Table des matières
- 1. Vue d'ensemble du produit
- 1.1 Caractéristiques
- 1.2 Applications
- 2. Dimensions du boîtier et informations mécaniques
- 3. Valeurs nominales et caractéristiques
- 3.1 Valeurs nominales absolues maximales
- 3.2 Caractéristiques électriques et optiques
- 4. Système de classement
- 4.1 Codes de classe d'intensité lumineuse
- 5. Analyse des courbes de performance
- 6. Guide d'assemblage et de manipulation
- 6.1 Configuration recommandée des pastilles PCB
- 6.2 Directives de soudage
- 6.3 Nettoyage
- 6.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)
- 7. Stockage et sensibilité à l'humidité
- 8. Spécifications de conditionnement
- 9. Considérations de conception d'application
- 9.1 Conception du circuit d'alimentation
- 9.2 Gestion thermique
- 9.3 Conception optique
- 10. Fiabilité et champ d'application
- Terminologie des spécifications LED
- Performance photoelectrique
- Paramètres électriques
- Gestion thermique et fiabilité
- Emballage et matériaux
- Contrôle qualité et classement
- Tests et certification
1. Vue d'ensemble du produit
Ce document détaille les spécifications d'une LED haute performance pour montage en surface, conçue pour les processus d'assemblage automatisés. Le dispositif utilise une puce AlInGaP Ultra Brillante pour délivrer une sortie lumineuse supérieure dans un boîtier compact à lentille en dôme. Ses objectifs de conception principaux sont la fiabilité, la compatibilité avec les techniques de fabrication modernes et l'adaptabilité aux applications à espace restreint.
1.1 Caractéristiques
- Conforme aux directives environnementales RoHS.
- Dotée d'une lentille en dôme pour une distribution de lumière optimisée.
- Fabriquée avec une puce semi-conductrice AlInGaP Ultra Brillante.
- Fournie en conditionnement bande et bobine (bande de 8 mm sur bobines de 7\") pour placement automatique.
- Conforme aux contours de boîtier standard EIA.
- Conçue pour une interface directe avec les circuits intégrés (compatible C.I.).
- Entièrement compatible avec les équipements de placement automatique.
- Résiste aux processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR).
1.2 Applications
Cette LED est conçue pour une large gamme d'équipements électroniques, y compris, mais sans s'y limiter :
- Dispositifs de télécommunication et équipements de bureautique.
- Appareils électroménagers et systèmes de contrôle industriel.
- Rétroéclairage de claviers et pavés numériques.
- Indicateurs d'état et d'alimentation.
- Micro-affichages et éclairage de symboles.
2. Dimensions du boîtier et informations mécaniques
La LED est logée dans un boîtier standard pour montage en surface. Les dimensions critiques sont fournies dans les dessins de la fiche technique, toutes les mesures étant en millimètres. La tolérance standard pour les dimensions non spécifiées est de \u00b10,1 mm. La lentille est transparente, tandis que la source lumineuse émet une couleur rouge. Les dessins mécaniques précis sont essentiels pour la conception de l'empreinte PCB afin d'assurer un soudage et un alignement corrects.
3. Valeurs nominales et caractéristiques
Toutes les spécifications sont définies à une température ambiante (Ta) de 25\u00b0C sauf indication contraire. Dépasser les valeurs nominales absolues maximales peut causer des dommages permanents.
3.1 Valeurs nominales absolues maximales
- Dissipation de puissance (Pd) :62,5 mW
- Courant direct de crête (IF) :60 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
- Courant direct continu (IF) :25 mA DC
- Tension inverse (VR) :5 V
- Plage de température de fonctionnement :-30\u00b0C à +85\u00b0C
- Plage de température de stockage :-40\u00b0C à +85\u00b0C
- Condition de soudage par refusion infrarouge :Température de crête de 260\u00b0C pendant 10 secondes maximum.
3.2 Caractéristiques électriques et optiques
Paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (IF= 20mA, Ta=25\u00b0C).
- Intensité lumineuse (IV) :1155,0 - 2145,0 mcd (millicandela). Mesurée avec un filtre approximant la réponse photopique de l'œil CIE.
- Angle de vision (2\u03b81/2) :75 degrés. Défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale.
- Longueur d'onde d'émission de crête (\u03bbP) :Typiquement 632 nm.
- Longueur d'onde dominante (\u03bbd) :620,0 - 625,0 nm. La longueur d'onde unique perçue comme la couleur de la LED.
- Demi-largeur de raie spectrale (\u0394\u03bb) :Typiquement 20 nm. La largeur de bande spectrale à la moitié de l'intensité de crête.
- Tension directe (VF) :1,6 - 2,4 V à 20mA.
- Courant inverse (IR) :10 \u03bcA maximum à VR= 5V.
4. Système de classement
Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes basées sur l'intensité lumineuse.
4.1 Codes de classe d'intensité lumineuse
- Classe W1 :1155,0 mcd (Min) à 1400,0 mcd (Max)
- Classe W2 :1400,0 mcd (Min) à 1800,0 mcd (Max)
- Classe X1 :1800,0 mcd (Min) à 2145,0 mcd (Max)
La tolérance au sein de chaque classe est de \u00b115 %. Les concepteurs doivent spécifier le code de classe requis pour les applications exigeant un appariement précis de la luminosité.
