Fiche technique de la LED jaune SMD5050N - 5.0x5.0x1.6mm - 2.2V - 0.234W - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série SMD5050N est une LED à montage en surface de haute luminosité, conçue pour les applications nécessitant un éclairage jaune fiable. Caractérisée par son empreinte de 5.0mm x 5.0mm, cette LED offre un large angle de vision de 120 degrés et convient à diverses applications d'éclairage, de signalisation et d'indicateurs. Son principal avantage réside dans ses performances constantes et son système de classement standardisé, garantissant l'uniformité de la couleur et du flux lumineux entre les lots de production.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les paramètres suivants définissent les limites opérationnelles de la LED. Les dépasser peut causer des dommages permanents.

• Courant direct (IF): 90 mA (continu)
• Courant d'impulsion direct (IFP): 120 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, Rapport cyclique ≤1/10)
• Dissipation de puissance (PD): 234 mW
• Température de fonctionnement (Topr): -40°C à +80°C
• Température de stockage (Tstg): -40°C à +80°C
• Température de jonction (Tj): 125°C
• Température de soudure (Tsld): Soudage par refusion à 200°C ou 230°C pendant 10 secondes maximum.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques typiques

Mesurées dans des conditions de test standard de T_s=25°C et I_F=60mA.

• Tension directe (V_F): Typique 2.2V, Maximum 2.6V (tolérance ±0.08V)
• Tension inverse (V_R): 5V
• Longueur d'onde dominante (λ_d): 590 nm (typique)
• Courant inverse (I_R): Maximum 10 µA
• Angle de vision (2θ_1/2): 120 degrés

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence, les LED sont triées (classées) en fonction de paramètres de performance clés.

3.1 Classement du flux lumineux

Classé à I_F=60mA. La mesure du flux lumineux a une tolérance de ±7%.

• Code A6: 2.5 lm (Min), 3 lm (Typ)
• Code A7: 3 lm (Min), 3.5 lm (Typ)
• Code A8: 3.5 lm (Min), 4 lm (Typ)
• Code A9: 4 lm (Min), 4.5 lm (Typ)
• Code B1: 4.5 lm (Min), 5 lm (Typ)

3.2 Classement de la longueur d'onde dominante

Définit la teinte spécifique de la lumière jaune émise.

• Code Y1: 585 nm à 588 nm
• Code Y2: 588 nm à 591 nm
• Code Y3: 591 nm à 594 nm

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques donnent un aperçu du comportement de la LED dans différentes conditions.

4.1 Tension directe vs Courant direct (Courbe IV)

Cette courbe montre la relation entre la tension directe appliquée et le courant résultant. Elle est essentielle pour concevoir un circuit de limitation de courant approprié afin de prévenir l'emballement thermique.

4.2 Courant direct vs Flux lumineux relatif

Ce graphique illustre comment la sortie lumineuse évolue avec le courant d'alimentation. Il montre généralement une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée, mais l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur.

4.3 Température de jonction vs Puissance spectrale relative

Cette courbe démontre l'effet de la température de jonction sur la sortie spectrale de la LED. Pour les LED jaunes, une température accrue peut provoquer un léger décalage de la longueur d'onde dominante et une réduction de la sortie lumineuse globale.

4.4 Distribution de la puissance spectrale

Ce tracé montre l'intensité de la lumière émise à travers le spectre visible, confirmant la nature monochromatique de la LED jaune avec un pic autour de 590nm.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions physiques

Le boîtier SMD5050N mesure 5.0mm de longueur, 5.0mm de largeur et 1.6mm de hauteur. Les tolérances dimensionnelles sont spécifiées à ±0.10mm pour les dimensions .X et ±0.05mm pour les dimensions .XX.

5.2 Conception recommandée des pastilles et du pochoir

Pour un soudage fiable, un motif de pastilles et une conception d'ouverture de pochoir spécifiques sont recommandés. Les diagrammes fournis assurent une formation correcte des joints de soudure, une bonne dissipation thermique et une stabilité mécanique. La conception comporte généralement six pastilles (deux pour chaque puce LED interne dans une configuration commune à 3 puces).

5.3 Identification de la polarité

Le boîtier de la LED inclut un marquage de polarité, généralement une encoche ou un point près de la broche de la cathode. L'orientation correcte est cruciale pour le fonctionnement du circuit.

6. Instructions de soudage et d'assemblage

6.1 Sensibilité à l'humidité et séchage

La LED SMD5050N est classée comme sensible à l'humidité (MSL). Si le sachet scellé d'origine avec barrière d'humidité est ouvert et que les composants sont exposés à une humidité ambiante au-delà des limites spécifiées, ils doivent être séchés avant le soudage par refusion pour éviter les dommages de type \"pop-corn\".

