Fiche technique LED SMD jaune à puce AlInGaP - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 62.5mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED à montage en surface (SMD) utilisant une puce ultra-lumineuse en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour produire une lumière jaune. Le composant est logé dans un boîtier compact conforme aux standards industriels, conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB), y compris le soudage par refusion infrarouge. Sa taille miniature le rend adapté aux applications à espace restreint dans divers secteurs électroniques.

1.1 Avantages et caractéristiques principales

La LED offre plusieurs caractéristiques clés qui améliorent son utilité et sa fiabilité dans la fabrication électronique moderne :

• Conformité RoHS :Le dispositif est fabriqué pour respecter les directives de restriction des substances dangereuses, garantissant la sécurité environnementale.
• Puce AlInGaP haute luminosité :Ce matériau semi-conducteur fournit une émission de lumière jaune efficace avec une bonne intensité lumineuse.
• Conditionnement adapté à l'automatisation :Fourni sur bande de 8 mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, compatible avec les équipements de placement automatique à grande vitesse.
• Empreinte standardisée :Conforme aux standards de boîtier de l'EIA (Electronic Industries Alliance), assurant l'interopérabilité de conception.
• Compatibilité avec les circuits intégrés :Peut être pilotée directement par des sorties logiques standard.
• Soudable par refusion :Résiste aux profils de soudage par refusion infrarouge (IR) standard utilisés dans les lignes d'assemblage de technologie de montage en surface (SMT).

1.2 Applications cibles et marchés

Ce composant est conçu pour une large gamme de fonctions d'indication et de rétroéclairage dans les équipements électroniques. Les principaux domaines d'application incluent :

• Équipements de télécommunications :Indicateurs d'état dans les téléphones sans fil, téléphones cellulaires et matériel réseau.
• Informatique et automatisation de bureau :Rétroéclairage pour claviers et pavés numériques d'ordinateurs portables, voyants d'état sur périphériques.
• Électronique grand public et électroménager :Indicateurs de puissance, de mode ou de fonction.
• Équipements industriels :Indicateurs de panneau pour machines et systèmes de contrôle.
• Affichage et signalétique :Micro-affichages et luminaires symboliques nécessitant une source de lumière jaune compacte.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une ventilation détaillée des limites absolues et des caractéristiques opérationnelles du dispositif. Tous les paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pour une performance fiable.

• Dissipation de puissance (Pd) :62,5 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct continu (IF) :25 mA DC. Le courant en régime permanent maximal pour un fonctionnement fiable.
• Courant direct de crête :60 mA, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour gérer les surtensions transitoires.
• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plage de température de fonctionnement :-30°C à +85°C. La plage de température ambiante pour le fonctionnement normal du dispositif.
• Plage de température de stockage :-40°C à +85°C. La plage de température sûre pour le dispositif lorsqu'il n'est pas alimenté.
• Température de soudage :Résiste à 260°C pendant 10 secondes lors du soudage par refusion (procédé sans plomb).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test spécifiées (IF = 20mA, Ta = 25°C).

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 28,0 à 180,0 millicandelas (mcd). La valeur réelle dépend du code de bin spécifique (voir Section 3). Mesurée à l'aide d'un capteur filtré selon la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ1/2) :130 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe, indiquant un cône de vision large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :588 nm. La longueur d'onde au point le plus élevé du spectre de lumière émis.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 584,5 nm à 597,0 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain pour définir la couleur (jaune), dérivée du diagramme de chromaticité CIE. La valeur spécifique est triée par bin.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. La largeur du spectre d'émission à la moitié de son intensité maximale, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (VF) :Entre 1,8V et 2,4V à 20mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

2.3 Considérations thermiques

Bien que non explicitement représenté graphiquement dans les données fournies, la gestion thermique est implicite dans les valeurs nominales. La limite de dissipation de puissance de 62,5 mW et la température de fonctionnement maximale de 85°C sont critiques. Dépasser la valeur nominale Pd augmentera la température de jonction, ce qui peut entraîner une dépréciation accélérée du flux lumineux, un décalage de la tension directe et, finalement, une défaillance du dispositif. Les concepteurs doivent assurer une disposition de PCB adéquate et, si nécessaire, un dégagement thermique pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres pendant le fonctionnement.

3. Explication du système de binning

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en bins selon des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces répondant à des exigences spécifiques de couleur, de luminosité et de caractéristiques électriques.

3.1 Binning de la tension directe (Vf)

Les LED sont catégorisées par leur chute de tension directe à un courant de test de 20mA. Ceci est crucial pour concevoir des circuits de limitation de courant et assurer une luminosité uniforme dans les réseaux multi-LED alimentés par une source de tension constante.

