Fiche technique LED SMD Jaune 1206 - Dimensions 3,2x1,6x1,1mm - Tension directe 2,0V - Puissance 75mW - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED jaune haute performance pour montage en surface. Le dispositif utilise une puce semi-conductrice avancée en AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium), réputée pour offrir un rendement lumineux élevé et une excellente pureté de couleur. La LED est logée dans un boîtier standard 1206, la rendant compatible avec les lignes d'assemblage automatisées pick-and-place et les procédés de soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur courants. Elle est conçue comme un produit vert conforme à la directive RoHS, adapté à un large éventail d'applications nécessitant un indicateur jaune fiable et lumineux.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent sa luminosité ultra-élevée, ses performances constantes dans les gammes spécifiées et sa compatibilité avec les techniques d'assemblage standards de l'industrie. Son intensité lumineuse typique atteint jusqu'à 180 millicandelas (mcd) pour un courant de commande standard de 20mA. Les marchés cibles pour ce composant sont vastes, englobant l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, l'éclairage intérieur automobile, la signalétique et les applications d'indicateurs à usage général où un signal jaune clair et vif est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les valeurs maximales absolues sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier de la LED peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA. C'est le courant instantané maximal autorisé, typiquement dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). Il ne doit pas être utilisé pour un fonctionnement continu en courant continu.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut entraîner la rupture de la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-55°C à +85°C. Le dispositif peut fonctionner et être stocké dans cette large plage de température.
• Condition de soudage infrarouge :Résiste à 260°C pendant 5 secondes, ce qui est une condition standard pour les procédés de soudage par refusion sans plomb.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres suivants sont mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 20mA, sauf indication contraire. Ceux-ci définissent les performances principales de la LED.

• Intensité lumineuse (I_V) :18,0 (Min) à 180,0 (Max) mcd. L'intensité réelle pour une unité spécifique est déterminée par son code de gamme (voir Section 3). La mesure est effectuée avec un filtre approximant la courbe de réponse de l'œil photopique CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130 degrés (Typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur sur l'axe central (0°). Un large angle de vision comme celui-ci fournit un motif lumineux large et diffus adapté aux indicateurs de panneau.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :595 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 (λ_d) :587 à 602 nm. Elle est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la couleur perçue de la lumière. La tolérance est de ±1 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :16 nm (Typique). Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une couleur plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :1,8V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) à I_F=20mA. La tolérance est de ±0,1V. Ce paramètre est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (Max) à V_R=5V.
• Capacité (C) :40 pF (Typ) à V_F=0V, f=1MHz. Ceci est pertinent pour les applications de commutation haute fréquence.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en gammes. Ce produit utilise un système de classement principalement pour l'intensité lumineuse.

3.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité est mesurée à I_F=20mA. Le code de gamme est marqué sur la bobine d'emballage. La tolérance au sein de chaque gamme est de ±15%.

• Code de gamme M :18,0 – 28,0 mcd
• Code de gamme N :28,0 – 45,0 mcd
• Code de gamme P :45,0 – 71,0 mcd
• Code de gamme Q :71,0 – 112,0 mcd
• Code de gamme R :112,0 – 180,0 mcd

Les concepteurs doivent spécifier le code de gamme requis lors de la commande pour garantir le niveau de luminosité nécessaire pour leur application. Pour les applications ne nécessitant pas un appariement strict de la luminosité, une gamme plus large peut être acceptable pour réduire les coûts.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Fig.1, Fig.5), leur comportement typique peut être décrit sur la base de la physique des semi-conducteurs et des caractéristiques standard des LED.

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

Le matériau AlInGaP a une tension directe typique comprise entre 1,8V et 2,4V. La courbe I-V est exponentielle. Une petite augmentation de la tension au-delà du seuil de conduction (environ 1,6V-1,7V) provoque une augmentation importante et non linéaire du courant. Cela souligne le besoin critique d'une résistance de limitation de courant ou d'un pilote à courant constant, car connecter la LED directement à une source de tension légèrement supérieure à son V_Fentraînerait un courant excessif et une défaillance immédiate.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

Le flux lumineux (intensité lumineuse) est approximativement proportionnel au courant direct dans la plage de fonctionnement normale (jusqu'au courant continu maximal). Piloter la LED avec un courant inférieur à 20mA réduira proportionnellement la luminosité, tandis que la piloter au-dessus de 20mA (jusqu'à 30mA) augmentera la luminosité mais générera également plus de chaleur, réduisant potentiellement la durée de vie et provoquant un décalage de couleur.

