Table des matières
- 1. Présentation du produit
- 1.1 Description générale
- 1.2 Caractéristiques
- 1.3 Applications
- 2. Analyse des paramètres techniques
- 2.1 Caractéristiques électriques et optiques
- 2.2 Valeurs maximales absolues
- 3. Système de tri
- 3.1 Classes de tension directe
- 3.2 Classes d'intensité lumineuse
- 3.3 Classes de chromaticité
- 4. Courbes de performance
- 4.1 Tension directe en fonction du courant direct
- 4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative
- 4.3 Effets de la température
- 4.4 Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante
- 4.5 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde
- 4.6 Diagramme de rayonnement
- 5. Emballage et mécanique
- 5.1 Dimensions du boîtier
- 5.2 Plages de soudure recommandées
- 5.3 Repère de polarité
- 6. Guide de soudure et d'assemblage
- 6.1 Profil de soudure par refusion CMS
- 6.2 Soudure manuelle
- 6.3 Réparation
- 6.4 Précautions
- 7. Emballage et informations de commande
- 7.1 Spécification de l'emballage
- 7.2 Dimensions de la bande de transport et de la bobine
- 7.3 Spécification de l'étiquette
- 7.4 Emballage résistant à l'humidité
- 7.5 Carton
- 8. Tests de fiabilité
- 8.1 Éléments et conditions de test
- 8.2 Critères de défaillance
- 9. Notes d'application
- 9.1 Conception thermique
- 9.2 Conception du circuit
- 9.3 Précautions environnementales
- 10. Stockage et manipulation
- 10.1 Conditions de stockage
- 10.2 Étuvage
- 10.3 Protection contre les décharges électrostatiques (DES)
- 11. Principes de fonctionnement
- 12. Questions fréquentes
- 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
1.1 Description générale
Cette LED blanche est fabriquée à l'aide d'une puce bleue et d'une technologie de conversion par phosphore. Les dimensions du boîtier sont de 1,6 mm × 0,8 mm × 0,7 mm, ce qui la rend adaptée aux applications CMS compactes. La LED émet une lumière blanche grâce à la combinaison de l'émission de la puce bleue et du phosphore jaune, offrant un éclairage efficace.
1.2 Caractéristiques
- Angle de vue extrêmement large de 140°.
- Convient à tous les processus d'assemblage CMS et de soudure.
- Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 3 selon JEDEC.
- Conforme à la directive RoHS.
1.3 Applications
- Indicateurs optiques.
- Interrupteurs, symboles et affichages.
- Appareils électroménagers.
- Indication générale.
2. Analyse des paramètres techniques
2.1 Caractéristiques électriques et optiques
Les caractéristiques électriques et optiques sont spécifiées à Ts=25°C avec IF=20mA sauf indication contraire. La tension directe (VF) est triée du code G1 (2,8-2,9V) au code J1 (3,4-3,5V), avec des valeurs typiques autour de 3,0V à 20mA. L'intensité lumineuse (IV) varie de 600 à 1100 mcd selon le code de lot. L'angle de vue est de 140° (demi-angle). Le courant inverse est inférieur à 10µA à VR=5V. La résistance thermique de la jonction au point de soudure est de 450°C/W.
2.2 Valeurs maximales absolues
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Dissipation de puissance | Pd | 105 | mW |
| Courant direct | IF | 30 | mA |
| 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 |
Le dépassement de ces valeurs peut entraîner des dommages permanents. Un dissipateur thermique approprié est nécessaire pour maintenir la température de jonction en dessous du maximum.
3. Système de tri
3.1 Classes de tension directe
La tension directe est triée en classes à IF=20mA. Les classes vont de 2,8V à 3,5V par incréments de 0,1V. Les classes typiques sont G1 (2,8-2,9V), G2 (2,9-3,0V), H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V), J1 (3,4-3,5V).
3.2 Classes d'intensité lumineuse
L'intensité lumineuse est triée de 600 à 1100 mcd. Les classes courantes incluent 1BF (600-650 mcd), 1BG (650-700 mcd), 1BH (700-750 mcd), 1BI (750-800 mcd), 1BJ (800-850 mcd), 1BK (850-900 mcd), 1FA (900-950 mcd), 1FB (950-1000 mcd), LC1 (1000-1050 mcd), LC2 (1050-1100 mcd).