• Code de bin F2 :VF = 1,80V à 2,10V (±0,1V de tolérance par bin).
• Code de bin F3 :VF = 2,10V à 2,40V (±0,1V de tolérance par bin).

3.2 Binning de l'intensité lumineuse (Iv)

Ce tri classe les LED en fonction de leur intensité lumineuse, mesurée en millicandelas (mcd) à 20mA.

• Code de bin N :28,0 - 45,0 mcd
• Code de bin P :45,0 - 71,0 mcd
• Code de bin Q :71,0 - 112,0 mcd
• Code de bin R :112,0 - 180,0 mcd

Une tolérance de ±15% s'applique à chaque bin d'intensité.

3.3 Binning de la teinte (Longueur d'onde dominante)

Cette classification assure la cohérence des couleurs en triant les LED selon leur longueur d'onde dominante, qui définit la nuance de jaune perçue.

• Code de bin H :584,5 - 587,0 nm
• Code de bin J :587,0 - 589,5 nm
• Code de bin K :589,5 - 592,0 nm
• Code de bin L :592,0 - 594,5 nm
• Code de bin M :594,5 - 597,0 nm

Une tolérance serrée de ±1 nm est maintenue pour chaque bin de longueur d'onde.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans le document, les courbes typiques pour un tel dispositif fournissent des informations essentielles sur son comportement dans différentes conditions.

4.1 Caractéristique Courant vs. Tension (I-V)

La courbe I-V d'une LED AlInGaP est non linéaire, similaire à une diode standard. En dessous de la tension directe (VF), très peu de courant circule. Une fois VF atteinte, le courant augmente rapidement avec une faible augmentation de tension. Cela souligne l'importance d'alimenter les LED avec une source de courant constant plutôt qu'une tension constante pour éviter l'emballement thermique et assurer une sortie lumineuse stable. La plage typique de VF de 1,8V à 2,4V à 20mA est un paramètre de conception clé pour le circuit de pilotage.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

La sortie lumineuse (intensité lumineuse) est approximativement proportionnelle au courant direct sur une plage significative. Cependant, l'efficacité (lumens par watt) peut atteindre un pic à un certain courant puis diminuer à des courants plus élevés en raison d'effets thermiques accrus et d'un affaiblissement. Fonctionner à ou en dessous du courant de test recommandé de 20mA assure une efficacité et une longévité optimales.

4.3 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. Lorsque la température de jonction augmente :

• Tension directe (VF) :Diminue. Cela peut affecter la régulation du courant dans les circuits simples limités par résistance.
• Intensité lumineuse (Iv) :Diminue. La sortie lumineuse baisse lorsque la température augmente.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Peut se décaler légèrement, provoquant potentiellement un changement de couleur subtil.

Ces effets mettent en évidence la nécessité d'une bonne conception thermique, en particulier dans les applications à haute puissance ou à température ambiante élevée.

4.4 Distribution spectrale

Le spectre d'émission est caractérisé par un pic à 588 nm (jaune) avec une demi-largeur relativement étroite de 15 nm. Cela indique une bonne saturation des couleurs. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, est soigneusement triée par bin pour assurer une cohérence visuelle entre différents lots de production.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du dispositif et polarité

Le boîtier de la LED a des dimensions nominales. La cathode est généralement marquée par une teinte verte sur le côté correspondant du dispositif ou par une encoche dans le boîtier. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour assurer un fonctionnement approprié. La lentille est transparente, permettant à la lumière jaune native de la puce AlInGaP d'être émise sans filtrage de couleur.

5.2 Disposition recommandée des plots de fixation sur PCB

Un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour le PCB est fourni pour assurer un soudage fiable. Ce motif inclut des tailles et espacements de pastilles appropriés pour obtenir un bon cordon de soudure, assurer une stabilité mécanique et faciliter un soudage par refusion correct. Respecter cette disposition recommandée aide à prévenir le phénomène de "tombstoning" (composant dressé sur une extrémité) et autres défauts de soudure.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion infrarouge

Le dispositif est compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge sans plomb (Pb-free). Un profil suggéré est critique pour un assemblage réussi sans endommager la LED.

• Zone de préchauffage :150°C à 200°C.
• Temps de préchauffage :Maximum 120 secondes pour augmenter progressivement la température et activer la flux.
• Température de crête :Maximum 260°C. Le dispositif peut résister à cette température pendant un temps limité.
• Temps au-dessus du liquidus (au pic) :Maximum 10 secondes. Le dispositif ne doit pas être soumis à la température de crête plus longtemps que cette durée, et la refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

Ces paramètres sont conformes aux normes JEDEC. 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.

