Table des matières
- 1. Vue d'ensemble du produit
- 1.1 Caractéristiques principales et marché cible
- 2. Analyse des paramètres techniques
- 2.1 Valeurs maximales absolues
- 2.2 Caractéristiques électriques et optiques
- 3. Spécification de la table de classement
- 3.1 Classement de l'intensité lumineuse
- 3.2 Classement de la longueur d'onde dominante
- 4. Analyse des courbes de performance
- 5. Informations mécaniques et de conditionnement
- 5.1 Dimensions de contour
- 5.2 Spécification du conditionnement
- 6. Directives de soudure et d'assemblage
- 6.1 Stockage et manipulation
- 6.2 Formage des broches
- 6.3 Processus de soudure
- 6.4 Nettoyage
- 7. Recommandations d'application et de conception
- 7.1 Conception du circuit d'attaque
- 7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
- 7.3 Scénarios d'application typiques
- 8. Comparaison technique et considérations de conception
- 9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)
- 10. Étude de cas de conception pratique
- 11. Principe de fonctionnement
- 12. Tendances technologiques
1. Vue d'ensemble du produit
Ce document détaille les spécifications d'une lampe témoin LED à montage traversant. Le dispositif est constitué d'une puce LED AlInGaP jaune-vert logée dans un support plastique noir à angle droit, doté d'un verre diffusant vert. Cette configuration est conçue comme un Indicateur de Carte de Circuit Imprimé (CCI), offrant une facilité d'assemblage et un contraste visuel amélioré par rapport à la carte.
1.1 Caractéristiques principales et marché cible
Les principaux avantages de ce composant incluent sa conception pour un assemblage simplifié sur CI, sa faible consommation d'énergie, son haut rendement et sa conformité aux normes sans plomb et RoHS. Le boîtier noir améliore significativement le rapport de contraste, rendant le témoin plus visible. Il est destiné à un large éventail d'applications électroniques, notamment les périphériques informatiques, les équipements de communication, l'électronique grand public et les équipements industriels.
2. Analyse des paramètres techniques
2.1 Valeurs maximales absolues
Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Les paramètres clés incluent une dissipation de puissance maximale de 52 mW, un courant direct continu (IF) de 20 mA et un courant direct crête de 60 mA en conditions pulsées. La plage de température de fonctionnement est spécifiée de -30°C à +85°C. Le facteur de déclassement pour le courant direct est de 0,27 mA/°C au-dessus de 30°C de température ambiante. La température de soudure des broches ne doit pas dépasser 260°C pendant un maximum de 5 secondes, avec une distance minimale de 2,0 mm du corps de la LED.
2.2 Caractéristiques électriques et optiques
Mesurées à un courant de test standard de IF=10 mA et TA=25°C, le dispositif présente des performances typiques. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique de 19 mcd, avec un minimum de 8,7 mcd et un maximum de 50 mcd, classés en lots spécifiques. La tension directe (VF) est typiquement de 2,5 V, avec un maximum de 2,5 V. La longueur d'onde dominante (λd) est typiquement de 569 nm, définissant la couleur jaune-vert, avec une demi-largeur spectrale de 15 nm. L'angle de vision (2θ1/2) est large de 100 degrés, caractéristique d'un verre diffusant.
3. Spécification de la table de classement
Le produit est trié en lots basés sur des paramètres optiques clés pour garantir la cohérence dans l'application.
3.1 Classement de l'intensité lumineuse
L'intensité lumineuse est catégorisée en quatre codes de lot (L3, L2, L1, M1) avec des valeurs minimales et maximales définies allant de 8,7 mcd à 50 mcd à IF=10 mA. Une tolérance de ±15 % est appliquée à chaque limite de lot.
3.2 Classement de la longueur d'onde dominante
La teinte ou couleur est contrôlée via des lots de longueur d'onde dominante. Les codes H06 à H09 couvrent une plage de 566,0 nm à 574,0 nm, avec une tolérance serrée de ±1 nm pour chaque limite de lot, garantissant un appariement de couleur précis.
4. Analyse des courbes de performance
Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans le document, les courbes typiques pour de tels dispositifs illustreraient la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, la tension directe en fonction de la température, et la distribution spectrale de puissance culminant autour de 572 nm. Ces courbes sont essentielles pour les concepteurs afin de comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions de fonctionnement et d'optimiser les circuits d'attaque pour une performance constante malgré les variations de température.
5. Informations mécaniques et de conditionnement
5.1 Dimensions de contour
Le dispositif utilise un boîtier LED standard T-1 (3,0 mm de diamètre) monté dans un support plastique noir à angle droit. Les dimensions critiques incluent l'espacement des broches et la distance entre la carte et le verre. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,25 mm sauf indication contraire. Le matériau du support est indiqué comme étant du plastique noir.
5.2 Spécification du conditionnement
Les composants sont fournis sur des bobines de 13 pouces pour l'assemblage automatisé. Chaque bobine contient 350 pièces. La bande porteuse est en alliage de polystyrène conducteur noir avec une épaisseur de 0,50 mm ±0,06 mm. Les dimensions détaillées de la bobine et de la bande porteuse sont fournies pour la compatibilité avec les équipements standard de placement automatique.
6. Directives de soudure et d'assemblage
6.1 Stockage et manipulation
Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70 % d'humidité relative. Si elles sont retirées de leur emballage barrière à l'humidité d'origine, elles doivent être utilisées dans les trois mois ou stockées dans un environnement sec contrôlé (par exemple, avec un dessiccant ou sous azote).
6.2 Formage des broches
Si nécessaire, les broches doivent être pliées à un point situé à au moins 3 mm de la base du verre de la LED. Le pliage ne doit pas utiliser le corps de la LED comme point d'appui. Cette opération doit être effectuée à température ambiante et avant le processus de soudure.
