Fiche technique LED SMD jaune à lentille diffusante LTSN-B680VSST - Dimensions du boîtier - Tension directe 1,8-2,4V - Intensité lumineuse 710-1400mcd - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface (SMD). Le dispositif est doté d'une lentille diffusante et utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une lumière jaune. Les LED SMD sont conçues pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB), offrant un facteur de forme compact adapté aux applications où l'espace est limité.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa compatibilité avec les équipements automatisés de pick-and-place et les processus de soudure par refusion infrarouge (IR), qui sont standard dans la fabrication électronique en grande série. Elle est conditionnée sur bande embossée (pas de 8mm) enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant ainsi la manutention et l'assemblage. Le dispositif est conforme aux normes industrielles pertinentes et est conçu pour une utilisation dans un large éventail d'appareils électroniques grand public et industriels. Les applications cibles couvrent les équipements de télécommunications, les appareils de bureautique, les appareils électroménagers, les systèmes de contrôle industriel, ainsi que la signalétique ou les affichages intérieurs nécessitant un éclairage indicateur fiable.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les performances de la LED sont définies dans des conditions de test spécifiques, typiquement à une température ambiante (Ta) de 25°C. La compréhension de ces paramètres est cruciale pour la conception du circuit et la prédiction des performances.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Il est déconseillé de fonctionner en dehors de ces limites. Les limites clés incluent une dissipation de puissance maximale de 120 mW, un courant direct continu (IF) de 50 mA, et un courant de crête de 80 mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). La tension inverse maximale (VR) est de 5 V. Le dispositif est conçu pour fonctionner et être stocké dans une plage de température de -40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Il s'agit des paramètres de performance typiques dans des conditions de fonctionnement normales. L'intensité lumineuse (Iv), une mesure de la luminosité perçue, varie d'un minimum de 710 mcd à un maximum de 1400 mcd lorsqu'elle est alimentée par un courant direct de 20 mA. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale, est typiquement de 120 degrés, indiquant un diagramme de vision large adapté aux voyants lumineux. La tension directe (VF) à 20 mA varie de 1,8 V à 2,4 V, ce qui est important pour calculer les valeurs des résistances série et la conception de l'alimentation. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, est spécifiée entre 586,5 nm et 592,5 nm, la plaçant dans la région jaune du spectre. Le courant inverse (IR) est typiquement très faible, avec un maximum de 10 µA à la tension inverse complète de 5V.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en catégories de performance (bins). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de tension, de luminosité et de couleur.

3.1 Classe de tension directe (Vf)

Les LED sont classées en fonction de leur chute de tension directe à 20 mA. Les codes de bin D2, D3 et D4 correspondent respectivement aux plages de tension de 1,80-2,00V, 2,00-2,20V et 2,20-2,40V, avec une tolérance de ±0,1V par bin. La sélection de LED provenant du même bin Vf aide à maintenir l'uniformité du courant lorsque plusieurs dispositifs sont connectés en parallèle.

3.2 Classe d'intensité lumineuse (Iv)

La luminosité est catégorisée en bins V1 (710-875 mcd), V2 (875-1120 mcd) et W1 (1120-1400 mcd) à 20 mA, avec une tolérance de 11% par bin. Cela permet d'homogénéiser les niveaux de luminosité dans un réseau de LED.

3.3 Classe de longueur d'onde dominante (Wd)

La couleur (longueur d'onde) est classée en codes J (586,5-589,5 nm) et K (589,5-592,5 nm), avec une tolérance de ±1 nm. Cela garantit la cohérence des couleurs, ce qui est crucial pour les applications où l'apparence uniforme est importante.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les courbes typiques pour de tels dispositifs fournissent des informations précieuses. La courbe courant direct vs tension directe (I-V) montre la relation exponentielle, cruciale pour déterminer le point de fonctionnement. La courbe intensité lumineuse vs courant direct montre généralement une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement, mais une saturation peut survenir à des courants plus élevés. La courbe de distribution spectrale montrerait une longueur d'onde d'émission de crête (λp) autour de 591 nm avec une demi-largeur spectrale (Δλ) d'environ 15 nm, définissant la pureté de la couleur. Les performances varient également avec la température ; l'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est logée dans un boîtier SMD standard. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis, spécifiant la longueur, la largeur, la hauteur, l'espacement des broches et la géométrie de la lentille. Ces dimensions sont cruciales pour la conception de l'empreinte PCB. Le document inclut des conceptions recommandées de pastilles (pads) PCB pour une soudure fiable, spécifiant la taille et l'espacement des pastilles pour assurer une bonne formation des joints de soudure pendant la refusion. Le dispositif possède un marquage de polarité, typiquement un indicateur de cathode sur le boîtier, qui doit être correctement aligné avec l'empreinte PCB.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de refusion IR recommandé

Pour les processus de soudure sans plomb, un profil conforme à la norme J-STD-020B est recommandé. Les paramètres clés incluent une température de préchauffage de 150-200°C, une température de corps maximale ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (TAL) adapté à la pâte à souder spécifique. Le temps total de préchauffage doit être limité à un maximum de 120 secondes. Ces conditions sont essentielles pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED ou à la lentille en époxy.

