Table des matières
- 1. Vue d'ensemble du produit
- 1.1 Caractéristiques principales et marché cible
- 2. Analyse approfondie des paramètres techniques
- 2.1 Valeurs maximales absolues
- 2.2 Caractéristiques électro-optiques
- 3. Explication du système de classement par bacs
- 3.1 Classement par intensité lumineuse
- 3.2 Classement par longueur d'onde dominante
- 3.3 Classement par tension directe
- 4. Analyse des courbes de performance
- 5. Informations mécaniques et sur le boîtier
- 5.1 Dimensions du boîtier
- 5.2 Identification de la polarité
- 6. Directives de soudage et d'assemblage
- 6.1 Profil de soudage par refusion
- 6.2 Soudage manuel
- 6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité
- 7. Emballage et informations de commande
- 7.1 Spécifications de la bobine et de la bande
- 7.2 Explication de l'étiquette
- 8. Suggestions d'application
- 8.1 Scénarios d'application typiques
- 8.2 Considérations de conception
- 9. Comparaison et différenciation technique
- 10. Questions fréquemment posées (FAQ)
- 11. Cas pratique de conception et d'utilisation
- 12. Introduction au principe de fonctionnement
- 13. Tendances et évolutions technologiques
1. Vue d'ensemble du produit
Le modèle 19-217 est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les assemblages électroniques compacts et à haute densité. Elle utilise la technologie de puce AlGaInP pour produire une lumière jaune brillante. Ses principaux avantages incluent un encombrement significativement réduit par rapport aux LED à broches, permettant des conceptions de PCB plus petites et une densité d'intégration plus élevée. Sa construction légère la rend adaptée aux applications miniatures et portables. Ce composant est conforme aux normes RoHS, REACH et sans halogène, le rendant adapté à la fabrication électronique moderne.
1.1 Caractéristiques principales et marché cible
La LED est fournie sur bande de 8 mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, compatible avec les équipements standards de placement automatique. Elle est conçue pour les procédés de soudage par refusion infrarouge et à vapeur. En tant que type monochrome, elle est optimisée pour les applications nécessitant un indicateur ou un rétroéclairage jaune brillant et uniforme. Ses marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, les équipements de télécommunication (pour les indicateurs et le rétroéclairage de clavier), l'éclairage des tableaux de bord et des commutateurs automobiles, et le rétroéclairage général pour les écrans LCD et les symboles.
2. Analyse approfondie des paramètres techniques
2.1 Valeurs maximales absolues
Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. La tension inverse maximale (VR) est de 5V. Le courant direct continu (IF) ne doit pas dépasser 25mA, avec un courant direct de crête (IFP) de 60mA autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10 à 1kHz). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 60mW. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000V (Modèle du corps humain). La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +85°C, et la température de stockage (Tstg) va de -40°C à +90°C. Les limites de température de soudure sont spécifiées pour la refusion (260°C max pendant 10 secondes) et le soudage manuel (350°C max pendant 3 secondes).
2.2 Caractéristiques électro-optiques
Mesurées à un courant de test standard de 5mA et une température ambiante de 25°C, les paramètres de performance clés sont définis. L'intensité lumineuse (Iv) a une plage typique de 18,0 mcd à 36,0 mcd. Le composant présente un large angle de vision (2θ1/2) de 120 degrés. La longueur d'onde de crête (λp) est typiquement de 591 nm, avec la longueur d'onde dominante (λd) spécifiée entre 585,5 nm et 594,5 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 15 nm. La tension directe (VF) varie de 1,7V à 2,2V. Le courant inverse (IR) est garanti inférieur à 10 μA à la tension inverse maximale de 5V. Des tolérances importantes sont notées : intensité lumineuse (±11%), longueur d'onde dominante (±1 nm), et tension directe (±0,05V).
3. Explication du système de classement par bacs
Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées en bacs en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques en matière de luminosité et de couleur.
3.1 Classement par intensité lumineuse
Les LED sont catégorisées en trois bacs (M1, M2, N1) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 5mA. Le bac M1 couvre 18,0-22,5 mcd, M2 couvre 22,5-28,5 mcd, et N1 couvre 28,5-36,0 mcd.
