Fiche technique LED SMD jaune diffusée - AlInGaP - Angle de vision de 120° - 50mA - 3550mcd - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Le dispositif est doté d'une lentille diffusée et utilise un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP) pour produire une lumière jaune. Il est conçu pour être compatible avec les processus d'assemblage automatisés, y compris les équipements de pick-and-place et le soudage par refusion infrarouge, ce qui le rend adapté à la production en grande série. Le conditionnement est fourni sur bande porteuse standard de 8 mm enroulée sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les paramètres suivants définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable.

• Dissipation de puissance (Pd) :182 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le dispositif peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser ses limites thermiques.
• Courant direct de crête (IFP) :100 mA. C'est le courant maximal autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 1 ms). Il est supérieur au courant continu en raison d'un échauffement moyen réduit.
• Courant direct continu (IF) :70 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut provoquer un claquage et endommager la jonction de la LED.
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle le dispositif est spécifié pour fonctionner correctement.
• Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C. La plage de température pour stocker le dispositif lorsqu'il n'est pas alimenté.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C et représentent les performances typiques dans les conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 1400 mcd (minimum) à 3550 mcd (maximum typique) à un courant direct (IF) de 50 mA. Cela mesure la luminosité perçue de la source lumineuse dans une direction spécifique (le long de l'axe). La mesure utilise un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale (sur l'axe). Un large angle de vision comme 120° indique un motif de sortie lumineuse diffus, adapté aux applications nécessitant un éclairage de grande surface plutôt qu'un faisceau focalisé.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :591 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est à son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 584,5 nm à 594,5 nm à IF=50mA. C'est une grandeur colorimétrique dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Elle représente la longueur d'onde unique d'une lumière monochromatique qui serait perçue par l'œil humain comme ayant la même couleur que la lumière de la LED. C'est le paramètre clé pour définir le point de couleur jaune.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :15 nm (typique). C'est la largeur du spectre d'émission à la moitié de sa puissance maximale (Largeur à mi-hauteur, FWHM). Une valeur de 15 nm indique une émission jaune à bande relativement étroite, caractéristique de la technologie AlInGaP.
• Tension directe (VF) :2,2 V (typique) à IF=50mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne au courant spécifié. C'est un paramètre critique pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (IR) :10 μA (maximum) à VR=5V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la tension inverse spécifiée est appliquée.

3. Explication du système de tri

Pour assurer l'uniformité de la production, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de couleur, de luminosité et de tension.

3.1 Tri par tension directe

Trié dans une condition de test IF = 50mA. La tolérance au sein de chaque lot est de +/-0,1V.

• D2 :1,80V (Min) - 2,00V (Max)
• D3 :2,00V (Min) - 2,20V (Max)
• D4 :2,20V (Min) - 2,40V (Max)
• D5 :2,40V (Min) - 2,60V (Max)

3.2 Tri par intensité lumineuse

Trié dans une condition de test IF = 50mA. La tolérance au sein de chaque lot est de +/-11%.

• W2 :1400 mcd (Min) - 1800 mcd (Max)
• X1 :1800 mcd (Min) - 2240 mcd (Max)
• X2 :2240 mcd (Min) - 2800 mcd (Max)
• Y1 :2800 mcd (Min) - 3550 mcd (Max)

3.3 Tri par longueur d'onde dominante

Trié dans une condition de test IF = 50mA. La tolérance au sein de chaque lot est de +/-1 nm. Cela contrôle directement la teinte du jaune.

• H :584,5 nm (Min) - 587,0 nm (Max)
• J :587,0 nm (Min) - 589,5 nm (Max)
• K :589,5 nm (Min) - 592,0 nm (Max)
• L :592,0 nm (Min) - 594,5 nm (Max)

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique (par exemple, Figure 1 pour le spectre de sortie, Figure 5 pour l'angle de vision), les données fournies permettent d'analyser les relations clés.

• Courant vs. Intensité lumineuse (Courbe I-Iv) :L'intensité lumineuse est spécifiée à 50mA. Typiquement, pour les LED AlInGaP, le flux lumineux augmente de manière sous-linéaire avec le courant. Un fonctionnement au-dessus du courant continu recommandé peut entraîner une augmentation de la chaleur, une baisse d'efficacité et une dégradation accélérée.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse et la tension directe des LED sont sensibles à la température. L'intensité diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. La tension directe a typiquement un coefficient de température négatif, diminuant d'environ 2 mV/°C pour l'AlInGaP. Les conceptions doivent tenir compte de la gestion thermique pour maintenir des performances optiques stables.
• Distribution spectrale :Avec un pic typique à 591 nm et une demi-largeur de 15 nm, l'émission est centrée dans la région jaune du spectre visible. Les lots de longueur d'onde dominante (H à L) assurent la constance des couleurs en regroupant les LED ayant des coordonnées chromatiques très similaires.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier du dispositif

La LED est conforme à un contour de boîtier SMD standard EIA. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis dans la fiche technique avec toutes les mesures en millimètres. Les caractéristiques clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que le placement et la taille des pastilles de soudure et de la structure de la lentille. Une tolérance de ±0,2 mm s'applique sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

La fiche technique inclut un diagramme indiquant les bornes cathode et anode. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage. La cathode est généralement marquée par une encoche, un marquage vert ou une patte/onglet plus court sur la face inférieure du boîtier.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

Le dispositif est fourni dans une bande porteuse gaufrée avec une bande de protection.

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) pour les restes :500 pièces.
• Le conditionnement suit les spécifications ANSI/EIA-481 pour assurer la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR). Un profil recommandé conforme à la norme JEDEC J-STD-020B pour le soudage sans plomb est fourni.

