Fiche technique LED IR 0402 CMS - Dimensions 1,0x0,5x0,5mm - Tension directe 1,5V - Longueur d'onde pic 940nm - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente infrarouge miniature à montage en surface et haute fiabilité. Le composant est logé dans un boîtier compact 0402, moulé dans une résine époxy transparente, et est spectralement adapté aux photodiodes et phototransistors au silicium, ce qui le rend idéal pour les applications de détection.

1.1 Avantages principaux

• Haute fiabilité :Conçu pour des performances constantes dans des applications exigeantes.
• Empreinte miniature :Le boîtier double extrémité 0402 permet un montage haute densité sur circuit imprimé.
• Compatibilité des procédés :Adapté aux procédés de brasage par refusion infrarouge et en phase vapeur.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme RoHS, conforme au règlement REACH de l'UE et répond aux normes sans halogènes (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Applications cibles

• Capteurs infrarouges montés sur circuit imprimé
• Télécommandes infrarouges nécessitant une puissance de sortie élevée
• Scanners optiques
• Divers systèmes d'application infrarouge

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité	Notes
Courant direct continu	IF	50	mA
Tension inverse	VR	5	V
Température de fonctionnement	Topr	-40 à +100	°C
Température de stockage	Tstg	-40 à +100	°C
Température de brasage	Tsol	260	°C	Durée de brasage ≤ 5 secondes.
Dissipation de puissance (Ta=25°C)	Pd	100	mW

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (IF=20mA sauf indication contraire).

Paramètre	Symbole	Min.	Typ.	Max.	Unité	Condition
Intensité rayonnante	Ie	0.5	2.35	--	mW/sr	IF=20mA
Longueur d'onde pic	λp	--	940	--	nm	IF=20mA
Largeur spectrale (FWHM)	Δλ	--	45	--	nm	IF=20mA
Tension directe	VF	--	1.5	1.9	V	IF=20mA
Courant inverse	IR	--	--	10	μA	VR=5V
Angle de vision (Demi-angle)	2θ1/2	--	120	--	deg	IF=20mA

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques essentielles pour les ingénieurs de conception.

3.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe IV)

La courbe montre la relation exponentielle entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF). Au point de fonctionnement typique de 20mA, la tension directe est d'environ 1,5V. Les concepteurs doivent utiliser une résistance série limitant le courant pour éviter de dépasser le courant direct maximal, car même une faible augmentation de tension peut entraîner une augmentation importante et potentiellement destructrice du courant.

3.2 Courant direct vs Température ambiante

Cette courbe de déclassement illustre comment le courant direct continu maximal autorisé diminue lorsque la température ambiante augmente. Le composant peut supporter son courant nominal complet jusqu'à environ 25°C. Au-delà, le courant maximal doit être réduit linéairement jusqu'à zéro à la température de jonction maximale (impliquée par la limite de fonctionnement de 100°C). Ceci est crucial pour garantir la fiabilité à long terme dans des environnements à haute température.

3.3 Distribution spectrale

Le graphique de sortie spectrale confirme la longueur d'onde d'émission pic à 940nm avec une largeur spectrale typique (Largeur à mi-hauteur) de 45nm. Cette longueur d'onde est quasi-optimale pour les photodétecteurs au silicium, qui ont une sensibilité élevée dans cette région, maximisant ainsi le rapport signal/bruit dans les applications de détection.

3.4 Intensité rayonnante relative vs Courant direct

Cette courbe montre que la sortie rayonnante est presque linéaire avec le courant direct dans la plage de fonctionnement typique (jusqu'à environ 40-50mA). Cette relation prévisible simplifie la conception des systèmes optiques.

3.5 Intensité rayonnante relative vs Déplacement angulaire

Le diagramme polaire représente le diagramme d'émission, caractérisé par un large demi-angle de 120 degrés. Cela fournit un faisceau infrarouge large et diffus, idéal pour les applications nécessitant une couverture de grande surface ou une détection de proximité où l'alignement n'est pas critique.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier (0402)

Le composant est conforme à une empreinte standard 0402 (impériale) / 1005 (métrique). Les dimensions clés incluent une longueur de corps d'environ 1,0mm, une largeur de 0,5mm et une hauteur de 0,5mm. Les dimensions et l'espacement des bornes sont fournis pour la conception du motif de pastilles sur circuit imprimé. Toutes les tolérances dimensionnelles sont typiquement de ±0,1mm sauf indication contraire.

