Fiche technique LED SMD jaune AlInGaP - Boîtier CMS - Tension directe 1,8-2,4V - Flux lumineux jusqu'à 2,13lm - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED à montage en surface (SMD) utilisant un matériau semi-conducteur à base de Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour produire une lumière jaune. Le composant est logé dans un boîtier à lentille transparente, conçu pour les processus d'assemblage automatisés et les applications à espace restreint. Sa fonction principale est de servir d'indicateur d'état, de signal lumineux ou de composant de rétroéclairage de façade dans une large gamme d'équipements électroniques.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• Conditionné sur bande de 8 mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, adapté aux équipements automatisés de placement rapide.
• Présente un contour de boîtier standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Niveaux logiques compatibles avec les circuits intégrés pour une intégration aisée avec les circuits de commande.
• Entièrement compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), supportant les profils de soudure sans plomb.
• Préconditionné pour atteindre le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 de JEDEC, indiquant une durée de vie hors sachet de 168 heures à <30°C/60% HR après ouverture.

1.2 Marchés cibles et applications

Cette LED est conçue pour la fiabilité et la performance dans divers secteurs. Les principaux domaines d'application incluent :

• Télécommunications :Indicateurs d'état dans les téléphones sans fil, téléphones cellulaires et équipements réseau.
• Automatisation de bureau :Indicateurs de panneau dans les imprimantes, scanners et ordinateurs portables.
• Appareils électroménagers :Indicateurs de mise sous tension, de mode ou de fonction dans divers appareils domestiques.
• Équipements industriels :Indicateurs d'état opérationnel et de défaut dans les panneaux de contrôle et les machines.
• Indication générale :Applications de signalisation et d'éclairage de symboles, ainsi que de rétroéclairage de façade où un éclairage uniforme est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les sections suivantes fournissent une analyse détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance du composant dans des conditions de test standard (Ta=25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs représentent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pendant de longues périodes.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le composant peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_F(PEAK)) :80 mA. C'est le courant direct instantané maximal, typiquement spécifié dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant maximal recommandé pour un fonctionnement continu.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle le composant est conçu pour fonctionner.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. La plage de température pour le stockage hors fonctionnement.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres définissent la performance typique de la LED lorsqu'elle est pilotée dans des conditions de test spécifiées (I_F= 20mA).

• Flux lumineux (Φ_v) :0,67 lm (Min) à 2,13 lm (Max). C'est la puissance lumineuse totale perçue émise par la source, mesurée en lumens (lm). La large plage est gérée via le tri (binning).
• Intensité lumineuse (I_v) :224 mcd (Min) à 710 mcd (Max). C'est le flux lumineux par angle solide dans une direction donnée, mesuré en millicandelas (mcd). C'est une valeur de référence dérivée de la mesure du flux lumineux.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120° (Typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de la valeur sur l'axe optique (0°), indiquant un diagramme de vision très large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :591 nm (Typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance de la lumière émise est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :584,5 nm à 594,5 nm. La longueur d'onde unique qui définit la couleur perçue de la lumière, avec une tolérance de ±1 nm par classe de tri.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (Typique). La largeur spectrale de l'émission à la moitié de son intensité maximale, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (V_F) :1,8 V (Min) à 2,4 V (Max) à 20mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsque le courant circule, avec une tolérance de ±0,1V par classe de tri.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (Max) à V_R=5V. Le faible courant de fuite qui circule lorsque le composant est polarisé en inverse.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour garantir l'uniformité des séries de production, les LED sont triées en classes de performance basées sur des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques en termes de luminosité, couleur et tension.

3.1 Tri par Flux / Intensité lumineuse

La LED est catégorisée en classes basées sur sa production lumineuse totale. La tolérance au sein de chaque classe d'intensité est de ±11%.