6.2 Soudage manuel (si nécessaire)

Si une réparation manuelle est requise, une extrême prudence est nécessaire :

• Température du fer à souder :Maximum 300°C.
• Temps de soudage :Maximum 3 secondes par joint de soudure.
• Fréquence :Le soudage manuel ne doit être effectué qu'une seule fois pour minimiser le stress thermique.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage post-soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés pour éviter d'endommager le boîtier plastique. Les agents recommandés incluent l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique. La LED doit être immergée à température normale pendant moins d'une minute. Les liquides chimiques non spécifiés ne doivent pas être utilisés.

6.4 Conditions de stockage et de manipulation

Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement classé comme hautement sensible, la prudence est recommandée. Une manipulation avec un bracelet antistatique relié à la terre ou des gants antistatiques est conseillée. Tout l'équipement et les postes de travail doivent être correctement mis à la terre pour prévenir les dommages dus à l'électricité statique ou aux surtensions.

Sensibilité à l'humidité :Le dispositif a un niveau de sensibilité à l'humidité (MSL). Pour les emballages qui ont été ouverts et exposés à l'humidité ambiante :

• La refusion doit être complétée dans la semaine (indicatif du MSL 3).
• Pour un stockage au-delà d'une semaine, les dispositifs doivent être conservés dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un environnement à l'azote.
• S'ils sont stockés hors de l'emballage d'origine pendant plus d'une semaine, un séchage à environ 60°C pendant au moins 20 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.
• Les sachets étanches à l'humidité non ouverts avec dessiccant ont une durée de conservation d'un an lorsqu'ils sont stockés à ≤30°C et ≤90% d'humidité relative.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies dans un format de conditionnement optimisé pour l'assemblage automatisé :

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces (178 mm).
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Quantité minimale de commande :500 pièces pour les quantités restantes.
• Scellement des alvéoles :Les alvéoles de composants vides sont scellées avec un ruban de couverture.
• Composants manquants :Un maximum de deux LED manquantes consécutives est autorisé par spécification.
• Standard :Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Considérations de conception de circuit

Limitation de courant :Une LED est un dispositif piloté par courant. Une résistance de limitation de courant en série ou un circuit de pilotage à courant constant dédié est obligatoire lors de la connexion à une source de tension. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vsource - VF) / IF, où VF est la tension directe (utiliser la valeur max du bin pour la sécurité) et IF est le courant direct souhaité (par ex., 20mA).

Connexions en parallèle :La connexion de plusieurs LED en parallèle directement à une seule source de courant n'est généralement pas recommandée en raison des variations de tension directe (binning Vf). De légères différences de Vf peuvent amener une LED à consommer significativement plus de courant que les autres, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle. Une connexion en série ou un contrôle de courant individuel pour chaque LED est préférable.

Protection contre la tension inverse :Bien que la LED puisse tolérer jusqu'à 5V en inverse, il est recommandé d'éviter de l'exposer à une polarisation inverse. Dans les circuits AC ou bipolaires, une diode de protection en parallèle (polarisée en inverse par rapport à la LED) peut être nécessaire.

8.2 Gestion thermique en application

Pour les applications fonctionnant à des températures ambiantes élevées ou à des courants proches de la valeur nominale maximale, considérez les points suivants :

• Utilisez un PCB avec des vias thermiques sous la pastille thermique de la LED (le cas échéant) pour conduire la chaleur vers d'autres couches ou un dissipateur thermique.
• Prévoyez une surface de cuivre adéquate sur le PCB connectée aux plots de soudure de la LED pour servir de dissipateur thermique.
• Déclassez le courant de fonctionnement maximal lorsque la température ambiante dépasse 25°C pour maintenir la température de jonction dans les limites.

8.3 Intégration optique

Le large angle de vision de 130 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant une visibilité étendue. Pour une lumière focalisée ou dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être employés. La lentille transparente assure une absorption minimale de la lumière jaune émise.

9. Fiabilité et clause de non-responsabilité sur le champ d'application

Le dispositif est destiné à être utilisé dans des équipements électroniques commerciaux et industriels standard, y compris les appareils de bureau, de communication et domestiques. Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait compromettre la sécurité, la santé ou la vie—comme dans l'aviation, les transports, le médical ou les systèmes de sécurité critiques—une consultation et une qualification spécifiques auprès du fabricant du composant sont essentielles avant l'intégration. Les spécifications standard du produit peuvent ne pas être suffisantes pour de telles applications à haute fiabilité.