• Condition de stockage (non ouvert): Température <30°C, Humidité relative <85%.
• Condition de stockage (ouvert): Utiliser dans les 12 heures ou stocker dans un cabinet sec (<20% HR ou avec azote).
• Exigence de séchage: Requis si la carte indicateur d'humidité montre une exposition ou si l'exposition à l'air dépasse 12 heures.
• Méthode de séchage: 60°C pendant 24 heures sur la bobine d'origine. Ne pas dépasser 60°C. Utiliser dans l'heure suivant le séchage ou retourner au stockage sec.

6.2 Profil de soudage par refusion

La LED peut supporter un processus de refusion standard infrarouge ou à convection. La température de pic maximale est de 230°C ou 200°C, avec un temps au-dessus du liquidus ne dépassant pas 10 secondes. Consultez le profil spécifique de la pâte à souder utilisée.

7. Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont des dispositifs semi-conducteurs sensibles aux dommages causés par les décharges électrostatiques.

7.1 Mécanismes de dommages ESD

L'ESD peut provoquer une défaillance latente ou catastrophique. Un dommage latent peut augmenter le courant de fuite et réduire la durée de vie, tandis qu'une défaillance catastrophique entraîne une non-opération immédiate (LED morte).

7.2 Mesures de contrôle ESD

• Utiliser des postes de travail et des sols antistatiques mis à la terre.
• Le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre, des blouses antistatiques et des gants.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser les charges statiques dans la zone de travail.
• S'assurer que tous les outils (ex. : fers à souder) sont correctement mis à la terre.
• Utiliser des matériaux conducteurs ou dissipatifs pour la manipulation et l'emballage.

8. Suggestions d'application et de conception de circuit

8.1 Méthodologie d'alimentation

Pour des performances et une longévité optimales, alimentez la LED avec une source de courant constant. Cela garantit une sortie lumineuse stable et protège la LED des pics de courant et des variations thermiques. Si vous utilisez une source de tension constante, une résistance de limitation de courant en série est obligatoire pour chaque chaîne de LED.

8.2 Configurations de circuit recommandées

Configuration A (Avec résistances individuelles): Chaque LED ou chaîne parallèle a sa propre résistance en série. Cela fournit une régulation de courant individuelle et est plus tolérant aux variations de V_Fentre les LED.

Configuration B (Chaîne série avec une seule résistance): Plusieurs LED sont connectées en série avec une seule résistance de limitation de courant. C'est plus efficace mais nécessite une alimentation à tension plus élevée et toutes les LED de la chaîne doivent avoir des V_F.

8.3 Précautions d'assemblage

• Manipuler toujours les LED avec une protection ESD.
• Éviter de toucher la lentille en silicone avec les mains nues pour prévenir la contamination par les huiles et les sels, ce qui peut réduire la sortie lumineuse.
• Utiliser des outils de préhension à vide ou des pinces à embouts souples pour éviter d'endommager mécaniquement l'encapsulant en silicone souple ou les fils de liaison.
• Lors des tests système, connectez l'alimentation à la charge LED avant d'appliquer l'alimentation d'entrée pour éviter les transitoires de tension.

9. Règle de numérotation des modèles

Le numéro de pièce suit un format structuré :T [Code de forme] [Nombre de puces] [Code de lentille] - [Code de flux][Code de longueur d'onde].

Exemple : T5A003YA se décode comme :

- T: Préfixe du fabricant.

- 5A: Code de forme pour le boîtier 5050N.

- 0: Code interne.

- 3: Trois puces LED à l'intérieur du boîtier.

- YA: Couleur jaune, classe spécifique de flux et de longueur d'onde (A pour le flux, Y pour la longueur d'onde).

D'autres codes définissent le type de lentille (00=aucune, 01=avec lentille) et diverses options de couleur (R=Rouge, G=Vert, B=Bleu, etc.).

10. Scénarios d'application typiques

La LED jaune SMD5050N est bien adaptée pour :

- Éclairage architectural et décoratif: Créer un éclairage d'ambiance chaleureux.

- Enseignes et lettres cannelées: Fournir un rétroéclairage ou un éclairage uniforme.

- Éclairage intérieur automobile: Tableau de bord et lumières de courtoisie.

- Électronique grand public: Indicateurs d'état et rétroéclairage pour appareils.

- Modules RVB pleine couleur: En tant que composant jaune dans les systèmes de blanc réglable ou de mélange de couleurs (lorsqu'elle est utilisée avec des LED à conversion de phosphore appropriées ou d'autres couleurs).