• Classe D2 :0,67 lm à 0,84 lm (224 mcd à 280 mcd)
• Classe E1 :0,84 lm à 1,07 lm (280 mcd à 355 mcd)
• Classe E2 :1,07 lm à 1,35 lm (355 mcd à 450 mcd)
• Classe F1 :1,35 lm à 1,68 lm (450 mcd à 560 mcd)
• Classe F2 :1,68 lm à 2,13 lm (560 mcd à 710 mcd)

3.2 Tri par Tension directe

Les LED sont également triées par leur chute de tension directe à 20mA, avec une tolérance de ±0,1V par classe. Ceci est crucial pour le calcul de la résistance de limitation de courant et la conception de l'alimentation.

• Classe D2 :1,8 V à 2,0 V
• Classe D3 :2,0 V à 2,2 V
• Classe D4 :2,2 V à 2,4 V

3.3 Tri par Teinte / Longueur d'onde dominante

Ce tri garantit l'uniformité de la couleur. La longueur d'onde dominante, qui définit la teinte jaune perçue, est triée en plages spécifiques avec une tolérance de ±1 nm par classe.

• Classe H :584,5 nm à 587,0 nm
• Classe J :587,0 nm à 589,5 nm
• Classe K :589,5 nm à 592,0 nm
• Classe L :592,0 nm à 594,5 nm

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les tendances de performance typiques des LED AlInGaP peuvent être analysées :

4.1 Caractéristique Courant vs. Tension (I-V)

La tension directe (V_F) présente une relation logarithmique avec le courant direct (I_F). Elle augmente de manière non linéaire, avec une montée plus rapide aux faibles courants (près de la tension de seuil) et une augmentation plus linéaire aux courants plus élevés en raison de la résistance série au sein du semi-conducteur et du boîtier.

4.2 Flux lumineux vs. Courant direct

La production de lumière (flux lumineux) est généralement proportionnelle au courant direct sur une plage de fonctionnement significative. Cependant, l'efficacité (lumens par watt) atteint généralement un pic à un courant spécifique et peut diminuer à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la génération de chaleur et de la baisse d'efficacité (efficiency droop).

4.3 Dépendance à la température

Les paramètres clés sont affectés par la température de jonction (T_j) :

• Tension directe (V_F) :Diminue avec l'augmentation de la température (coefficient de température négatif).
• Flux/Intensité lumineuse :Diminue généralement avec l'augmentation de la température. Le taux de diminution est un facteur critique pour la gestion thermique dans les applications haute puissance ou à température ambiante élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Peut se déplacer légèrement avec la température, affectant la couleur perçue.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est conforme à un contour de boîtier SMD standard EIA. Toutes les dimensions critiques, y compris la longueur, la largeur, la hauteur du corps et l'espacement des broches, sont fournies dans la fiche technique avec une tolérance standard de ±0,2 mm sauf indication contraire. Le matériau de la lentille transparente est typiquement à base d'époxy ou de silicone.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La cathode est typiquement marquée sur le corps du composant, souvent par une encoche, un point vert ou un autre indicateur visuel. La fiche technique inclut un motif de pastille recommandé pour circuit imprimé (PCB) pour la soudure par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Ce motif est conçu pour assurer une formation correcte du joint de soudure, un auto-alignement pendant la refusion et une fixation mécanique fiable.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de refusion IR recommandé

Le composant est compatible avec les processus de soudure sans plomb. La fiche technique fait référence à un profil conforme à la norme J-STD-020B. Les paramètres clés incluent typiquement :

• Préchauffage :150°C à 200°C, avec un temps maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement l'assemblage et activer le flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C. Le temps au-dessus de la température de liquidus de la soudure (par ex., 217°C pour le SAC305) doit être contrôlé.
• Temps total de soudure :Maximum de 10 secondes à la température de crête, avec un maximum de deux cycles de refusion autorisés.

Note :Le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, des composants, de la pâte à souder et du four. Le profil fourni est une ligne directrice qui doit être caractérisée pour la configuration de production réelle.

6.2 Soudure manuelle

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

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudure :Maximum 3 secondes par joint.
• Limite :Un seul cycle de soudure est autorisé pour la soudure manuelle afin de minimiser la contrainte thermique sur le boîtier de la LED.

6.3 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille en époxy ou le boîtier. Si un nettoyage est requis après soudure, une immersion dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est recommandée.

