applications typiques incluent les indicateurs optiques (par exemple, voyants d'état), le rétroéclairage des interrupteurs, les affichages de symboles et l'indication générale dans l'électronique grand public, les intérieurs automobiles et les panneaux de contrôle industriels. En raison du large angle de vision, la LED convient aux panneaux éclairés par les bords et à l'éclairage de zone où une distribution uniforme de la lumière est souhaitée. Les concepteurs doivent toujours inclure une résistance de limitation de courant pour éviter les surintensités. La conception thermique est cruciale — il est recommandé d'utiliser une zone de cuivre suffisante sur le PCB et un dissipateur thermique lorsque l'on s'approche des valeurs maximales. La LED ne doit pas être exposée à des environnements avec une concentration de soufre dépassant 100 ppm, ni à des matériaux libérant des halogènes (Brome<900 ppm, Chlore<900 ppm, total<1500 ppm) pour éviter la corrosion du cadre de connexion en argent. Les COV provenant d'adhésifs ou de composés d'encapsulation peuvent décolorer l'encapsulant en silicone ; il est conseillé de tester la compatibilité.
9. Questions techniques courantes
9.1 Comment gérer la sensibilité aux décharges électrostatiques ?
Cette LED a une valeur nominale ESD de 2000V (HBM). Des précautions ESD standard (postes de travail mis à la terre, tapis conducteurs, bracelets antistatiques) doivent être utilisées lors de la manipulation et de l'assemblage.
9.2 Que faire si le temps de stockage après ouverture est dépassé ?
Si la durée de vie au sol de 168 heures est dépassée, pré-séchez les dispositifs à 60±5°C pendant ≥24 heures avant la soudure pour éviter l'effet popcorn.
9.3 La LED peut-elle être pilotée en MLI ?
Oui, mais assurez-vous que le courant de crête ne dépasse pas 60 mA (largeur d'impulsion 0,1 ms, rapport cyclique 1/10). Pour la MLI générale, une déclassification peut être nécessaire en fonction du courant moyen.
9.4 Pourquoi la tension directe est-elle classée ?
Le classement permet un contrôle serré de VF pour une luminosité constante dans les réseaux série-parallèle. L'utilisation de la même boîte VF garantit un partage uniforme du courant.
10. Étude de cas pratique de conception
Considérons un voyant pour un appareil électroménager. Le client nécessite une LED jaune-vert avec une longueur d'onde dominante autour de 570 nm et une intensité lumineuse de 20-30 mcd. En sélectionnant la boîte C00 pour l'intensité et B20 pour la longueur d'onde, la conception atteint une couleur et une luminosité constantes. Une résistance série de 120Ω avec une alimentation de 5V limite le courant à environ 20 mA (en supposant VF ~2,0V). Le circuit imprimé comprend des vias thermiques sous les pastilles de la LED pour maintenir la température de jonction en dessous de 85°C même dans un boîtier scellé. L'assemblage suit le profil de refusion recommandé et réussit les tests de fiabilité pendant 1000 heures à 25°C.
11. Principe de fonctionnement de la LED
Cette LED jaune-vert est basée sur une puce semi-conductrice InGaN (nitrure de gallium et d'indium) ou GaP (phosphure de gallium). Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, émettant des photons dont l'énergie correspond à la bande interdite. La composition spécifique de la puce donne une longueur d'onde de crête proche de 570 nm, perçue comme jaune-vert. L'encapsulant en silicone protège la puce et agit comme une lentille pour augmenter l'extraction de la lumière et définir le diagramme de rayonnement.
12. Tendances technologiques et perspectives d'avenir
La tendance du marché pour les LED SMD miniatures continue vers des empreintes plus petites (par exemple, 1,0x0,5 mm), une efficacité plus élevée et une gamme de couleurs plus large. Ce boîtier de 1,6x0,8 mm reste populaire en raison de son équilibre entre taille et facilité de manipulation. Les développements futurs pourraient inclure une meilleure gestion thermique (RTHJ-S plus faible) et une robustesse ESD plus élevée. Pour les LED jaune-vert, des conceptions à conversion de phosphore émergent pour obtenir des couleurs plus saturées, mais les puces à émission directe comme celle-ci offrent une meilleure efficacité et simplicité.