• Température de préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de corps maximale :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Le temps recommandé est spécifié dans le graphique de profil (typiquement 60-90 secondes).
• Nombre maximal de passages :Deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de rigueur.

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudage par pastille :Maximum 3 secondes.
• Nombre maximal de fois :Une seule fois par joint.

6.3 Stockage et manipulation

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'humidité relative (HR). Utiliser dans un délai d'un an.
• Emballage ouvert :Les composants exposés à l'air ambiant doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer le soudage par refusion IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité.
• Stockage prolongé (ouvert) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote.
• Séchage (Baking) :Si les composants ont été exposés plus de 168 heures, les sécher à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages de type \"popcorning\" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage post-assemblage est requis, utiliser uniquement des solvants approuvés.

• Solvants recommandés :Alcool éthylique ou alcool isopropylique.
• Procédure :Immerger à température normale pendant moins d'une minute. Ne pas utiliser le nettoyage par ultrasons à moins qu'il ne soit vérifié comme sûr pour le boîtier.
• Avertissement :Ne pas utiliser de liquides chimiques non spécifiés car ils pourraient endommager la lentille de la LED ou le matériau du boîtier.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour assurer un fonctionnement stable et une longue durée de vie, un mécanisme de limitation de courant est essentiel.

• Résistance en série (Modèle de circuit A) :La méthode la plus courante et recommandée. Une résistance (R) est placée en série avec la LED. Sa valeur est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max du lot pour le calcul de courant dans le pire des cas), et IF est le courant de fonctionnement souhaité (par ex., 20mA, 50mA). Cette méthode offre une excellente régulation de courant par LED et est simple à mettre en œuvre.
• Avertissement sur la connexion en parallèle :Il n'est pas recommandé de connecter plusieurs LED directement en parallèle avec une seule résistance de limitation de courant (Modèle de circuit B). De petites variations de tension directe (VF) entre les LED individuelles, même au sein du même lot, provoqueront un déséquilibre significatif dans le partage du courant. Une LED peut attirer la majeure partie du courant, entraînant une surchauffe et une défaillance prématurée, tandis que les autres restent faibles. Utilisez toujours une résistance série séparée pour chaque LED ou employez un pilote à courant constant actif.

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible, une conception thermique efficace est cruciale pour maintenir les performances et la fiabilité.

• Conception du PCB :Utilisez une surface de cuivre adéquate (plots thermiques ou zones de cuivre) connectée aux pastilles de soudure de la LED pour servir de dissipateur thermique et évacuer la chaleur du dispositif.
• Température ambiante :Assurez-vous que la température ambiante de fonctionnement se situe dans la plage spécifiée. Tenez compte de la chaleur générée par les autres composants sur la carte.
• Déclassement du courant :Pour un fonctionnement à des températures ambiantes élevées (approchant +85°C), envisagez de déclasser (réduire) le courant de fonctionnement pour abaisser la température de jonction et prévenir une dépréciation accélérée du flux lumineux.

7.3 Scénarios d'application typiques

La combinaison d'une lentille diffusée, d'un large angle de vision et d'une couleur jaune rend cette LED adaptée à diverses applications :

• Lumières d'état et indicateurs :Marche/arrêt, mode veille, activité système, indicateurs d'avertissement dans l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriels et l'instrumentation.
• Rétroéclairage :Rétroéclairage par les bords ou direct pour les inscriptions sur les touches à membrane, les claviers et les panneaux avant où un éclairage uniforme et à grand angle est souhaité.
• Éclairage intérieur automobile :Feux d'avertissement, éclairage des commutateurs et éclairage ambiant général (sous réserve de qualification pour des normes automobiles spécifiques).
• Signalisation et éclairage décoratif :Éclairage d'accentuation dans des éléments architecturaux ou des présentations décoratives.

8. Introduction technologique et tendances

8.1 Technologie AlInGaP

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP). L'AlInGaP est particulièrement efficace pour produire de la lumière dans les régions rouge, orange, ambre et jaune du spectre. Les principaux avantages incluent une haute efficacité lumineuse (lumens par watt) et une bonne pureté des couleurs (largeur spectrale étroite) pour ces couleurs par rapport aux technologies plus anciennes comme le phosphure de gallium (GaP). Le système de matériaux permet un réglage précis de la largeur de bande interdite, et donc de la longueur d'onde émise, en ajustant les proportions des éléments constitutifs.

8.2 Lentille diffusée vs. Lentille claire

Le matériau de la lentille diffusée (laiteuse ou givrée) contient des particules de diffusion. Lorsque la lumière provenant de la minuscule puce semi-conductrice traverse cette lentille, elle est diffusée dans de nombreuses directions. Cela se traduit par un angle de vision beaucoup plus large (120° dans ce cas) et une apparence plus uniforme et plus douce avec un éblouissement réduit et aucun \"point chaud\" visible de la puce. Cela contraste avec une lentille claire (transparente), qui produit un faisceau plus focalisé avec un angle de vision plus étroit et un point central distinct et brillant.

8.3 Tendances de l'industrie

La tendance générale des LED SMD va vers une efficacité plus élevée, une fiabilité accrue et des tailles de boîtier plus petites. Bien que cette fiche technique représente un produit mature et fiable, les nouveaux développements dans les LED jaunes à conversion de phosphore (utilisant une puce bleue avec un phosphore jaune) peuvent offrir différents compromis en termes d'efficacité, de rendu des couleurs et de coût. De plus, les progrès dans les matériaux de conditionnement et les techniques de gestion thermique continuent de repousser les limites de la densité de puissance et de la durée de vie pour toutes les technologies LED. La tendance à la miniaturisation conduit également à des empreintes de boîtier encore plus petites tout en maintenant ou en améliorant le flux lumineux.