DEL IR 3,8x3,8x2,28mm 850nm 2W Boîtier EMC - Tension directe 1,8V - Flux radiant 800mW - Fiche Technique Française

1. Présentation du produit

Le RF-E38A8-IR3-FR est une DEL infrarouge conçue pour des applications à haute fiabilité. Elle utilise un boîtier EMC (Epoxy Molding Compound), offrant robustesse et gestion thermique efficace. Avec une taille compacte de 3,80 mm × 3,80 mm × 2,28 mm, elle s’intègre dans divers designs optiques compacts. La DEL émet à une longueur d’onde de crête de 850 nm, ce qui la rend idéale pour la surveillance de sécurité, l’éclairage infrarouge et les systèmes de capteurs. Elle est conforme à la directive RoHS et classée au niveau de sensibilité à l’humidité 3.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (à Ts=25°C)

Le dispositif fonctionne avec une tension directe (VF) typique de 1,8 V et maximale de 2,3 V à un courant direct (IF) de 1000 mA. Le courant inverse (IR) est limité à 10 µA sous VR=5 V. Le flux radiant total (Φe) est typiquement de 800 mW, avec un maximum de 1120 mW. L’angle de vue (2θ1/2) est de 80 degrés, offrant un diagramme de rayonnement large adapté à l’éclairage de zone. La longueur d’onde de crête est de 850 nm avec une largeur de bande spectrale de 39 nm. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RTHJ-S) est de 11°C/W, indiquant une bonne dissipation thermique.

2.2 Valeurs limites absolues maximales

La dissipation de puissance (PD) est de 2 W, le courant direct (IF) max de 1000 mA, la tension inverse (VR) max de 5 V. La décharge électrostatique (ESD, HBM) supporte jusqu’à 2000 V. La température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, la température de stockage de -40°C à +100°C, la température de jonction (TJ) max de 125°C. À noter qu’un déclassement basé sur la température du point de soudure est nécessaire ; le courant direct doit être réduit lors d’un fonctionnement à températures élevées.

3. Explication du système de classement

Bien que la fiche technique ne détaille pas explicitement les codes de lot, les spécifications de l’étiquette incluent des champs pour le CODE DE LOT, le flux radiant total (Φe), la longueur d’onde de crête (WLP) et la tension directe (VF). Cela indique que le produit est trié selon ces paramètres. Les catégories de classement typiques incluent les bacs de flux (par exemple R, S, T) et les bacs de tension (par exemple V1, V2). La tolérance de longueur d’onde est typiquement de ±5 nm autour de 850 nm. Les clients doivent se référer aux codes de commande pour les exigences spécifiques de classement.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe I-V montre que le courant direct passe d’environ 200 mA à 1,5 V à 1000 mA à environ 1,8 V. La pente indique les caractéristiques typiques d’une diode avec une résistance dynamique d’environ 0,3-0,4 Ω dans la région de fonctionnement.

4.2 Courant direct vs. intensité relative

L’intensité relative augmente de manière presque linéaire avec le courant direct de 200 mA à 1000 mA. À 1000 mA, la sortie est d’environ 100% (normalisée), avec une légère saturation aux courants plus élevés. Cette linéarité simplifie les conceptions de contrôle du courant.

4.3 Dépendance à la température

L’intensité relative diminue avec l’augmentation de la température du point de soudure. À 85°C, l’intensité chute à environ 80% de la valeur à 25°C. La gestion thermique est essentielle pour maintenir une sortie lumineuse constante dans les environnements à haute température.

4.4 Distribution spectrale

L’émission spectrale est centrée à 850 nm avec une largeur totale à mi-hauteur (FWHM) d’environ 39 nm. La courbe est symétrique, typique des DEL infrarouges à base de GaAs. Il y a une émission négligeable en dehors de la plage 780-950 nm.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement présente une distribution de type lambertien avec un demi-angle de 80 degrés. L’intensité relative est supérieure à 50% de -40° à +40°, ce qui rend la DEL adaptée aux applications d’éclairage grand angle.

4.6 Déclassement du courant direct

Le courant direct maximal doit être déclassé linéairement de 1000 mA à 25°C à 0 mA à 125°C. Cette courbe est essentielle pour la conception thermique ; en pratique, à 85°C, le courant autorisé est d’environ 600 mA.

5. Informations mécaniques et d’emballage

5.1 Dimensions du boîtier

La DEL a un boîtier cavité avec des dimensions 3,80 mm (longueur) × 3,80 mm (largeur) × 2,28 mm (hauteur). La polarité est indiquée par une encoche sur la vue de dessus : deux anodes (broches 1 et 2) et une cathode (broche 3) sur la vue de dessous. Le plan d’implantation des pastilles de soudure recommandé comprend une pastille centrale de 2,7 mm par 2,7 mm pour la dissipation thermique.

5.2 Bande transporteuse et bobine

L’emballage se fait dans une bande transporteuse de 12 mm de large avec un pas de 4 mm, 3000 pièces par bobine. Les dimensions de la bobine sont conformes à la norme EIA-481 : diamètre de bride 330,2 mm, diamètre de moyeu 79,5 mm. La bande comprend des marques de polarité.

6. Directives d’assemblage et de soudure

6.1 Profil de soudure par refusion

Suivre le profil de soudure sans plomb JEDEC J-STD-020. Préchauffage de 150°C à 200°C pendant 60-120 secondes, rampe de montée ≤3°C/s, temps au-dessus de 217°C (TL) jusqu’à 60 secondes, température de crête 260°C (max 10 secondes à 260°C). Taux de refroidissement ≤6°C/s. Ne pas dépasser deux passages de refusion ; si l’intervalle dépasse 24 heures, un préséchage avant soudure est requis.

