Table des matières
- 1. Présentation du produit
- 2. Paramètres techniques
- 2.1 Caractéristiques électriques et optiques
- 2.2 Valeurs maximales absolues
- 3. Système de classement (tension directe et intensité lumineuse)
- 4. Courbes de performances et analyse
- 5. Informations mécaniques et d'emballage
- 5.1 Bande transporteuse et bobine
- 5.2 Emballage résistant à l'humidité
- 6. Directives de soudure et d'assemblage
- 7. Test de fiabilité et qualification
- 8. Considérations de conception d'application
- 9. Comparaison avec des produits similaires
- 10. Questions fréquentes
- 11. Étude de cas d'application pratique
- 12. Principe de fonctionnement
- 13. Tendances technologiques
- Terminologie des spécifications LED
- Performance photoelectrique
- Paramètres électriques
- Gestion thermique et fiabilité
- Emballage et matériaux
- Contrôle qualité et classement
- Tests et certification
1. Présentation du produit
Ce produit est une diode électroluminescente (LED) blanche fabriquée à l'aide d'une puce bleue et d'une technologie de conversion par phosphore. Il se présente dans un boîtier à montage en surface ultra-compact aux dimensions de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,4 mm, ce qui le rend adapté aux applications à espace restreint. La LED est conçue pour tous les processus d'assemblage SMT et de soudure, offrant un angle de vue extrêmement large de 140 degrés. Elle est conforme à la directive RoHS et possède un niveau de sensibilité à l'humidité de 3.
Caractéristiques principales :
- Angle de vue extrêmement large pour un éclairage uniforme.
- Compatible avec les processus standard d'assemblage SMT et de soudure par refusion.
- Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 3 (durée de vie de 168 heures après ouverture du sachet).
- Conforme à la directive RoHS, sans substances dangereuses.
Applications :
- Indicateurs optiques dans l'électronique grand public.
- Commutateurs, symboles et rétroéclairage d'affichage.
- Éclairage général et éclairage décoratif.
2. Paramètres techniques
Les paramètres suivants sont mesurés à une condition de test de IF = 5 mA et Ts = 25 °C, sauf indication contraire.
2.1 Caractéristiques électriques et optiques
| Élément | Symbole | Condition | Min | Typ | Max | Unité |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tension directe | VF | IF=5mA | 2,6 (F1) ... 3,3 (I2) | -- | 2,7 (F1) ... 3,4 (I2) | V |
| Intensité lumineuse | IV | IF=5mA | 90 (1AP) | -- | 250 (1AX) | mcd |
| Angle de vue | 2θ1/2 | IF=5mA | -- | 140 | -- | degrés |
| Courant inverse | IR | VR=5V/10ms | -- | -- | 10 | μA |
| Résistance thermique | RTHJ-S | IF=5mA | -- | -- | 450 | °C/W |
2.2 Valeurs maximales absolues
| Paramètre | Symbole | Valeur nominale | Unité |
|---|---|---|---|
| Dissipation de puissance | Pd | 68 | mW |
| Courant direct | IF | 20 | mA |
| Tension inverse | Vr | 5 | V |
| Courant direct de crête (impulsion) | IFP | 60 | mA |
| Décharge électrostatique (HBM) | ESD | 1000 | V |
| Température de fonctionnement | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Température de stockage | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Température de jonction | Tj | 95 | °C |
3. Système de classement (tension directe et intensité lumineuse)
Les LED sont triées en groupes en fonction de la tension directe et de l'intensité lumineuse pour garantir la cohérence dans les applications. À IF=5mA, la tension directe est divisée en 8 groupes (F1, F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2) couvrant une plage de 2,6 V à 3,4 V par incréments de 0,1 V par groupe. L'intensité lumineuse est triée en 4 groupes (1AP : 90-120 mcd, G20 : 120-150 mcd, 1AW : 150-200 mcd, 1AX : 200-250 mcd). De plus, les coordonnées chromatiques sont classées selon le diagramme de chromaticité CIE 1931, avec des groupes spécifiques tels que B01-B06 et K01-K06 couvrant des régions de température de couleur corrélée.
4. Courbes de performances et analyse
La fiche technique fournit des courbes typiques de caractéristiques optiques et électriques pour référence technique :
- Tension directe en fonction du courant direct :Montre l'augmentation typique de VF avec le courant, indiquant le comportement de la diode.
