Table des matières
- 1. Vue d'ensemble du produit
- 1.1 Caractéristiques et avantages principaux
- 1.2 Applications et marchés cibles
- 2. Paramètres techniques : Analyse objective approfondie
- 2.1 Valeurs maximales absolues
- 2.2 Caractéristiques électriques et optiques
- 3. Spécification du système de tri
- 3.1 Tri par intensité lumineuse
- 3.2 Tri par longueur d'onde dominante
- 4. Analyse des courbes de performance
- 5. Informations mécaniques et de boîtier
- 5.1 Dimensions de contour
- 6. Directives de soudure et d'assemblage
- 6.1 Formage des broches et assemblage sur CI
- 6.2 Procédé de soudure
- 6.3 Stockage et nettoyage
- 7. Conception d'application et considérations de circuit
- 7.1 Méthode d'alimentation
- 7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
- 8. Informations d'emballage et de commande
- 8.1 Spécification d'emballage
- 9. Comparaison technique et notes de conception
1. Vue d'ensemble du produit
Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED à montage traversant de diamètre T-1. Ce composant est conçu pour les applications d'indication d'état et de signalisation dans une large gamme d'équipements électroniques. Le dispositif utilise la technologie AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une sortie de couleur rouge à travers un verre transparent rouge. Sa conception traversante facilite un montage polyvalent sur cartes de circuits imprimés (CI) ou panneaux, ce qui en fait un choix courant pour les ingénieurs nécessitant un retour visuel fiable.
1.1 Caractéristiques et avantages principaux
La LED offre plusieurs avantages clés pour l'intégration en conception :
- Faible consommation & Haute efficacité :Optimisée pour les applications sensibles à l'énergie.
- Intensité lumineuse élevée :Offre une visibilité claire et brillante.
- Conforme RoHS :Fabriquée sans plomb (Pb), conforme aux réglementations environnementales.
- Boîtier T-1 standard :Le facteur de forme standard de 3mm de diamètre assure une large compatibilité.
- Compatible CI / Faible courant requis :Peut être pilotée directement par des circuits logiques basse puissance.
1.2 Applications et marchés cibles
Cette LED convient à l'indication d'état dans de nombreux secteurs :
- Équipements de communication :Dispositifs réseau, routeurs, modems.
- Systèmes informatiques :Ordinateurs de bureau, serveurs, périphériques.
- Électronique grand public :Équipements audio/vidéo, systèmes de divertissement domestique.
- Appareils ménagers :Micro-ondes, lave-linge, machines à café.
- Équipements industriels :Panneaux de contrôle, instrumentation, machines.
2. Paramètres techniques : Analyse objective approfondie
Toutes les spécifications sont définies à une température ambiante (TA) de 25°C sauf indication contraire. La compréhension de ces paramètres est cruciale pour une conception de circuit fiable et pour garantir les performances à long terme.
2.1 Valeurs maximales absolues
Ces valeurs représentent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.
- Dissipation de puissance (Pd) :54 mW. La puissance totale maximale que le dispositif peut dissiper.
- Courant direct de crête (IFP) :60 mA. Permis en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms).
- Courant direct continu (IF) :20 mA. Le courant direct continu maximal.
- Déclassement du courant direct :Un déclassement linéaire de 0.34 mA/°C s'applique à partir de 40°C. Cela signifie que le courant continu maximal autorisé diminue lorsque la température augmente.
- Plage de température de fonctionnement (Topr) :-30°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement normal.
- Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C.
- Température de soudure des broches :260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesurée à 2.0mm (0.079") du corps de la LED.
2.2 Caractéristiques électriques et optiques
Ce sont les paramètres de performance typiques dans les conditions de test spécifiées.
- Intensité lumineuse (Iv) :65 à 550 mcd (min à max) avec une valeur typique de 240 mcd, mesurée à IF = 10mA. La valeur réelle est triée (voir Section 4). La mesure utilise un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE. Une tolérance de test de ±15% est incluse dans la garantie.
- Angle de vision (2θ1/2) :45 degrés. Défini comme l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale (sur l'axe).
- Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :630 nm. La longueur d'onde au point le plus élevé du spectre d'émission.
- Longueur d'onde dominante (λd) :617 à 633 nm (plage), typiquement 625 nm à IF=10mA. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain pour définir la couleur, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
- Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm. La largeur de bande spectrale à la moitié de l'intensité maximale.
- Tension directe (VF) :2.5V typique, avec un maximum de 2.5V à IF = 10mA.
- Courant inverse (IR) :100 μA maximum à une tension inverse (VR) de 5V.Note critique :Ce dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation.
3. Spécification du système de tri
Pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de leurs performances mesurées. Deux paramètres clés sont triés.