6.2 Soudure manuelle et réparation

Soudure manuelle : température du fer<300°C, durée<3 secondes, une seule fois. La réparation est déconseillée ; si nécessaire, utiliser un fer à double panne et une pré-validation des caractéristiques de la DEL.

6.3 Stockage et gestion de l’humidité

Sensibilité à l’humidité niveau 3. Stocker les sachets non ouverts à ≤30°C/≤75% HR jusqu’à 1 an. Après ouverture, utiliser dans les 168 heures (≤30°C/≤60% HR) ou présécher à 60±5°C pendant plus de 24 heures avant utilisation. Ne pas utiliser si le dessiccant est périmé ou si le sachet est endommagé.

7. Informations sur l’emballage et la commande

Emballage standard : 3000 pièces par bobine. Les bobines sont scellées dans un sachet barrière contre l’humidité avec gel de silice et indicateur d’humidité. L’étiquette comprend le numéro de pièce, le numéro de lot, les codes de classement, la quantité et le code de date. Les cartons extérieurs contiennent plusieurs bobines.

8. Recommandations d’application

8.1 Applications typiques

Caméras de surveillance, éclairage infrarouge pour la sécurité, systèmes de vision industrielle, capteurs de proximité et transmission de données optiques. La longueur d’onde de 850 nm est bien adaptée aux caméras CMOS/CCD.

8.2 Considérations de conception

Gestion thermique : utiliser une surface de cuivre suffisante sur le PCB et des vias thermiques. Ne jamais dépasser les valeurs limites absolues maximales. Toujours inclure une résistance de limitation de courant ou un pilote de courant constant pour éviter l’emballement thermique. Éviter la tension inverse. Protéger les DEL contre les décharges électrostatiques à l’aide d’une mise à la terre et d’une manipulation appropriées. Éviter l’exposition au soufre, au brome, aux composés chlorés au-delà des limites spécifiées. Ne pas appliquer de contrainte mécanique sur la lentille en silicone.

8.3 Nettoyage

L’alcool isopropylique est recommandé pour le nettoyage. Ne pas utiliser de solvants susceptibles d’attaquer le boîtier. Le nettoyage par ultrasons est déconseillé car il peut endommager les liaisons de fil internes.

9. Comparaison technique avec les produits concurrents

Par rapport aux DEL IR standard de 5 mm, le boîtier EMC offre une meilleure gestion de la puissance (2 W contre 100 mW typique) et une meilleure gestion thermique. Les émetteurs infrarouges de puissance moyenne concurrents dans des boîtiers CMS similaires (par exemple 3,5x3,5 mm) ont souvent un flux radiant plus faible (500-700 mW) ou un angle de vue plus large (120°). L’angle de faisceau de 80° de ce dispositif permet une meilleure collimation pour l’éclairage à longue portée. La faible tension directe (1,8 V) réduit les pertes de puissance dans les circuits de pilotage.

10. Foire aux questions (FAQ)

Q1 : Puis-je alimenter cette DEL à 2 A ?
Non, le courant direct maximal absolu est de 1000 mA. Le dépassement entraînera une surchauffe et des dommages permanents.

Q2 : Quel est le courant de pilotage recommandé pour une meilleure efficacité ?
L’efficacité (flux radiant par rapport à la puissance d’entrée) est généralement optimale autour de 500-800 mA. Consultez la courbe de courant direct vs. intensité relative.

Q3 : La DEL est-elle adaptée à un fonctionnement continu ?
Oui, à condition que la gestion thermique maintienne la température de jonction en dessous de 125°C. Un fonctionnement par impulsions avec un rapport cyclique inférieur à 10% et une courte largeur d’impulsion (0,1 ms) peut atteindre des courants de crête plus élevés.

11. Cas d’application pratiques

Cas 1 : Illuminateur de vision de nuit pour caméra CCTV
Réseau de 4 DEL, chacune pilotée à 700 mA, puissance totale d’environ 5 W, fournissant un éclairage pour un champ de vision de 20 mètres. Un dissipateur thermique approprié maintient l’augmentation de température en dessous de 30°C.

Cas 2 : Stroboscope de vision industrielle
Deux DEL en série, pulsées à 1 A avec un rapport cyclique de 1%, synchronisées avec le déclencheur de la caméra. Atteint une intensité élevée pour une inspection à grande vitesse.

12. Principes de fonctionnement

Les DEL infrarouges sont basées sur des semi-conducteurs à bande interdite directe (AlGaAs ou GaAs). Lorsqu’elles sont polarisées en direct, les électrons se recombinent avec les trous dans la région active, émettant des photons dont l’énergie correspond à la bande interdite (environ 1,46 eV pour 850 nm). Le boîtier EMC abrite la puce sur un cadre de connexion métallique pour l’extraction de la chaleur. La lentille en silicone améliore l’efficacité d’extraction et façonne le diagramme de rayonnement.

13. Tendances de développement

Le marché évolue vers des densités de puissance plus élevées (2 W et plus) dans des boîtiers CMS compacts pour les applications à espace limité. Les améliorations de la technologie infrarouge sans phosphore se concentrent sur un rendement de conversion plus élevé et une meilleure fiabilité thermique. Les réseaux multi-puces et l’optique intégrée émergent pour répondre à divers besoins d’éclairage. Ce produit s’inscrit dans la tendance de miniaturisation et de haute performance pour la sécurité et la détection industrielle.