3.3 Classes de chromaticité
La LED est également triée par coordonnées de chromaticité dans le diagramme CIE 1931. Les classes telles que B11, B12, B21, B22, B51, K21, K31 assurent une grande cohérence des couleurs. Chaque classe définit une région quadrilatérale avec des coordonnées x,y spécifiées. Par exemple, la classe B11 a pour coordonnées : (0,2423,0,2225), (0,2385,0,2244), (0,2449,0,2344), (0,2487,0,2325).
4. Courbes de performance
4.1 Tension directe en fonction du courant direct
La figure 1-7 montre que la tension directe augmente avec le courant direct. À 20mA typique, la VF est d'environ 3,0V pour la classe H1.
4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative
L'intensité relative augmente avec le courant direct comme le montre la figure 1-8. Elle est approximativement linéaire jusqu'à 30mA.
4.3 Effets de la température
Les figures 1-9 et 1-10 montrent que la température de la broche affecte à la fois l'intensité relative et le courant direct. Une température plus élevée réduit la puissance lumineuse et augmente la tension directe.
4.4 Courant direct en fonction de la longueur d'onde dominante
La figure 1-11 montre que la longueur d'onde dominante se déplace légèrement avec le courant. À 25°C, la longueur d'onde reste stable sur la plage de fonctionnement.
4.5 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde
La figure 1-12 donne la distribution spectrale. Le spectre de la LED blanche a un pic bleu autour de 450-460 nm et une large émission de phosphore jaune.
4.6 Diagramme de rayonnement
Le diagramme de rayonnement de la figure 1-13 montre une large distribution lambertienne avec un demi-angle de 140°. Cela garantit une dispersion uniforme de la lumière.
5. Emballage et mécanique
5.1 Dimensions du boîtier
Le boîtier mesure 1,6 mm (L) × 0,8 mm (l) × 0,7 mm (H). La vue de dessus montre l'emplacement de la puce LED. La vue de côté indique l'épaisseur. La vue de dessous révèle deux plages : la plage 1 (cathode) et la plage 2 (anode). Un repère de polarité est présent sur le dessous.
5.2 Plages de soudure recommandées
Les plages de soudure recommandées sont fournies dans la figure 1-5. Chaque plage mesure 0,8 mm × 0,8 mm avec un espacement de 0,8 mm. L'empreinte totale est de 2,4 mm de longueur.
5.3 Repère de polarité
Le repère de polarité indique le côté cathode. Assurez-vous de l'orientation correcte lors de l'assemblage pour éviter une polarisation inverse.
6. Guide de soudure et d'assemblage
6.1 Profil de soudure par refusion CMS
Profil de refusion recommandé :
- Vitesse de montée : max 3°C/s de Tsmin (150°C) à Tsmax (200°C).
- Temps de préchauffage : 60-120 secondes entre 150-200°C.
- Temps au-dessus de 217°C : max 60 secondes.
- Température de crête : 260°C, max 10 secondes.
- Vitesse de refroidissement : max 6°C/s.
- Temps total de 25°C à la crête : max 8 minutes.
La soudure par refusion ne doit pas dépasser deux fois. Si plus de 24 heures séparent les soudures, un étuvage est nécessaire.
6.2 Soudure manuelle
Lors du soudage manuel, utilisez une température de fer inférieure à 300°C pendant moins de 3 secondes. Un seul soudage manuel est autorisé.
6.3 Réparation
La réparation après soudure n'est pas recommandée. Si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double tête et vérifiez les caractéristiques de la LED.
6.4 Précautions
Ne montez pas les LED sur un circuit imprimé voilé. Évitez les contraintes mécaniques ou le refroidissement rapide après soudure.
7. Emballage et informations de commande
7.1 Spécification de l'emballage
Les LED sont emballées en format bande et bobine : 4000 pièces par bobine.