3.1 Tri par intensité lumineuse
Trié à un courant de test de 10mA. Tolérance pour chaque limite de lot : ±15%.
- Lot DE :65 – 110 mcd
- Lot FG :110 – 180 mcd
- Lot HJ :180 – 310 mcd
- Lot KL :310 – 550 mcd
Le code de classification Iv est marqué sur chaque sachet d'emballage pour la traçabilité.
3.2 Tri par longueur d'onde dominante
Trié à un courant de test de 10mA. Tolérance pour chaque limite de lot : ±1 nm.
- Lot H28 :617.0 – 621.0 nm
- Lot H29 :621.0 – 625.0 nm
- Lot H30 :625.0 – 629.0 nm
- Lot H31 :629.0 – 633.0 nm
4. Analyse des courbes de performance
Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans le document source, les courbes typiques pour un tel dispositif illustreraient les relations suivantes, cruciales pour comprendre les performances dans des conditions non standard :
- Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire, soulignant l'importance de la régulation du courant pour une luminosité constante.
- Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Démontre le coefficient de température négatif de la sortie lumineuse ; l'intensité diminue lorsque la température de jonction augmente.
- Tension directe vs. Courant direct :La courbe caractéristique I-V de la diode, essentielle pour calculer la valeur de la résistance série requise.
- Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~630 nm et la demi-largeur spectrale.
5. Informations mécaniques et de boîtier
5.1 Dimensions de contour
Le dispositif est conforme au boîtier radial à broches standard T-1 (3mm). Les notes dimensionnelles clés incluent :
- Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces).
- La tolérance standard est de ±0.25mm (0.010") sauf indication contraire.
- La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 0.7mm (0.028").
- L'espacement des broches est mesuré là où les broches émergent du corps du boîtier.
- La cathode (broche négative) est généralement identifiée par un méplat sur le bord du verre ou une broche plus courte. Vérifiez toujours la polarité avant l'installation.
6. Directives de soudure et d'assemblage
Une manipulation appropriée est vitale pour éviter les dommages mécaniques ou thermiques.
6.1 Formage des broches et assemblage sur CI
- Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base du verre de la LED.
- N'utilisez pas la base du cadre de broches comme point d'appui pendant le pliage.
- Tout formage des broches doit être terminéavantla soudure, à température ambiante normale.
- Lors de l'insertion sur CI, utilisez la force de clinch minimale nécessaire pour éviter d'imposer un stress mécanique excessif au composant.
6.2 Procédé de soudure
Maintenez un dégagement minimum de 2mm entre la base du verre époxy et le point de soudure. Ne plongez jamais le verre dans la soudure.
- Fer à souder :Température maximale 350°C. Temps de soudure maximal 3 secondes par broche (une seule fois).
- Soudure à la vague :Température de préchauffage maximale 120°C pendant jusqu'à 100 secondes. Température maximale de la vague de soudure 260°C pendant jusqu'à 5 secondes.
Avertissement :Une température ou un temps de soudure excessif peut provoquer une déformation du verre ou une défaillance catastrophique de la LED. N'appliquez pas de contrainte externe sur les broches lorsque la LED est chaude.
6.3 Stockage et nettoyage
- Stockage :Les conditions de stockage recommandées ne dépassent pas 30°C et 70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur emballage d'origine doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long, utilisez un conteneur scellé avec dessiccant ou un dessiccateur à azote.
- Nettoyage :Si nécessaire, nettoyez uniquement avec des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique.
7. Conception d'application et considérations de circuit
7.1 Méthode d'alimentation
Une LED est un dispositif fonctionnant en courant. Sa luminosité est principalement une fonction du courant direct (IF).
- Circuit recommandé (Circuit A) :Pour garantir une luminosité uniforme lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, une résistance limitant le courant doit être placée en série avecchaque LED individuelle. Cela compense les variations naturelles de la caractéristique de tension directe (VF) entre les dispositifs.
- Circuit non recommandé (Circuit B) :Il est déconseillé de connecter plusieurs LED en parallèle directement à une source de tension avec une seule résistance partagée. De petites différences de VF provoqueront un déséquilibre de courant significatif, entraînant une luminosité inégale et un risque de surintensité dans la LED ayant la VF la plus basse.
La valeur de la résistance série (RS) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : RS= (VALIMENTATION- VF) / IF, où VFest la tension directe de la LED au courant désiré IF.
7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
Cette LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Mettez en œuvre les mesures de contrôle ESD suivantes :
- Les opérateurs doivent porter un bracelet conducteur ou des gants antistatiques.
- Tous les équipements, postes de travail et rayonnages de stockage doivent être correctement mis à la terre.
- Utilisez un ioniseur pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur le verre en plastique en raison du frottement lors de la manipulation.
- Maintenez des programmes de formation et de certification pour le personnel travaillant dans les zones protégées contre l'ESD.
