Fiche technique LED SMD bicolore - Boîtier 3,2x2,8x1,9mm - Tension 2,0V - Puissance 75mW - Vert/Jaune - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED bicolore compacte pour montage en surface. Le composant est conçu pour les processus d'assemblage automatisé sur circuit imprimé (PCB) et convient aux applications où l'espace est une contrainte critique. Il intègre deux puces LED distinctes dans un seul boîtier, permettant une indication multi-états ou un mélange de couleurs avec un encombrement minimal.

1.1 Caractéristiques principales et marché cible

Les principaux avantages de ce composant incluent sa conformité aux directives RoHS, l'utilisation de la technologie semi-conductrice AlInGaP à haute luminosité, et un conditionnement compatible avec les formats standard de bande et bobine pour l'assemblage en grande série. Sa conception est compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR). Les applications cibles couvrent un large éventail d'électronique grand public et industrielle, notamment, sans s'y limiter, les équipements de télécommunication (ex. : téléphones mobiles), les dispositifs informatiques portables (ex. : ordinateurs portables), le matériel réseau, les appareils électroménagers, la signalétique intérieure, le rétroéclairage de clavier et les fonctions d'indicateur d'état.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Caractéristiques absolues maximales

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les caractéristiques clés incluent une dissipation de puissance maximale de 75 mW par puce de couleur, un courant continu direct de 30 mA, et un courant de crête direct de 80 mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). La tension inverse maximale admissible est de 5 V. Le dispositif est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -30°C à +85°C et une plage de stockage de -40°C à +85°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à un courant de test standard de 20 mA et une température ambiante de 25°C, la tension directe typique (Vf) pour les puces verte et jaune est de 2,0 V, avec une plage spécifiée de 1,5 V (Min) à 2,4 V (Max). L'intensité lumineuse (Iv) est une métrique de performance clé. Pour la puce verte, la valeur typique est de 35,0 mcd (millicandela), avec un minimum de 18,0 mcd. La puce jaune présente une sortie typique plus élevée à 75,0 mcd, avec un minimum de 28,0 mcd. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale, est typiquement de 130 degrés, indiquant un diagramme de vision large. La longueur d'onde dominante (λd) définit la couleur perçue. Pour le vert, elle est typiquement centrée à 571 nm (plage 564-578 nm), et pour le jaune, à 589 nm (plage 582-596 nm). La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est typiquement de 15,0 nm pour les deux couleurs.

3. Explication du système de classement par bacs

Le produit est classé selon des bacs de performance pour assurer la cohérence dans l'application. Deux paramètres de classement principaux sont utilisés : l'Intensité Lumineuse (Iv) et la Longueur d'Onde Dominante (Teinte).

3.1 Classement par intensité lumineuse

La LED verte est disponible dans les bacs d'intensité M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd) et P (45,0-71,0 mcd). La LED jaune offre les bacs N (28,0-45,0 mcd), P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) et R (112,0-180,0 mcd). Une tolérance de +/-15% est appliquée au sein de chaque bac.

3.2 Classement par teinte (longueur d'onde)

Pour la LED verte, la longueur d'onde dominante est classée en C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) et E (573,5-576,5 nm), avec une tolérance de +/-1 nm par bac. Ce contrôle précis garantit la cohérence des couleurs entre les lots de production, ce qui est crucial pour les applications nécessitant une apparence uniforme.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans le document source (ex. : Figure 1 pour l'émission spectrale, Figure 5 pour l'angle de vision), les courbes typiques pour de tels dispositifs illustrent des relations importantes. La courbe Courant Direct vs Tension Directe (I-V) montre la relation exponentielle caractéristique des diodes. La courbe Intensité Lumineuse vs Courant Direct montre typiquement une augmentation quasi linéaire de la lumière émise avec le courant jusqu'à un certain point, après quoi l'efficacité peut diminuer. La courbe de distribution spectrale montrerait un pic unique pour chaque puce monochromatique, la demi-largeur définissant la pureté de la couleur. Comprendre ces courbes est essentiel pour la conception de circuit, notamment pour piloter la LED à un rendement optimal et prédire la lumière émise dans différentes conditions de fonctionnement.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

Le dispositif présente un empreinte SMD standard. Les dimensions critiques incluent une taille de corps d'environ 3,2 mm de longueur et 2,8 mm de largeur, avec une hauteur typique de 1,9 mm. Les tolérances sont typiquement de ±0,1 mm. Le boîtier utilise une lentille transparente. L'assignation des broches est la suivante : les broches 1 et 3 sont assignées à la puce AlInGaP verte, tandis que les broches 2 et 4 sont assignées à la puce AlInGaP jaune. Cette configuration permet un contrôle indépendant de chaque couleur.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de fixation sur PCB

Un motif de pastilles recommandé (empreinte) est fourni pour assurer une soudure fiable et un alignement mécanique correct. Ce motif inclut typiquement des pastilles légèrement plus grandes que les bornes du dispositif pour faciliter la formation d'un bon congé de soudure, ce qui est crucial pour la résistance mécanique et la dissipation thermique.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudure par refusion IR

Pour les processus d'assemblage sans plomb (Pb-free), un profil de refusion spécifique est recommandé. La température de corps maximale ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 260°C doit être limité à un maximum de 10 secondes. Une étape de préchauffage jusqu'à 200°C est conseillée. Le profil doit être caractérisé pour le design de PCB spécifique, la pâte à souder et le four utilisés. Le dispositif est qualifié pour un maximum de deux cycles de refusion dans ces conditions.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle au fer est nécessaire, la température de la panne doit être contrôlée à un maximum de 300°C, et le temps de soudure par broche ne doit pas dépasser 3 secondes. La soudure manuelle ne doit être effectuée qu'une seule fois.