6.2 Conditions de stockage

Les LED sont sensibles à l'humidité. Lorsqu'elles sont stockées dans leur sac barrière d'humidité scellé d'origine avec dessiccant, elles doivent être conservées à ≤ 30°C et ≤ 70% HR, avec une période d'utilisation recommandée d'un an. Une fois le sac ouvert, l'environnement de stockage doit être ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les composants exposés aux conditions ambiantes pendant plus de 168 heures doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet \"popcorn\" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est nécessaire, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. L'immersion de 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 pourraient endommager le matériau du boîtier ou la lentille.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard consiste en des LED placées dans une bande porteuse embossée (pas de 8mm) et scellées avec une bande de couverture. Cette bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine complète contient 2000 pièces. Pour des quantités inférieures à une bobine complète, une quantité minimale de 500 pièces peut être disponible. Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA-481.

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une luminosité stable et uniforme, en particulier lorsque plusieurs LED sont utilisées, chaque LED doit être pilotée avec une résistance limitant le courant en série. La valeur de la résistance (R) est calculée à l'aide de la formule : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max pour le calcul du pire cas de courant), et IF est le courant direct souhaité (par ex., 20 mA). Le pilotage de LED en parallèle sans résistances individuelles n'est pas recommandé en raison des variations de VF, ce qui peut entraîner un déséquilibre de courant important et une luminosité inégale.

8.2 Considérations de conception

Prenez en compte l'environnement thermique. Fonctionner à ou près du courant nominal maximal générera plus de chaleur, réduisant potentiellement le flux lumineux et la durée de vie. Une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques peuvent être nécessaires pour la dissipation thermique dans les applications à courant élevé ou à température ambiante élevée. Assurez-vous que la conception du PCB correspond à la géométrie de pastille recommandée pour une soudure fiable. Tenez compte de l'angle de vision large (120°) lors de la conception de guides de lumière ou de cadres.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux anciennes LED traversantes, ce type SMD offre des économies d'espace significatives, une meilleure adaptabilité à l'assemblage automatisé et souvent une fiabilité améliorée en raison de l'absence de fils de liaison. Dans la catégorie des LED SMD jaunes, les principaux éléments différenciateurs de cette référence incluent sa combinaison spécifique de haute intensité lumineuse (jusqu'à 1400 mcd), d'angle de vision large et l'utilisation de la technologie AlInGaP, qui offre généralement un rendement plus élevé et une meilleure stabilité thermique par rapport à certains autres matériaux semi-conducteurs pour la lumière jaune. La structure de classement détaillée offre aux concepteurs un contrôle précis de la cohérence des couleurs et de la luminosité.

10. Questions fréquemment posées basées sur les paramètres techniques

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour une alimentation de 5V ?

R : En utilisant la VF maximale de 2,4V et un IF cible de 20mA : R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. Une résistance standard de 130 ou 150 Ohms serait appropriée, en vérifiant la dissipation de puissance réelle dans la résistance.

Q : Puis-je piloter cette LED à 50 mA en continu ?

R : Bien que la valeur maximale absolue soit de 50 mA DC, fonctionner à cette limite peut réduire la longévité et augmenter la température de jonction, diminuant potentiellement le flux lumineux. Pour une fiabilité et des performances optimales, il est recommandé de la piloter à ou en dessous du courant de test typique de 20 mA.

Q : Comment garantir une luminosité uniforme dans un réseau ?

R : Utilisez des résistances limitant le courant individuelles pour chaque LED et, si possible, spécifiez des LED provenant des mêmes bins d'intensité lumineuse (Iv) et de tension directe (Vf) lors de l'approvisionnement.

Q : Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?

R : La fiche technique spécifie des applications incluant la signalétique/affichage intérieur. Pour une utilisation en extérieur, des facteurs comme la résistance aux UV de la lentille, des cycles de température plus larges et l'étanchéité sont critiques et ne sont pas explicitement couverts ici. Elle est principalement conçue pour des environnements intérieurs/bénins.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.Le panneau nécessite dix voyants jaunes pour indiquer l'activité des liaisons et l'état du système. Le concepteur sélectionne cette LED pour sa luminosité, son large angle de vision et sa compatibilité avec l'assemblage automatisé. Chaque LED est connectée entre une broche GPIO d'un microcontrôleur 3,3V et la masse via une résistance série de 56 Ohms (calculée pour ~20mA à une VF typique de 2,2V). La conception du PCB utilise l'empreinte de pastille recommandée. Le concepteur spécifie le code de bin D3 pour Vf et V2 pour Iv afin d'assurer une luminosité et une consommation de courant cohérentes depuis les broches du microcontrôleur. Les LED sont placées derrière un panneau en acrylique légèrement diffusant. La carte assemblée subit une refusion IR en utilisant le profil sans plomb spécifié, ce qui donne des joints de soudure fiables et des indicateurs pleinement fonctionnels.

12. Introduction au principe

L'émission de lumière dans cette LED est basée sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice en matériaux AlInGaP. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombination est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP 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. La lentille diffusante contient des particules de diffusion qui aident à répartir la lumière, créant un angle de vision plus large et plus uniforme par rapport à une lentille claire.

13. Tendances de développement

La tendance générale des LED SMD continue vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), permettant des affichages plus lumineux ou une consommation d'énergie plus faible. Les tailles des boîtiers se miniaturisent constamment tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques. Il y a également un accent sur l'amélioration de la cohérence des couleurs et des tolérances de classement plus serrées pour répondre aux exigences des applications d'affichage de haute qualité. De plus, une fiabilité accrue sous des conditions de température et d'humidité plus élevées est un domaine de développement continu pour élargir la gamme des applications appropriées. La recherche d'une compatibilité plus large avec les processus de soudure sans plomb à haute température reste la norme.