3.2 Classement par longueur d'onde dominante
L'uniformité de couleur est gérée via les bacs de longueur d'onde dominante D3 (585,5-588,5 nm), D4 (588,5-591,5 nm) et D5 (591,5-594,5 nm).
3.3 Classement par tension directe
La tension directe est classée par pas de 0,1V de 1,7V à 2,2V, avec les bacs étiquetés de 19 à 23 (par ex., Bac 19 : 1,7-1,8V, Bac 20 : 1,8-1,9V, etc.). Cela aide à concevoir des circuits d'alimentation en courant uniformes.
4. Analyse des courbes de performance
La fiche technique fait référence aux courbes caractéristiques électro-optiques typiques. Bien qu'elles ne soient pas affichées dans le texte fourni, ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, l'effet de la température ambiante sur le flux lumineux, et la distribution spectrale de puissance. Analyser ces courbes est crucial pour comprendre la performance dans des conditions non standard, comme l'alimentation de la LED à des courants autres que 5mA ou son fonctionnement dans des environnements à température élevée. Les concepteurs doivent consulter la fiche technique graphique complète pour cette analyse détaillée.
5. Informations mécaniques et sur le boîtier
5.1 Dimensions du boîtier
La LED 19-217 a un encombrement CMS compact. Le dessin coté détaillé spécifie la longueur, la largeur, la hauteur, les dimensions des pastilles et leurs positions relatives. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm. Le respect précis de ces dimensions est vital pour la conception du motif de pastilles sur le PCB afin d'assurer un soudage et un alignement corrects.
5.2 Identification de la polarité
Le marquage du composant et/ou la forme du boîtier indiquent généralement la borne cathode (négative). La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour éviter la défaillance du composant.
6. Directives de soudage et d'assemblage
6.1 Profil de soudage par refusion
Un profil de refusion sans plomb est recommandé. Les phases clés incluent : préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120 secondes ; un temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150 secondes ; une température de crête ne dépassant pas 260°C, maintenue au maximum 10 secondes ; et des taux de refroidissement contrôlés. Le taux de chauffage maximal doit être de 6°C/sec, et le temps au-dessus de 255°C ne doit pas dépasser 30 secondes. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.
6.2 Soudage manuel
Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la panne du fer doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact par borne doit être limité à 3 secondes ou moins. Utilisez un fer à souder d'une capacité inférieure à 25W. Laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour éviter les dommages thermiques.
6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité
Les LED sont emballées dans des sacs résistants à l'humidité avec un dessiccant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les composants ne soient prêts à l'emploi. Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'humidité relative et utilisées dans les 168 heures (7 jours). Si le temps de stockage est dépassé ou si le dessiccant indique une absorption d'humidité, un traitement de séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.
7. Emballage et informations de commande
7.1 Spécifications de la bobine et de la bande
Les composants sont fournis sur bande porteuse de 8 mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées de la bobine et de la bande porteuse sont fournies, avec des tolérances standard de ±0,1mm sauf indication contraire.
7.2 Explication de l'étiquette
L'étiquette de la bobine contient des informations critiques : Numéro de produit du client (CPN), Numéro de produit (P/N), Quantité emballée (QTY), Classe d'intensité lumineuse (CAT), Classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (HUE), Classe de tension directe (REF) et Numéro de lot (LOT No).
8. Suggestions d'application
8.1 Scénarios d'application typiques
- Automobile :Rétroéclairage pour les instruments de tableau de bord, les commutateurs et les panneaux de contrôle.
- Télécommunications :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
- Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour petits écrans LCD, éclairage de commutateurs et indicateurs symboliques.
- Usage général :Toute application nécessitant une petite lumière indicatrice jaune brillante et fiable.
8.2 Considérations de conception
Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe estobligatoire. La tension directe de la LED a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'une légère augmentation de tension peut provoquer une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice. La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation, de la tension directe de la LED (utiliser la valeur maximale du bac ou de la fiche technique pour la sécurité) et du courant direct souhaité (ne pas dépasser 25mA en continu).
Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate autour des pastilles thermiques (le cas échéant) et éviter le placement près d'autres composants générant de la chaleur aidera à maintenir les performances et la longévité de la LED, en particulier à haute température ambiante.
Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que classée pour 2000V HBM, les précautions standard de manipulation ESD doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation.
9. Comparaison et différenciation technique
La différenciation principale de la LED 19-217 réside dans sa combinaison de la technologie AlGaInP pour une lumière jaune à haut rendement, un boîtier CMS compact pour économiser de l'espace, et la conformité aux réglementations environnementales modernes (RoHS, sans halogène). Comparée aux anciennes LED jaunes traversantes, elle offre une vitesse de placement, une fiabilité et une flexibilité de conception supérieures. Son large angle de vision de 120 degrés la rend adaptée aux applications où la lumière doit être visible sous un large éventail de perspectives.
10. Questions fréquemment posées (FAQ)
Q : Puis-je alimenter cette LED sans résistance série ?
R :No.La fiche technique avertit explicitement qu'un léger décalage de tension peut provoquer un changement important du courant, entraînant une destruction. Une résistance de limitation de courant est essentielle pour un fonctionnement fiable.
Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?
R : La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde unique où la sortie spectrale est la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui produirait la même couleur perçue. λd est plus pertinente pour la spécification de couleur dans les applications d'éclairage.
Q : Comment interpréter les codes de bacs sur l'étiquette ?
R : Le code CAT correspond au bac d'intensité lumineuse (M1, M2, N1). Le code HUE correspond au bac de longueur d'onde dominante (D3, D4, D5). Le code REF correspond au bac de tension directe (19-23). Faire correspondre ces codes permet d'obtenir des performances uniformes sur plusieurs unités dans une série de production.
Q : Pourquoi y a-t-il une fenêtre d'utilisation stricte de 7 jours après ouverture du sac anti-humidité ?
R : Les composants CMS peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn", ce qui endommage le composant. La fenêtre de 7 jours suppose des conditions d'atelier standard.
11. Cas pratique de conception et d'utilisation
Cas : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état
Un concepteur crée un panneau de contrôle compact avec plusieurs indicateurs d'état jaunes. Il sélectionne la LED 19-217 pour sa petite taille et sa couleur brillante. En utilisant la tension directe maximale (2,2V) de la fiche technique et un courant cible de 20mA (dans la limite de 25mA) avec une alimentation de 5V, il calcule la résistance série : R = (Valim - Vf) / If = (5V - 2,2V) / 0,020A = 140 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms est choisie. Le motif de pastilles sur le PCB est conçu exactement selon le dessin des dimensions du boîtier. Pendant l'assemblage, les bobines restent scellées jusqu'à leur chargement dans la machine de placement. Le profil de refusion spécifié est utilisé. Après assemblage, le panneau fournit des indicateurs jaunes brillants et uniformes avec un large angle de vision pour les opérateurs.
12. Introduction au principe de fonctionnement
La LED 19-217 est une source de lumière à l'état solide basée sur une puce semi-conductrice en Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction P-N, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour définit la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le jaune brillant (~591 nm). La résine époxy d'encapsulation sert à protéger la puce, à façonner le faisceau lumineux (obtenant l'angle de vision de 120 degrés) et à assurer la stabilité mécanique.
13. Tendances et évolutions technologiques
La tendance pour les LED CMS comme la 19-217 continue vers un rendement plus élevé (plus de lumens ou de millicandelas par watt), une meilleure uniformité de couleur grâce à un classement par bacs plus serré, et des tailles de boîtier encore plus petites pour permettre une miniaturisation accrue des produits finis. Il y a également un fort accent sur l'amélioration de la fiabilité et de la longévité sous une plus large gamme de contraintes environnementales, y compris le fonctionnement à haute température pour les applications automobiles. La quête de durabilité pousse à une conformité totale avec les directives environnementales en évolution et à la réduction ou l'élimination des matériaux de terres rares lorsque cela est possible. La technologie sous-jacente AlGaInP reste un choix mature et fiable pour produire une lumière rouge, orange et jaune de haute qualité.
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. |