6.3 Stockage et manipulation

Les LED sont sensibles à l'humidité (MSL 3). Lorsqu'elles sont stockées dans leur sachet barrière d'humidité scellé d'origine avec dessicant, elles doivent être conservées à ≤30°C et ≤90% HR et utilisées dans l'année. Une fois le sachet ouvert, les composants doivent être stockés à ≤30°C et ≤60% HR. Il est recommandé de terminer le processus de refusion IR dans la semaine suivant l'ouverture du sachet. Pour les composants stockés hors de l'emballage d'origine pendant plus d'une semaine, une procédure de séchage (ex. : 60°C pendant au moins 20 heures) est requise avant soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages par \"effet pop-corn\" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudure est requis, seuls les solvants spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier.

7. Conditionnement et informations de commande

Les composants sont fournis sur bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre, conformément aux normes EIA-481. Chaque bobine contient 3000 pièces. La bande utilise une bande de couverture pour sceller les alvéoles des composants. Pour les quantités inférieures à une bobine complète, une quantité d'emballage minimale de 500 pièces s'applique pour les lots restants.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est idéale pour l'indication multi-états. Par exemple, dans un routeur réseau, la puce verte pourrait indiquer \"alimentation activée/fonctionnement normal\", tandis que la puce jaune pourrait indiquer \"activité des données\" ou \"alerte système\". Dans l'électronique grand public, elle peut servir d'indicateur combiné de charge/état. Sa petite taille la rend adaptée au rétroéclairage de claviers miniatures ou d'icônes sur les appareils portables.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série pour chaque puce LED. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - Vf_LED) / I_souhaitée. En utilisant la Vf typique de 2,0V et un courant souhaité de 20 mA avec une alimentation de 5V, R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω.

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles thermiques (le cas échéant) ou des broches aide à dissiper la chaleur, en particulier dans les environnements à température ambiante élevée, maintenant ainsi la longévité de la LED et une sortie lumineuse stable.

Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des contrôles ESD appropriés (bracelets, postes de travail mis à la terre, mousse conductrice) doivent être employés pendant la manipulation et l'assemblage.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED SMD monochromes, ce dispositif offre un gain de place en combinant deux fonctions dans un seul boîtier, réduisant l'empreinte sur le PCB et le temps d'assemblage. L'utilisation de la technologie AlInGaP offre typiquement une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport à certaines autres technologies LED pour ces couleurs spécifiques (vert et jaune), résultant en une sortie plus lumineuse et plus cohérente sur la plage de température de fonctionnement.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je piloter simultanément les LED verte et jaune à leur courant continu maximal (30 mA chacune) ?

R : Techniquement oui, mais vous devez considérer la dissipation de puissance totale. Un fonctionnement simultané à 30mA chacune entraînerait une dissipation de puissance combinée qui pourrait dépasser les limites recommandées si les tensions directes sont dans la partie haute de leur plage. Il est plus sûr de fonctionner en dessous des caractéristiques absolues maximales, peut-être à 20 mA chacune, et de s'assurer d'une conception thermique adéquate.

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 distribution de puissance spectrale est maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED lorsqu'elle est comparée à une lumière blanche de référence. λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur dans les applications centrées sur l'humain.

Q : Pourquoi la condition de stockage après ouverture du sachet est-elle si importante ?

R : Les boîtiers SMD peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudure par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut délaminer le boîtier ou fissurer la puce, une défaillance connue sous le nom d'\"effet pop-corn\". Les conditions de stockage spécifiées et les procédures de séchage préviennent cela.

11. Cas d'application pratique

Scénario : Conception d'un indicateur bi-état pour un appareil portable

Un concepteur crée un lecteur multimédia compact avec un seul indicateur LED. Les exigences sont : vert fixe pour \"lecture\", vert clignotant pour \"pause\", et jaune fixe pour \"charge/veille\". L'utilisation de cette LED bicolore simplifie la conception. Un microcontrôleur avec deux broches GPIO peut contrôler indépendamment les puces verte et jaune via de simples interrupteurs à transistors ou directement si le GPIO peut absorber/suffisamment de courant. Le large angle de vision de 130 degrés assure que l'état est visible sous différents angles. Le concepteur sélectionne des composants du même bac d'intensité et de teinte pour garantir une couleur et une luminosité uniformes sur toutes les unités de production.

12. Introduction au principe

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Dans une LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), l'énergie électrique provoque la recombinaison d'électrons et de trous dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur spécifique de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur, qui est ajustée en modifiant les proportions des éléments constitutifs. Un boîtier LED bicolore abrite deux de ces puces semi-conductrices avec des bandes interdites différentes, électriquement isolées mais partageant une structure mécanique commune.

13. Tendances de développement

La tendance générale de la technologie LED SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), permettant des affichages plus lumineux ou une consommation d'énergie plus faible. La miniaturisation reste un moteur clé, permettant un conditionnement plus dense et de nouveaux facteurs de forme dans l'électronique grand public. Il y a également un accent sur l'amélioration du rendu des couleurs et de la cohérence, ainsi que sur une fiabilité accrue dans des conditions environnementales sévères. L'intégration, comme la combinaison de circuits de commande avec des LED dans un seul boîtier (\"LED intelligentes\"), est un autre domaine en croissance pour simplifier la conception des systèmes.