6.3 Processus de soudure
Des directives claires sont fournies pour la soudure manuelle et la soudure à la vague. Une distance minimale de 2 mm doit être maintenue entre le point de soudure et la base du verre/du support. Le verre ne doit jamais être immergé dans la soudure.
- Soudure manuelle :Température du fer maximum 350°C pendant pas plus de 3 secondes par broche.
- Soudure à la vague :Préchauffage à un maximum de 120°C pendant jusqu'à 100 secondes, suivi d'une vague de soudure à un maximum de 260°C pendant pas plus de 5 secondes.
6.4 Nettoyage
L'alcool isopropylique ou des solvants similaires à base d'alcool sont recommandés pour le nettoyage si nécessaire.
7. Recommandations d'application et de conception
7.1 Conception du circuit d'attaque
Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour garantir une luminosité uniforme lors de l'utilisation de plusieurs LED, il est fortement recommandé d'utiliser une résistance limitatrice de courant individuelle en série avec chaque LED (Modèle de circuit A). Le branchement direct des LED en parallèle sans résistances individuelles (Modèle de circuit B) est déconseillé, car de légères variations de la caractéristique de tension directe (Vf) de chaque LED entraîneront des différences significatives dans le partage du courant et, par conséquent, dans la luminosité.
7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)
La LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Des contrôles ESD appropriés doivent être mis en œuvre pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de tapis antistatiques, de postes de travail mis à la terre et d'ioniseurs pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur le verre plastique.
7.3 Scénarios d'application typiques
Cette lampe témoin convient à une grande variété d'applications, notamment les indicateurs d'état sur les cartes mères d'ordinateur ou les périphériques, les voyants de signalisation dans les équipements réseau, les indicateurs d'alimentation/fonction dans les appareils grand public et les voyants de panneau dans les systèmes de contrôle industriel. Le facteur de forme à angle droit est particulièrement utile lorsque l'indicateur doit être visible depuis l'avant ou le côté d'un boîtier tout en étant monté perpendiculairement sur la CI.
8. Comparaison technique et considérations de conception
Comparé aux LED non diffusantes ou à angle de vision étroit, ce dispositif offre une émission de lumière plus large et plus douce, idéale pour l'indication d'état. Le support noir offre un contraste supérieur dans des conditions d'éclairage ambiant lumineuses ou tamisées. Les concepteurs doivent soigneusement considérer la valeur de la résistance limitatrice de courant en fonction de la tension d'alimentation et du courant direct souhaité (typiquement 10-20 mA), tout en tenant compte de la dissipation de puissance dans la résistance. La gestion thermique sur la CI n'est généralement pas un problème pour un seul indicateur à ces niveaux de puissance, mais la disposition doit néanmoins éviter de placer des composants générateurs de chaleur directement à côté de la LED.
9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)
Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?
R : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est maximale (572 nm typique). La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée de la perception de la couleur par l'œil humain (diagramme CIE) et est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue (569 nm typique). Pour la définition de la couleur, λd est plus pertinente.
Q : Puis-je alimenter cette LED à 20 mA en continu ?
R : Oui, 20 mA est le courant direct continu maximal nominal. Cependant, pour une durée de vie et une fiabilité maximales, il est conseillé de fonctionner à ou en dessous du courant de test typique de 10 mA si les exigences de luminosité de l'application le permettent.
Q : Comment interpréter le code de lot d'intensité lumineuse ?
R : Le code de lot (par exemple, L2) imprimé sur l'emballage indique la plage garantie de flux lumineux pour ce lot de LED. Par exemple, le lot L2 garantit un Iv entre 12,6 et 19 mcd à 10 mA. La sélection d'un lot spécifique assure la cohérence de la luminosité entre plusieurs unités dans votre produit.
10. Étude de cas de conception pratique
Considérons la conception d'un indicateur d'état de façade pour un routeur. La CI est montée verticalement à l'intérieur du châssis. L'utilisation de cette LED à angle droit permet de la souder directement sur la CI verticale, son verre pointant latéralement à travers une fenêtre dans le boîtier. Le concepteur sélectionne une résistance limitatrice de courant pour une alimentation de 5 V afin d'obtenir un courant direct d'environ 15 mA, résultant en un indicateur lumineux et clair. Le large angle de vision de 100 degrés assure que la lumière est visible depuis un large éventail de positions devant l'appareil. Le verre diffusant vert fournit une lumière agréable et non éblouissante adaptée aux environnements intérieurs.
11. Principe de fonctionnement
Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un semi-conducteur. Lorsqu'une tension de polarisation directe est appliquée à travers la puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des matériaux semi-conducteurs détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit la couleur de la lumière émise - dans ce cas, le jaune-vert. Le verre époxy diffusant disperse la lumière, créant un angle de vision plus large et plus uniforme.
12. Tendances technologiques
L'utilisation de matériaux AlInGaP pour les LED ambre, jaune et verte représente une technologie mature et hautement efficace. Les développements en cours dans l'industrie LED au sens large se concentrent sur l'augmentation du rendement (lumens par watt), l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs et l'atteinte de densités de puissance plus élevées. Pour les LED de type indicateur, les tendances incluent une miniaturisation accrue, l'intégration de résistances ou de circuits intégrés intégrés pour une commande simplifiée, et le développement d'angles de vision toujours plus larges et d'une cohérence de couleur plus précise grâce à des processus avancés de tri et de fabrication. Le boîtier traversant à angle droit reste populaire pour sa robustesse mécanique et sa facilité d'assemblage manuel ou automatisé dans une grande variété de produits électroniques.
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. |