6.4 Stockage et manipulation

Un stockage approprié est critique en raison du niveau de sensibilité à l'humidité du composant (MSL 3) :

• Sachet scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). Utiliser dans l'année suivant la date de scellage du sachet.
• Sachet ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Les composants doivent être refondus par IR dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition à l'air ambiant.
• Exposition prolongée :Pour un stockage au-delà de 168 heures, stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. Les composants exposés plus de 168 heures nécessitent un séchage (baking) à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée standard de l'industrie :

• Largeur de bande :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :2000 pièces (bobine complète standard).
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• La bande est scellée avec une bande de couverture supérieure. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481, avec une tolérance pour un maximum de deux composants manquants consécutifs.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Limitation du courant

Une résistance série de limitation de courant est obligatoire pour un fonctionnement fiable. La valeur de la résistance (R_s) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la classe ou de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas le I_Fdésiré dans les pires conditions. La puissance nominale de la résistance doit être suffisante : P_R= (I_F)² * R_s.

.

8.2 Gestion thermique

Bien qu'il s'agisse d'un composant de faible puissance, une conception thermique appropriée prolonge la durée de vie et maintient la stabilité de la production lumineuse. Assurez une surface de cuivre adéquate sur le PCB connectée à la pastille thermique de la LED (si applicable) ou aux broches pour dissiper la chaleur. Évitez de fonctionner au courant et à la dissipation de puissance absolus maximaux dans des températures ambiantes élevées.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 120° fournit un faisceau très large. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) doivent être utilisées. La lentille transparente est adaptée aux applications où l'image de la puce n'est pas critique ; pour un aspect plus diffus, une lentille diffusante laiteuse ou colorée serait requise.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre le Flux lumineux et l'Intensité lumineuse ?Le Flux lumineux (lm)mesure la quantité totale de lumière visible émise par la source dans toutes les directions.L'Intensité lumineuse (mcd)

mesure l'éclat apparent de la source dans une direction spécifique. Une LED à haute intensité peut avoir un faisceau étroit, tandis qu'une LED à haut flux émet plus de lumière totale, potentiellement sur une zone plus large. Dans cette fiche technique, l'intensité est une valeur de référence dérivée de la mesure du flux.

9.2 Pourquoi le tri (binning) est-il important ?_FLes variations de fabrication entraînent des différences de V

, de production lumineuse et de couleur entre les LED individuelles. Le tri les classe en groupes avec des paramètres étroitement contrôlés. Pour les applications nécessitant un aspect uniforme (par ex., affichages multi-LED, rétroéclairages) ou un pilotage de courant précis, spécifier une seule classe ou un mélange de classes du même groupe est essentiel.

No.9.3 Puis-je alimenter cette LED sans résistance de limitation de courant ?_FUne LED est une diode avec une caractéristique I-V non linéaire. Une faible augmentation de la tension au-dessus de sa V

peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant. Une résistance série (ou un pilote à courant constant) est toujours nécessaire pour définir le point de fonctionnement en toute sécurité.

9.4 Que se passe-t-il si je dépasse le temps de stockage ou de refusion après ouverture du sachet ?

L'humidité absorbée dans le boîtier plastique peut se vaporiser rapidement pendant le processus de soudure par refusion à haute température, provoquant un délaminage interne, des fissures ou des dommages aux fils de liaison (effet "pop-corn"). Suivre les directives MSL 3 (durée de vie hors sachet de 168 heures) et effectuer le séchage requis si cette durée est dépassée est critique pour le rendement d'assemblage et la fiabilité à long terme.

10. Principe de fonctionnement et technologie

10.1 Technologie semi-conductrice AlInGaP

Cette LED utilise un composé semi-conducteur à base de Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour sa région active. En contrôlant précisément les rapports de ces éléments pendant la croissance cristalline, la largeur de bande interdite du matériau est conçue pour émettre de la lumière dans la région jaune du spectre visible (autour de 590 nm) lorsque les électrons et les trous se recombinent à travers la bande interdite (électroluminescence). La technologie AlInGaP est connue pour sa haute efficacité dans les longueurs d'onde rouge, orange et jaune.

10.2 Construction du boîtier CMS