5. Analyse des courbes de performance
La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques qui sont cruciales pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard. Celles-ci incluent typiquement :
- Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation non linéaire, importante pour la conception du pilote.
- Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre comment la sortie lumineuse évolue avec le courant d'alimentation.
- Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre la dégradation de la sortie lumineuse avec l'augmentation de la température, un facteur critique pour la gestion thermique.
- Distribution spectrale :Illustre la puissance relative émise à travers les longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde dominante.
L'analyse de ces courbes permet aux concepteurs d'optimiser les conditions d'alimentation, de gérer les effets thermiques et de prédire les performances dans l'application finale.
6. Guide d'assemblage et de manipulation
6.1 Configuration recommandée des pastilles PCB
Un motif de pastilles (empreinte) suggéré est fourni pour assurer la formation fiable des joints de soudure, un alignement correct et une résistance mécanique suffisante. Respecter cette conception minimise les effets de "tombstoning" et autres défauts de placement.
6.2 Directives de soudage
Le dispositif est qualifié pour les processus de soudage par refusion infrarouge sans plomb (Pb-free). Un profil de température conforme JEDEC est recommandé à titre d'exemple :
- Préchauffage :150-200\u00b0C
- Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
- Température de crête :Maximum 260\u00b0C.
- Temps au-dessus de 260\u00b0C :Maximum 10 secondes.
- Nombre de passages de refusion :Maximum deux fois.
Pour le soudage manuel à l'étain, la température de la panne ne doit pas dépasser 300\u00b0C, avec un temps de contact limité à 3 secondes pour une seule opération uniquement. Le profil réel doit être caractérisé pour l'assemblage PCB spécifique, en tenant compte de l'épaisseur de la carte, de la densité des composants et des spécifications de la pâte à souder.
6.3 Nettoyage
Si un nettoyage est nécessaire après soudage, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier époxy ou la lentille.
6.4 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)
Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques et aux surtensions. Des contrôles ESD appropriés doivent être mis en œuvre pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques et de s'assurer que tout l'équipement est correctement mis à la terre.
7. Stockage et sensibilité à l'humidité
Les LED sont conditionnées dans des sacs barrières à l'humidité avec dessiccant pour maintenir un environnement sec.
- Emballage scellé :Conserver à \u2264 30\u00b0C et \u2264 90 % d'humidité relative. La durée de conservation est d'un an à partir de la date de scellement du sac.
- Emballage ouvert :Pour les composants retirés du sac scellé, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30\u00b0C / 60 % HR. Les composants doivent être refondus dans la semaine (Niveau MSL 3).
- Stockage prolongé (hors sac) :Conserver dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote.
- Rebaking (séchage) :Si les LED sont exposées à l'air ambiant pendant plus d'une semaine, elles doivent être séchées à environ 60\u00b0C pendant au moins 20 heures avant le soudage par refusion pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type "popcorning".
8. Spécifications de conditionnement
Les composants sont fournis sur bande porteuse emboutie pour une manipulation automatisée.
- Largeur de bande :8 mm.
- Diamètre de la bobine :7 pouces.
- Quantité par bobine :3000 pièces.
- Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
- Couvercle des alvéoles :Les alvéoles vides sont scellées avec une bande de couverture.
- Composants manquants :Un maximum de deux LED manquantes consécutives est autorisé par spécification de bobine.
- Standard :Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.
9. Considérations de conception d'application
9.1 Conception du circuit d'alimentation
Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour assurer une luminosité uniforme et éviter l'effet de "current hogging", chaque LED dans une configuration parallèle doit avoir sa propre résistance de limitation de courant. La valeur de la résistance série (Rs) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : Rs= (Valimentation- VF) / IF, où VFest la tension directe de la LED au courant désiré IF. Il est conseillé d'utiliser la VFtypique pour le calcul, mais les marges de conception doivent tenir compte de la plage min/max.
9.2 Gestion thermique
Bien que le boîtier soit petit, une gestion thermique efficace est essentielle pour maintenir les performances et la longévité. Dépasser la température de jonction maximale peut entraîner une dépréciation accélérée du flux lumineux et une réduction de la durée de vie. Les bonnes pratiques de conception incluent de s'assurer d'une surface de cuivre adéquate sur le PCB sous et autour des pastilles de la LED pour servir de dissipateur thermique, et d'éviter le fonctionnement au courant absolu maximum dans des températures ambiantes élevées.
9.3 Conception optique
L'angle de vision de 75 degrés fournit un motif d'émission large. Pour les applications nécessitant une lumière focalisée ou collimatée, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) seront nécessaires. La lentille en dôme transparente est adaptée aux applications où la couleur native de la LED est souhaitée sans diffusion.
10. Fiabilité et champ d'application
Ces LED sont destinées à être utilisées dans des équipements électroniques commerciaux et industriels standards. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait compromettre la sécurité ou la santé (par exemple, aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, systèmes de sécurité des transports), une qualification supplémentaire et une consultation avec le fabricant du composant sont obligatoires. Les spécifications et directives fournies constituent la base pour une intégration fiable dans les assemblages électroniques standards.
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. |