11. Comparaison technique et considérations

Comparée à des boîtiers plus petits comme le 3528, le 5050 offre une sortie lumineuse totale plus élevée grâce à sa taille plus grande et sa capacité à héberger plusieurs puces. Son angle de vision de 120 degrés est plus large que certaines LED à lentille focalisée, ce qui la rend idéale pour l'éclairage de zone plutôt que pour l'éclairage ponctuel. Les concepteurs doivent considérer la gestion thermique, car la dissipation de puissance (jusqu'à 234mW) nécessite une surface de cuivre de PCB ou un dissipateur thermique adéquat pour une durée de vie maximale, surtout lorsqu'elle est alimentée à des courants élevés ou dans des températures ambiantes élevées.

12. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre les codes de flux lumineux (A6, A7, etc.) ?

R : Ces codes représentent différentes classes de luminosité. Un code plus élevé (ex. : B1) indique un flux lumineux typique et minimum plus élevé. Sélectionnez la classe en fonction de la luminosité requise pour votre application.

Q : Le séchage est-il toujours nécessaire avant le soudage ?

R : Non. Le séchage n'est requis que si les composants sensibles à l'humidité ont été exposés à des environnements humides au-delà des limites spécifiées sur la carte indicateur d'humidité du sachet ou après un stockage prolongé en dehors d'un environnement sec.

Q : Puis-je alimenter cette LED à 90mA en continu ?

R : Bien que 90mA soit la valeur maximale absolue, un fonctionnement continu à ce niveau générera une chaleur importante et réduira probablement la durée de vie. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est conseillé d'alimenter la LED à ou en dessous du courant de test typique de 60mA, avec une gestion thermique appropriée.

Q : Pourquoi recommander un pilote à courant constant plutôt qu'une source de tension constante avec une résistance ?

R : Un pilote à courant constant compense la variation de tension directe (V_F) entre les LED et avec la température, garantissant une sortie lumineuse constante et prévenant l'emballement thermique. Il offre une meilleure stabilité et efficacité, surtout pour les chaînes en série.

13. Étude de cas de conception

Scénario : Conception d'une unité de rétroéclairage pour un panneau d'affichage d'informations.

1. Exigence: Éclairage jaune uniforme sur une zone de 200mm x 100mm avec une éclairement cible de 150 lux.

2. Sélection de la LED: La SMD5050N (Code B1, 5 lm typique) est choisie pour sa luminosité et son large angle de vision.

3. Conception optique: Les LED sont disposées en grille avec un diffuseur placé au-dessus pour mélanger les points individuels en un champ uniforme. L'espacement est calculé en fonction de l'angle de vision de la LED et de l'uniformité cible.

4. Conception électrique: Les LED sont regroupées en chaînes parallèles de 4 LED en série. Un pilote à courant constant est sélectionné pour fournir 60mA par chaîne. La tension de sortie du pilote doit dépasser la somme des V_Fde 4 LED (environ 8.8V-10.4V) plus une marge.

5. Conception thermique: Le PCB est conçu avec de grandes zones de cuivre connectées aux pastilles thermiques des LED. Des vias thermiques transfèrent la chaleur vers une couche de cuivre côté inférieur. Les calculs confirment que la température de jonction reste inférieure à 80°C dans un environnement ambiant de 40°C.

6. Assemblage: Les LED sont placées à l'aide d'une machine pick-and-place. La carte assemblée est séchée selon les directives MSL avant de subir un processus de soudage par refusion contrôlé. Les précautions ESD sont maintenues tout au long du processus.

14. Principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons de la région de type n se recombinent avec les trous de la région de type p dans la couche active. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. Pour une LED jaune monochromatique comme la SMD5050N, le matériau semi-conducteur (généralement basé sur AlInGaP) est conçu pour avoir une largeur de bande interdite correspondant à une longueur d'onde d'environ 590 nanomètres.

15. Tendances technologiques

L'industrie des LED continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un meilleur rendu des couleurs et une fiabilité accrue. Pour les LED monochromatiques comme le jaune, les tendances incluent :

- Classement de longueur d'onde plus étroit: Contrôle plus strict de la longueur d'onde dominante pour des applications de couleur plus précises.

- Fonctionnement à température plus élevée: Développement de matériaux et de boîtiers qui maintiennent les performances à des températures de jonction plus élevées.

- Miniaturisation avec haute puissance: Des tailles de boîtier plus petites offrant une sortie lumineuse comparable à celle des anciens boîtiers plus grands.

- Solutions intégrées: LED avec régulation de courant intégrée, circuits de protection (ESD, surtempérature) ou même microcontrôleurs pour des applications d'éclairage intelligent.

- Phosphores avancés: Pour les LED blanches et à large spectre, mais affectant également la stabilité et la qualité de certaines LED colorées.