- Courant direct en fonction de l'intensité relative :Démontre que l'intensité lumineuse relative augmente de manière approximativement linéaire avec le courant direct jusqu'à 20 mA.
- Température de la broche en fonction de l'intensité relative :Illustre la baisse d'intensité lorsque la température de jonction augmente, avec une réduction d'environ 10 % à 85 °C par rapport à 25 °C.
- Température de la broche en fonction du courant direct :Fournit des informations de déclassement pour un fonctionnement sûr à des températures élevées.
- Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante :Montre un léger décalage de la longueur d'onde dominante avec le courant ; pour les LED blanches, cela est minime.
- Intensité relative en fonction de la longueur d'onde :Le spectre montre un pic d'émission large centré autour de 450 nm (bleu) et un pic plus large provenant du phosphore, produisant une lumière blanche.
- Diagramme de rayonnement :Angle de vue large de 140° (angle de demi-intensité), avec une distribution symétrique.
5. Informations mécaniques et d'emballage
Les dimensions du boîtier de la LED sont de 1,6 mm (L) × 0,8 mm (l) × 0,4 mm (H) avec des tolérances de ±0,2 mm. Le boîtier comporte deux bornes (anode et cathode) marquées par un indicateur de polarité sur la vue de dessous. Le motif de plage de soudure recommandé est fourni dans la fiche technique : deux plages rectangulaires de 0,8 mm × 0,8 mm espacées de 2,4 mm.
5.1 Bande transporteuse et bobine
Les LED sont emballées dans une bande transporteuse de 8 mm de largeur, pas de 4 mm et espacement des trous de pignon de 1,75 mm. Le diamètre de la bobine est de 178 mm, largeur 8 mm, avec un diamètre de moyeu de 60 mm. Chaque bobine contient 4 000 pièces. L'étiquette comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de groupe (flux, chromaticité, VF, longueur d'onde), la quantité et la date.
5.2 Emballage résistant à l'humidité
La bobine est placée dans un sachet barrière contre l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité, puis scellée. Conditions de stockage recommandées avant ouverture : ≤30 °C et ≤75 % HR, valable 1 an à compter de la date de scellage. Après ouverture, la durée de vie est de 168 heures à ≤30 °C/≤60 % HR. Si la durée de vie est dépassée, un pré-séchage à 60±5 °C pendant ≥24 heures est nécessaire avant utilisation.
6. Directives de soudure et d'assemblage
Le profil de soudure par refusion recommandé est basé sur la norme JEDEC. Paramètres clés : préchauffage de 150 °C à 200 °C pendant 60 à 120 secondes ; taux de montée ≤3 °C/s ; temps au-dessus de 217 °C (TL) ≤60 secondes ; température de crête 260 °C pendant ≤10 secondes ; taux de refroidissement ≤6 °C/s. Temps total de 25 °C à la crête ≤8 minutes. La soudure par refusion ne doit pas dépasser deux fois. Si l'intervalle entre deux refusions dépasse 24 heures, un pré-séchage est nécessaire pour éviter les dommages dus à l'humidité.
Pour le soudage manuel, utilisez un fer à souder à ≤300 °C pendant ≤3 secondes, et une seule fois. N'appliquez pas de contrainte mécanique pendant le refroidissement.
7. Test de fiabilité et qualification
La LED a passé avec succès les tests de fiabilité standard selon les spécifications JEDEC :
- Soudure par refusion : 260 °C, 10 sec, 2 cycles (0/1 rejet).
- Cycle de température : -40 °C ↔ 100 °C, 100 cycles.
- Choc thermique : -40 °C ↔ 100 °C, 300 cycles.
- Stockage à haute température : 100 °C pendant 1000 heures.
- Stockage à basse température : -40 °C pendant 1000 heures.
- Test de durée de vie : Ta=25 °C, IF=5mA pendant 1000 heures.
Critères de défaillance : VF > 1,1×USL, IR > 2,0×USL, flux<0,7×LSL.
8. Considérations de conception d'application
Pour garantir des performances et une fiabilité optimales, les points suivants doivent être pris en compte :
- Limitation du courant :Utilisez toujours une résistance en série pour limiter le courant direct à ≤20 mA. De petites variations de tension peuvent entraîner de grandes variations de courant sans ballast approprié.