4.3 Caractéristiques thermiques

Comme toutes les LED, les performances de ce dispositif dépendent de la température. Lorsque la température de jonction augmente :

• L'intensité lumineuse diminue.Le flux peut chuter significativement à haute température.
• La tension directe diminue.Le V_Fa un coefficient de température négatif.
• La longueur d'onde dominante peut légèrement se décaler,affectant potentiellement la couleur perçue.

Une gestion thermique appropriée dans la conception de l'application est essentielle pour maintenir des performances constantes et une longue durée de vie.

4.4 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale de cette LED jaune AlInGaP est caractérisée par un pic dominant unique autour de 595 nm avec une demi-largeur relativement étroite de 16 nm. Cela donne une couleur jaune saturée et pure sans émission significative dans les régions spectrales rouge ou verte.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier standard 1206 pour dispositif à montage en surface (SMD). Les dimensions clés incluent une longueur de corps d'environ 3,2 mm, une largeur de 1,6 mm et une hauteur de 1,1 mm. Le boîtier comporte une lentille transparente qui ne diffuse pas la lumière, permettant à la luminosité et à la couleur inhérentes de la puce d'être pleinement réalisées. Des dessins mécaniques détaillés avec tolérances (±0,10 mm typiquement) sont fournis dans la fiche technique pour la conception de l'empreinte PCB.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La cathode (borne négative) est généralement identifiée par un marquage vert sur le boîtier ou une encoche dans la lentille. Il est crucial d'orienter correctement la LED sur le PCB. Les dimensions recommandées des pastilles de soudure sont fournies pour assurer une soudure fiable et un bon alignement pendant la refusion. La conception des pastilles tient compte du dégagement thermique et empêche l'effet "tombstoning" (soulèvement d'une extrémité pendant le soudage).

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge (IR) suggéré pour les procédés sans plomb est inclus. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :Montée en température jusqu'à 120-150°C.
• Temps de maintien/Préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :5 secondes maximum à la température de crête.

Respecter ce profil évite le choc thermique et les dommages à la lentille en époxy de la LED et aux fils de liaison internes.

6.2 Nettoyage et stockage

Nettoyage :Si un nettoyage après soudage est nécessaire, n'utiliser que les solvants spécifiés. Il est recommandé d'immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute. Des produits chimiques agressifs ou non spécifiés peuvent endommager la lentille plastique, provoquant un ternissement ou des fissures.

Stockage :Les LED doivent être stockées dans leur emballage d'origine barrière à l'humidité dans des conditions ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Une fois retirées de l'emballage, elles doivent être soudées par refusion dans la semaine. Pour un stockage plus long hors du sachet d'origine, elles doivent être conservées dans un contenant scellé avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. Si elles sont stockées plus d'une semaine hors du sachet, un dégazage à environ 60°C pendant au moins 24 heures est requis avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 4000 pièces. Les alvéoles de la bande sont scellées avec une bande de couverture supérieure pour protéger les composants. L'emballage est conforme aux normes ANSI/EIA-481-1-A. Pour des quantités plus petites, un conditionnement minimum de 500 pièces est disponible pour les lots restants. Le numéro de pièce LTST-C190KYKT identifie de manière unique cette variante de produit (lentille transparente, puce AlInGaP, couleur jaune).

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs commandés en courant. La règle de conception la plus critique est de toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série lorsqu'on les pilote à partir d'une source de tension. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Par exemple, pour piloter la LED à 20mA à partir d'une alimentation 5V avec un V_Ftypique de 2,0V : R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Une résistance doit être utilisée pour chaque LED lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle (Modèle de circuit A). Il n'est pas recommandé de connecter les LED directement en parallèle sans résistances individuelles (Modèle de circuit B) en raison des variations des caractéristiques V_Findividuelles, qui provoquent une distribution inégale du courant et des niveaux de luminosité différents.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Cette LED est sensible aux décharges électrostatiques. L'ESD peut causer des dommages latents, entraînant une augmentation du courant de fuite inverse, une réduction de la tension directe ou une défaillance complète (pas d'émission lumineuse). Des mesures de prévention sont obligatoires pendant la manipulation et l'assemblage :

• Utiliser des bracelets antistatiques et des tapis antistatiques mis à la terre.
• S'assurer que tout l'équipement et les postes de travail sont correctement mis à la terre.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille plastique.

Pour tester un dommage ESD potentiel, vérifier si la LED s'allume à un courant très faible (par exemple, 0,1mA). Une LED AlInGaP saine devrait avoir un V_F> 1,4V dans cette condition de test.

8.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (75mW max), une dissipation thermique efficace via les pastilles de cuivre du PCB est importante pour maintenir une sortie lumineuse stable et une longue durée de vie, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'un pilotage proche du courant maximal. S'assurer que la conception du PCB fournit une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles thermiques de la LED.