13. Résumé des tests de fiabilité
La LED a été qualifiée via des tests de fiabilité standard selon JEDEC : Refusion (260°C, 2 fois), Cycle de température (-40°C à 100°C, 100 cycles), Choc thermique (-40°C à 100°C, 300 cycles), Stockage à haute température (100°C, 1000h), Stockage à basse température (-40°C, 1000h), et Test de durée de vie (25°C, 20 mA, 1000h). Les critères de jugement autorisent une augmentation de VF jusqu'à 1,1x LSS, IR jusqu'à 2x LSS, et une chute du flux lumineux non inférieure à 0,7x LSL.
Terminologie des spécifications LED
Explication complète des termes techniques LED
Performance photoelectrique
| Terme | Unité/Représentation | Explication simple | Pourquoi important |
|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse | lm/W (lumens par watt) | Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. | Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité. |
| Flux lumineux | lm (lumens) | Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". | Détermine si la lumière est assez brillante. |
| Angle de vision | ° (degrés), par exemple 120° | Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. | Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité. |
| CCT (Température de couleur) | K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K | Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. | Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés. |
| CRI / Ra | Sans unité, 0–100 | Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. | Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées. |
| SDCM | Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" | Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. | Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED. |
| Longueur d'onde dominante | nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) | Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. | Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes. |
| Distribution spectrale | Courbe longueur d'onde vs intensité | Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. | Affecte le rendu des couleurs et la qualité. |
Paramètres électriques
| Terme | Symbole | Explication simple | Considérations de conception |
|---|---|---|---|
| Tension directe | Vf | Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". | La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série. |
| Courant direct | If | Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. | Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie. |
| Courant pulsé max | Ifp | Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. | La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages. |
| Tension inverse | Vr | Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. | Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension. |
| Résistance thermique | Rth (°C/W) | Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. | Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte. |
| Immunité ESD | V (HBM), par exemple 1000V | Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. | Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles. |
Gestion thermique et fiabilité
| Terme | Métrique clé | Explication simple | Impact |
|---|---|---|---|
| Température de jonction | Tj (°C) | Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. | Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur. |
| Dépréciation du lumen | L70 / L80 (heures) | Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. | Définit directement la "durée de vie" de la LED. |
| Maintien du lumen | % (par exemple 70%) | Pourcentage de luminosité conservé après le temps. | Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme. |
| Décalage de couleur | Δu′v′ ou ellipse MacAdam | Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. | Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage. |
| Vieillissement thermique | Dégradation du matériau | Détérioration due à une température élevée à long terme. | Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert. |
Emballage et matériaux
| Terme | Types communs | Explication simple | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|---|
| Type de boîtier | EMC, PPA, Céramique | Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. | EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue. |
| Structure de puce | Avant, Flip Chip | Agencement des électrodes de puce. | Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance. |
| Revêtement phosphore | YAG, Silicate, Nitrure | Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. | Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI. |
| Lentille/Optique | Plat, Microlentille, TIR | Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. | Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière. |
Contrôle qualité et classement
| Terme | Contenu de tri | Explication simple | But |
|---|---|---|---|
| Bac de flux lumineux | Code par exemple 2G, 2H | Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. | Assure une luminosité uniforme dans le même lot. |
| Bac de tension | Code par exemple 6W, 6X | Regroupé par plage de tension directe. | Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système. |
| Bac de couleur | Ellipse MacAdam 5 étapes | Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. | Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire. |
| Bac CCT | 2700K, 3000K etc. | Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. | Répond aux différentes exigences CCT de scène. |
Tests et certification
| Terme | Norme/Test | Explication simple | Signification |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test de maintien du lumen | Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. | Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21). |
| TM-21 | Norme d'estimation de vie | Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. | Fournit une prévision scientifique de la vie. |
| IESNA | Société d'ingénierie de l'éclairage | Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. | Base de test reconnue par l'industrie. |
| RoHS / REACH | Certification environnementale | Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). | Exigence d'accès au marché internationalement. |
| ENERGY STAR / DLC | Certification d'efficacité énergétique | Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. | Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité. |