7.2 Dimensions de la bande de transport et de la bobine
Largeur de la bande de transport 8 mm, pas de 4 mm. Diamètre extérieur de la bobine 178 mm, diamètre du moyeu 60 mm. Les dimensions détaillées sont fournies dans les figures 2-1 et 2-2.
7.3 Spécification de l'étiquette
Chaque bobine porte une étiquette avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de tri (flux, chromaticité, tension), le code de longueur d'onde, la quantité et la date.
7.4 Emballage résistant à l'humidité
Les bobines sont scellées dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et un indicateur d'humidité. Suivez les consignes MSL3.
7.5 Carton
Les bobines sont conditionnées dans des cartons pour l'expédition.
8. Tests de fiabilité
8.1 Éléments et conditions de test
| Test | Condition | Durée | Échantillon | Acceptation/Rejet |
|---|---|---|---|---|
| Refusion | 260°C, 10s | 2x | 22 | 0/1 |
| Cycle de température | -40°C à 100°C | 100 cycles | 22 | 0/1 |
| Choc thermique | -40°C à 100°C | 300 cycles | 22 | 0/1 |
| Stockage à haute température | 100°C | 1000 h | 22 | 0/1 |
| Stockage à basse température | -40°C | 1000 h | 22 | 0/1 |
| Test de durée de vie | 25°C, 20mA | 1000 h | 22 | 0/1 |
8.2 Critères de défaillance
Après le test, la tension directe ne doit pas dépasser 1,1× la limite supérieure spécifiée. Le courant inverse doit être inférieur à 2,0× la limite supérieure spécifiée. Le flux lumineux ne doit pas descendre en dessous de 0,7× la limite inférieure spécifiée.
9. Notes d'application
9.1 Conception thermique
Une bonne dissipation thermique est essentielle. La température de jonction ne doit pas dépasser 95°C. Utilisez une surface de cuivre adéquate sur le circuit imprimé et des vias thermiques pour gérer la chaleur.
9.2 Conception du circuit
Incluez toujours une résistance de limitation de courant pour éviter les surtensions. Évitez la tension inverse. Le circuit doit garantir une polarisation directe pendant le fonctionnement.
9.3 Précautions environnementales
La teneur en soufre des matériaux environnants doit être inférieure à 100 ppm. Les teneurs individuelles en brome et chlore inférieures à 900 ppm, total inférieur à 1500 ppm. Évitez les COV qui pourraient endommager l'encapsulation de la LED.
10. Stockage et manipulation
10.1 Conditions de stockage
Avant l'ouverture du sachet aluminium : stocker à ≤30°C et ≤75%HR pendant 1 an maximum à compter de la date de fabrication. Après ouverture : stocker à ≤30°C et ≤60%HR pendant 168 heures. Si dépassé, étuver avant utilisation.
10.2 Étuvage
Étuver à 60±5°C pendant au moins 24 heures si la barrière anti-humidité a été compromise.
10.3 Protection contre les décharges électrostatiques (DES)
Les LED sont sensibles aux DES (HBM 1000V). Utilisez des précautions DES appropriées lors de la manipulation et de l'assemblage.
11. Principes de fonctionnement
La LED blanche utilise une puce bleue InGaN recouverte d'un phosphore jaune (par exemple YAG:Ce). La lumière bleue excite le phosphore qui émet une lumière jaune ; la combinaison du bleu et du jaune produit de la lumière blanche. La température de couleur exacte dépend de la composition et de l'épaisseur du phosphore.
12. Questions fréquentes
Q : Quelle est la condition de stockage recommandée ?
R : Avant ouverture, ≤30°C et ≤75%HR pendant 1 an maximum. Après ouverture, 168 heures à ≤30°C et ≤60%HR.
Q : Combien de cycles de refusion sont autorisés ?
R : Maximum 2 fois. Si plus de 24 heures séparent les cycles, un étuvage est nécessaire.
Q : Quel est le niveau de sensibilité à l'humidité ?
R : Niveau MSL 3.
Q : La LED peut-elle être utilisée avec une commande par impulsions ?
R : Oui, le courant direct de crête est de 60 mA avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms.
Q : Quelle est la résistance thermique typique ?
R : 450°C/W de la jonction au point de soudure.
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. |