9. Fiabilité et tests

Le produit subit des tests de fiabilité standard selon les normes de l'industrie. Ces tests peuvent inclure des tests de durée de vie en fonctionnement à température ambiante et à températures élevées, des cycles thermiques, des tests d'humidité et des tests de soudabilité. Les conditions de test spécifiques et les normes sont référencées dans la fiche technique pour garantir la robustesse du composant pour les applications commerciales et industrielles.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

La Longueur d'onde de crête (λ_P) est la longueur d'onde physique où l'émission lumineuse est la plus forte. La Longueur d'onde dominante (λ_d) est une valeur calculée à partir de la science des couleurs (diagramme CIE) qui représente le mieux la couleur perçue par l'œil humain. Pour une source monochromatique comme cette LED jaune, elles sont souvent proches mais pas identiques.

10.2 Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

Non. La tension directe n'est pas une valeur fixe mais varie légèrement d'une unité à l'autre et diminue avec la température. La connecter directement à une source de tension entraînera un flux de courant non contrôlé et potentiellement destructeur. Une résistance en série ou un pilote à courant constant est toujours requis.

10.3 Pourquoi y a-t-il une large plage dans la spécification d'Intensité lumineuse (18-180 mcd) ?

C'est la plage totale possible sur toutes les gammes de production. Les LED réelles sont triées en gammes plus étroites (M, N, P, Q, R) comme décrit dans la Section 3. Vous devez spécifier la gamme de luminosité requise lors de la commande pour obtenir des performances constantes.

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

La plage de température de fonctionnement (-55°C à +85°C) permet une utilisation dans de nombreux environnements extérieurs. Cependant, une exposition prolongée à la lumière directe du soleil UV peut dégrader le matériau de la lentille en époxy au fil du temps, provoquant potentiellement une décoloration ou une réduction du flux lumineux. Pour les applications extérieures sévères, des LED avec des lentilles résistantes aux UV doivent être envisagées.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un contrôleur industriel.Le panneau nécessite 10 LED jaunes lumineuses pour indiquer "système actif" ou "avertissement". La ligne d'alimentation du système est de 3,3V.

Étapes de conception :

1. Sélection du courant :Choisir un courant de commande de 20mA pour un bon équilibre entre luminosité et longévité.
2. Calcul de la résistance :Utiliser le V_Fmax (2,4V) pour une conception conservatrice garantit que la LED n'est jamais sur-pilotée même avec des variations d'une unité à l'autre. R = (3,3V - 2,4V) / 0,020A = 45 Ω. La valeur standard la plus proche est 47 Ω.
3. Puissance dans la résistance :P = I²* R = (0,020)²* 47 = 0,0188W. Une résistance standard 1/8W (0,125W) est largement suffisante.
4. Topologie du circuit :Utiliser 10 circuits identiques, chacun avec une LED et une résistance de 47Ω connectées à la ligne 3,3V. Ne pas connecter les 10 LED en parallèle partageant une seule résistance.
5. Conception PCB :Suivre la disposition recommandée des pastilles de la fiche technique. Inclure une petite zone de cuivre connectée aux pastilles cathode/anode pour un léger dégagement thermique.
6. Commande :Spécifier le code de gamme "R" (112-180 mcd) pour garantir que les indicateurs sont uniformément lumineux et clairement visibles.

12. Introduction technologique et tendances

12.1 Principe de la technologie AlInGaP

L'AlInGaP est un matériau semi-conducteur composé III-V où l'Aluminium (Al), l'Indium (In), le Gallium (Ga) et le Phosphore (P) sont combinés dans des rapports spécifiques. En ajustant ces rapports, la largeur de bande interdite du matériau peut être conçue, ce qui détermine directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise lorsque les électrons et les trous se recombinent. L'AlInGaP est particulièrement efficace dans les régions spectrales rouge, orange, ambre et jaune, offrant un rendement plus élevé et une meilleure stabilité thermique que les technologies plus anciennes comme le GaAsP.

12.2 Tendances de l'industrie

La tendance générale pour les LED indicatrices SMD va vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement plus serré, et une fiabilité accrue sous les profils de soudage à plus haute température requis pour l'assemblage sans plomb. Il y a également une tendance à la miniaturisation (boîtiers plus petits comme 0402 et 0201) pour les applications à espace limité, bien que le boîtier 1206 reste populaire pour sa facilité de manipulation, sa bonne visibilité des soudures et ses performances thermiques robustes. Une autre tendance est l'intégration de résistances ou de pilotes IC intégrés dans le boîtier de la LED pour simplifier la conception des circuits.