4.2 Identification de la polarité

Le boîtier est à double extrémité. La polarité est généralement indiquée par un marquage du côté cathode (-) ou par une structure interne de la puce visible à travers la lentille transparente. Consultez le dessin de la fiche technique pour le schéma de marquage exact.

5. Recommandations de brasage et d'assemblage

5.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Le composant est sensible à l'humidité. Des précautions doivent être prises pour éviter l'effet "pop-corn" ou la délamination pendant la refusion :

• Stocker dans le sac étanche d'origine à ≤30°C / ≤90% HR.
• Utiliser dans l'année suivant l'expédition.
• Après ouverture du sac, stocker à ≤30°C / ≤60% HR et utiliser dans les 168 heures (7 jours).
• Si le temps de stockage est dépassé ou si le dessicant indique de l'humidité, cuire à 60±5°C pendant au moins 24 heures avant utilisation.

5.2 Profil de température de refusion

Un profil de température de refusion sans plomb recommandé est fourni. Les paramètres clés incluent :

• Zone de préchauffage et de stabilisation.
Vitesse de montée en température maximale.
• Température maximale du corps ne devant pas dépasser 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (ex. : 217°C).
• Vitesse de refroidissement.

Le brasage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

5.3 Brasage manuel et retouche

Si un brasage manuel est nécessaire :

• Utiliser un fer à souder avec une température de panne <350°C.
• Limiter la puissance du fer à 25W ou moins.
• Le temps de contact par borne doit être ≤3 secondes.
• Laisser un intervalle minimum de 2 secondes entre le brasage de chaque borne.

La retouche est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes mécaniques sur le boîtier. L'effet de la retouche sur les caractéristiques du composant doit être vérifié au préalable.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni sur une bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines. Une bobine standard contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées de la bande porteuse (taille de poche, pas, largeur de bande) et les spécifications de la bobine sont fournies pour la configuration des machines de placement automatique.

6.2 Procédure d'emballage

Les bobines sont emballées dans des sacs barrière aluminium scellés avec un dessicant et une carte indicateur d'humidité pour maintenir des conditions de stockage au sec.

6.3 Informations sur l'étiquette

L'étiquette de l'emballage comprend des informations critiques pour la traçabilité et la vérification :

• CPN (Numéro de pièce client)
• P/N (Numéro de pièce fabricant : IR16-213C/L510/TR8)
• QTY (Quantité)
• CAT (Code de classement/binning)
• HUE (Longueur d'onde pic)
• LOT No. (Numéro de lot de fabrication)
• Pays d'origine

7. Considérations de conception d'application

7.1 Conception du circuit de commande

L'aspect de conception le plus critique est la limitation du courant. Une LED est un dispositif commandé en courant. Une résistance série (R_s) doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation (V_cc), du courant direct souhaité (I_F), et de la tension directe de la LED (V_F) : R_s= (V_cc- V_F) / I_F. Pour une alimentation 5V et un courant cible de 20mA : R_s≈ (5V - 1,5V) / 0,02A = 175Ω. Une résistance standard de 180Ω serait appropriée. Toujours vérifier le courant réel dans le pire cas de V_F(min) pour s'assurer qu'il ne dépasse pas les valeurs maximales.

7.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier 0402 ait une masse thermique limitée, une attention doit être portée à la dissipation de puissance, en particulier dans les applications à courant élevé ou à température ambiante élevée. Assurez-vous que le circuit imprimé fournit une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique et suivez les directives de déclassement du courant avec la température.

7.3 Conception optique

Le large angle de vision de 120 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large. Pour des faisceaux à plus longue portée ou plus directionnels, des optiques secondaires (lentilles) peuvent être nécessaires. La lentille transparente garantit une absorption minimale de la lumière infrarouge émise.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparée à d'autres LED infrarouges, ce composant 0402 offre un équilibre clé :

• vs. Boîtiers plus grands (ex. : 5mm) :Empreinte nettement plus petite et profil plus bas, permettant la miniaturisation. A typiquement une puissance rayonnante totale plus faible mais une plus grande adaptabilité pour les matrices ou les placements denses.
• vs. Autres LED IR CMS (ex. : 0603) :Le boîtier 0402 permet la densité de composants la plus élevée possible sur un circuit imprimé, un avantage critique dans l'électronique moderne à espace contraint comme les télécommandes ultra-compactes ou les capteurs.
• vs. Dispositifs non conformes :La pleine conformité aux normes RoHS, REACH et sans halogènes est une exigence obligatoire pour la plupart des produits commerciaux et industriels aujourd'hui, simplifiant la chaîne d'approvisionnement et la certification du produit final.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quel est l'intérêt de la longueur d'onde 940nm ?