- Gestion thermique :La génération de chaleur dégrade l'efficacité lumineuse et la stabilité des couleurs. Une zone de cuivre PCB adéquate et des vias thermiques sont recommandés. La température de jonction ne doit pas dépasser 95 °C.
- Protection contre la tension inverse :La LED ne doit pas être soumise à une tension inverse supérieure à 5 V. Utilisez une conception de pilote appropriée pour éviter la polarisation inverse lors de la commutation.
- Compatibilité environnementale :Évitez l'exposition aux composés soufrés (>100 ppm), au brome (>900 ppm), au chlore (>900 ppm) et aux COV qui peuvent attaquer l'encapsulant silicone. Les adhésifs ne doivent pas dégager de vapeurs organiques.
- Protection contre les décharges électrostatiques :La LED a une valeur nominale ESD de 1000 V (HBM). Utilisez des mesures de contrôle ESD appropriées lors de la manipulation et de l'assemblage.
9. Comparaison avec des produits similaires
Le principal différenciateur de cette LED est son angle de vue extrêmement large (140° de demi-angle), qui est plus large que celui de nombreuses LED standard de 120°. Cela la rend idéale pour les applications nécessitant une distribution lumineuse uniforme sans points chauds. L'empreinte compacte de 1,6×0,8 mm fait partie des plus petites de l'industrie, permettant des conceptions de cartes à haute densité. Le classement de la tension directe permet un contrôle strict de la consommation d'énergie, et le classement de l'intensité lumineuse garantit une luminosité constante en production de masse.
10. Questions fréquentes
- Quelle est la température de soudure maximale ?260 °C pendant 10 secondes maximum. La refusion peut être effectuée deux fois.
- Puis-je utiliser cette LED avec une alimentation de 3,3 V ?Oui, mais une résistance en série est nécessaire pour limiter le courant à ≤20 mA. La tension directe dans des conditions typiques est d'environ 2,7 à 3,2 V selon le groupe.
- Quelle est la durée de vie typique ?Dans des conditions nominales (5 mA, 25 °C), la LED peut durer plus de 50 000 heures ; une température élevée ou un courant élevé réduira la durée de vie.
- La LED est-elle compatible avec la soudure sans plomb ?Oui, la température de crête de 260 °C convient aux profils de refusion sans plomb.
- Comment dois-je stocker les LED non utilisées ?Conservez dans un sachet barrière contre l'humidité scellé à ≤30 °C/≤75 % HR. Utilisez dans l'année. Après ouverture, montez dans les 168 heures ou pré-séchez avant utilisation.
11. Étude de cas d'application pratique
Considérez un petit panneau indicateur avec 10 LED. Chaque LED est alimentée à 5 mA à partir d'une alimentation de 5 V. En utilisant une VF typique de 3,0 V (groupe H1), la résistance série requise est de (5-3)/0,005 = 400 Ω. Avec un angle de vue de 140°, l'affichage est visible depuis un angle large. Le boîtier compact de 1,6×0,8 mm permet un placement sur un réseau de pas de 0,5 mm. Le large faisceau assure une luminosité uniforme sur tout le panneau sans diffuseurs supplémentaires.
12. Principe de fonctionnement
Cette LED blanche est basée sur une puce bleue InGaN (nitrure de gallium et d'indium) qui émet de la lumière à environ 450-460 nm. La lumière bleue excite un phosphore à émission jaune (généralement YAG:Ce) qui convertit une partie de la lumière bleue en un large spectre jaune. La combinaison de lumière bleue et jaune produit une lumière blanche avec une température de couleur corrélée typiquement comprise entre 5000 et 7000 K. Le phosphore est mélangé à un encapsulant silicone qui sert également de lentille pour façonner le faisceau.
13. Tendances technologiques
L'industrie des LED continue de pousser vers une efficacité plus élevée, des boîtiers plus petits et une meilleure cohérence des couleurs. Ce produit suit la tendance de miniaturisation (1,6×0,8 mm) adaptée à l'électronique grand public. Les développements futurs pourraient inclure des boîtiers à l'échelle de la puce (CSP) et l'intégration du phosphore sur la puce pour réduire encore la taille et améliorer les performances thermiques. De plus, des phosphores avancés permettront des IRC plus élevés et des températures de couleur réglables.
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. |