8. Informations d'emballage et de commande
8.1 Spécification d'emballage
Les LED sont emballées dans des sachets antistatiques selon la hiérarchie suivante :
- 1000, 500, 200 ou 100 pièces par sachet d'emballage.
- 10 sachets d'emballage sont placés dans un carton intérieur (total : 10 000 pièces).
- 8 cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur (total : 80 000 pièces).
Dans tout lot d'expédition, seul l'emballage final peut contenir une quantité non complète.
9. Comparaison technique et notes de conception
Comparée aux technologies plus anciennes comme le GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), le système de matériau AlInGaP utilisé dans cette LED offre une efficacité lumineuse nettement supérieure et une meilleure stabilité thermique, ce qui se traduit par une sortie rouge plus brillante et plus constante. Le boîtier T-1 reste l'un des formats de LED traversantes les plus omniprésents, garantissant une large disponibilité et une compatibilité avec les conceptions de CI et les découpes de panneaux existantes. Lors de la conception, reportez-vous toujours aux valeurs maximales absolues, en particulier à la courbe de déclassement pour le courant direct au-dessus de 40°C ambiant, pour garantir la fiabilité dans l'environnement de fonctionnement cible. La tolérance de ±15% sur l'intensité lumineuse et le système de tri sont critiques pour les applications nécessitant un appariement précis de la luminosité entre plusieurs indicateurs.
Terminologie des spécifications LED
Explication complète des termes techniques LED
Performance photoelectrique
| Terme | Unité/Représentation | Explication simple | Pourquoi important |
|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse | lm/W (lumens par watt) | Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. | Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité. |
| Flux lumineux | lm (lumens) | Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". | Détermine si la lumière est assez brillante. |
| Angle de vision | ° (degrés), par exemple 120° | Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. | Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité. |
| CCT (Température de couleur) | K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K | Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. | Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés. |
| CRI / Ra | Sans unité, 0–100 | Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. | Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées. |
| SDCM | Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" | Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. | Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED. |
| Longueur d'onde dominante | nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) | Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. | Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes. |
| Distribution spectrale | Courbe longueur d'onde vs intensité | Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. | Affecte le rendu des couleurs et la qualité. |
Paramètres électriques
| Terme | Symbole | Explication simple | Considérations de conception |
|---|---|---|---|
| Tension directe | Vf | Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". | La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série. |
| Courant direct | If | Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. | Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie. |
| Courant pulsé max | Ifp | Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. | La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages. |
| Tension inverse | Vr | Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. | Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension. |
| Résistance thermique | Rth (°C/W) | Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. | Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte. |
| Immunité ESD | V (HBM), par exemple 1000V | Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. | Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles. |
Gestion thermique et fiabilité
| Terme | Métrique clé | Explication simple | Impact |
|---|---|---|---|
| Température de jonction | Tj (°C) | Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. | Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur. |
| Dépréciation du lumen | L70 / L80 (heures) | Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. | Définit directement la "durée de vie" de la LED. |
| Maintien du lumen | % (par exemple 70%) | Pourcentage de luminosité conservé après le temps. | Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme. |
| Décalage de couleur | Δu′v′ ou ellipse MacAdam | Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. | Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage. |
| Vieillissement thermique | Dégradation du matériau | Détérioration due à une température élevée à long terme. | Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert. |
Emballage et matériaux
| Terme | Types communs | Explication simple | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|---|
| Type de boîtier | EMC, PPA, Céramique | Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. | EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue. |
| Structure de puce | Avant, Flip Chip | Agencement des électrodes de puce. | Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance. |
| Revêtement phosphore | YAG, Silicate, Nitrure | Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. | Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI. |
| Lentille/Optique | Plat, Microlentille, TIR | Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. | Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière. |
Contrôle qualité et classement
| Terme | Contenu de tri | Explication simple | But |
|---|---|---|---|
| Bac de flux lumineux | Code par exemple 2G, 2H | Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. | Assure une luminosité uniforme dans le même lot. |
| Bac de tension | Code par exemple 6W, 6X | Regroupé par plage de tension directe. | Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système. |
| Bac de couleur | Ellipse MacAdam 5 étapes | Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. | Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire. |
| Bac CCT | 2700K, 3000K etc. | Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. | Répond aux différentes exigences CCT de scène. |
Tests et certification
| Terme | Norme/Test | Explication simple | Signification |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test de maintien du lumen | Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. | Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21). |
| TM-21 | Norme d'estimation de vie | Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. | Fournit une prévision scientifique de la vie. |
| IESNA | Société d'ingénierie de l'éclairage | Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. | Base de test reconnue par l'industrie. |
| RoHS / REACH | Certification environnementale | Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). | Exigence d'accès au marché internationalement. |
| ENERGY STAR / DLC | Certification d'efficacité énergétique | Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. | Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité. |