940nm se situe dans le spectre proche infrarouge. Elle est invisible à l'œil humain mais correspond bien au pic de sensibilité des photodiodes et phototransistors au silicium peu coûteux. Elle subit également moins d'interférence de la lumière visible ambiante par rapport aux LED rouges visibles, améliorant l'intégrité du signal dans les applications de détection.

9.2 Pourquoi une résistance limitant le courant est-elle absolument nécessaire ?

La caractéristique I-V d'une LED est exponentielle. Au-delà de la tension de coude, une infime augmentation de tension provoque une très forte augmentation du courant. Sans résistance série pour contrôler le courant, connecter la LED directement à une source de tension (même une petite pile) la conduira presque certainement au-delà de son courant maximal nominal, provoquant une surchauffe instantanée et une défaillance.

9.3 Puis-je l'utiliser pour la transmission de données (comme les télécommandes IR) ?

Oui, c'est une application primaire. Sa vitesse de commutation rapide (impliquée par le matériau GaAlAs) et sa compatibilité avec les impulsions à courant élevé la rendent adaptée à la transmission de données modulées dans les télécommandes, les systèmes d'association de données infrarouges (IrDA) et l'isolation optique.

9.4 Comment interpréter la spécification \"Intensité rayonnante\" ?

Une Intensité Rayonnante (I_e) de 2,35 mW/sr (typique) signifie que la LED émet 2,35 milliwatts de puissance optique par stéradian (une unité d'angle solide) le long de son axe central. C'est une mesure de l'\"éclat\" de la source IR dans sa direction principale. Le flux rayonnant total (puissance en mW) peut être estimé en multipliant l'intensité par l'angle solide du faisceau.

10. Exemple de conception et de cas d'utilisation

10.1 Capteur de proximité simple

Une application courante est un capteur de proximité basé sur la réflexion. La LED IR est placée à côté d'un phototransistor sur un circuit imprimé. Un microcontrôleur pilote la LED avec un courant pulsé (ex. : impulsions de 20mA). Le phototransistor détecte la lumière IR réfléchie par un objet. L'intensité du signal détecté est corrélée à la distance et à la réflectivité de l'objet. Le large angle de vision de cette LED assure une bonne couverture pour détecter des objets qui pourraient ne pas être parfaitement alignés.

11. Principe de fonctionnement

Une Diode Électroluminescente Infrarouge (LED IR) est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons de la région n se recombinent avec les trous de la région p dans la région active (puce GaAlAs). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique des photons émis (940nm dans ce cas) est déterminée par l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. Le boîtier en époxy transparent encapsule et protège la puce tout en permettant à la lumière infrarouge de passer avec une perte minimale.

12. Tendances de l'industrie

La tendance en optoélectronique, comme dans toute l'électronique, est vers la miniaturisation, une intégration plus élevée et une efficacité améliorée. Le boîtier 0402 représente la poussée continue pour des composants passifs et actifs plus petits. Les développements futurs peuvent inclure :

• Densité de puissance accrue :Amélioration de l'efficacité lumineuse (puissance rayonnante de sortie par entrée électrique) des puces de plus en plus petites.
• Solutions intégrées :Combinaison de l'émetteur IR, du pilote et du détecteur en un seul module ou boîtier pour simplifier la conception et améliorer les performances.
• Nouvelles longueurs d'onde :Développement d'émetteurs à d'autres longueurs d'onde IR (ex. : 850nm, 1050nm) pour des applications spécifiques comme les systèmes sûrs pour les yeux ou différentes optimisations de capteurs.
• Boîtiers avancés :Utilisation de matériaux à meilleure conductivité thermique pour gérer la chaleur dans les dispositifs miniatures à haute puissance.