Fiche technique LED infrarouge 735nm - Dimensions 2,8x3,5x0,65mm - Tension 2,2V - Puissance 0,4W - Document technique FR

1. Aperçu du produit

Ce document fournit les spécifications détaillées d'une diode électroluminescente (DEL) infrarouge utilisant un boîtier à montage en surface PLCC-2. Le composant est conçu pour les applications nécessitant un rayonnement dans le proche infrarouge, notamment dans les environnements agricoles et horticoles contrôlés.

1.1 Positionnement du produit et avantages principaux

La DEL se positionne comme une source fiable de lumière infrarouge à 735nm, longueur d'onde fréquemment utilisée dans les études de physiologie végétale et pour la stimulation de la croissance. Ses avantages principaux découlent du boîtier compact PLCC-2, qui offre un large angle de vision de 120 degrés, une compatibilité avec les procédés d'assemblage SMT standard et le respect des normes environnementales RoHS. Son niveau de sensibilité à l'humidité est classé Niveau 3, indiquant que des précautions de manipulation standard sont requises.

1.2 Marché cible

Les marchés cibles principaux incluent l'horticulture professionnelle (production florale, laboratoires de culture de tissus, fermes verticales/usines à plantes) et l'électronique générale où des émetteurs infrarouges sont nécessaires pour la détection ou la signalisation.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les caractéristiques électriques et optiques définissent le domaine de fonctionnement et les performances attendues du composant.

2.1 Caractéristiques photométriques et radiométriques

À un courant direct (I_F) de 150mA et une température de jonction (T_s) de 25°C, les paramètres clés sont :

• Longueur d'onde crête (λ_p) :735nm (typique), avec une plage de 730nm à 740nm. Ceci place l'émission clairement dans le spectre du proche infrarouge.
• Flux radiant total (Φ_e) :112mW (typique), variant de 90mW à 140mW. Cette mesure correspond à la puissance optique totale émise.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique), fournissant un diagramme d'émission large adapté à l'éclairage de surface.

2.2 Caractéristiques électriques

• Tension directe (V_F) :2,2V (typique) à I_F=150mA, dans une plage de 1,8V à 2,6V. Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit de commande.
• Courant inverse (I_R) :Inférieur à 10µA pour une tension inverse (V_R) de 5V, indiquant une bonne intégrité de la diode.

2.3 Caractéristiques thermiques et de fiabilité

• Résistance thermique (R_θJ-S) :15°C/W (typique) de la jonction au point de soudure. Cette valeur est critique pour la gestion thermique afin de prévenir la surchauffe.
• Valeurs maximales absolues :Elles définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir.
  • Puissance dissipée (P_D) : 0,4W
  • Courant direct continu (I_F) : 150mA
  • Courant direct crête (I_FP) : 200mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms)
  • Tension inverse (V_R) : 5V
  • Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) : 2000V (avec un rendement supérieur à 90%, mais une protection durant la manipulation est conseillée)
  • Température de fonctionnement (T_OPR) : -40°C à +85°C
  • Température de stockage (T_STG) : -40°C à +100°C
  • Température de jonction maximale (T_J) : 115°C

3. Explication du système de classement (binning)

Bien qu'un code de classement formel ne soit pas explicitement fourni dans le document, les paramètres du produit sont garantis dans des valeurs minimales, typiques et maximales spécifiées. Ceci constitue un système de classement électrique et optique implicite. Les paramètres clés soumis à cette variance incluent la tension directe (V_F), la longueur d'onde crête (λ_p) et le flux radiant total (Φ_e). Les concepteurs doivent tenir compte de ces tolérances : ±0,1V pour V_F, ±2nm pour λ_p et ±10% pour Φ_e. Pour les applications nécessitant une grande cohérence, une sélection ou un test des unités individuelles peut être nécessaire.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques typiques donnent un aperçu du comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (Courbe V-I)

La courbe montre une relation non linéaire, typique des diodes. La tension directe augmente avec le courant, démarrant aux environs de 1,65V à faible courant et approchant 1,9V au courant nominal maximal de 150mA. Cette courbe est essentielle pour déterminer la chute de tension aux bornes de la DEL en fonctionnement.

4.2 Puissance rayonnante relative en fonction du courant direct

Ce graphique démontre que la puissance optique est relativement linéaire avec le courant jusqu'à la valeur nominale maximale. Cependant, le rendement peut diminuer aux courants plus élevés en raison de l'augmentation de la température de jonction.

4.3 Puissance rayonnante relative en fonction de la température du point de soudure

La puissance de sortie diminue à mesure que la température du point de soudure (T_s) augmente. Cet effet d'extinction thermique est une propriété fondamentale des DEL et souligne l'importance d'une dissipation thermique efficace pour maintenir une émission lumineuse constante.

4.4 Courant direct en fonction de la température du point de soudure

Cette courbe illustre la réduction (derating) du courant direct autorisé lorsque la température ambiante augmente. Pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, le courant continu maximal autorisé doit être réduit dans les environnements à haute température.

4.5 Distribution spectrale

Le tracé spectral confirme un pic dominant aux alentours de 735nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) typique des DEL infrarouges. L'émission est suffisamment monochromatique pour les applications ciblant des réponses spécifiques de photorécepteurs dans les plantes.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions physiques

Le composant utilise un boîtier PLCC-2 (Porteur de puce plastique à broches). Les dimensions clés sont (toutes en millimètres, tolérance ±0,2mm sauf indication contraire) :

• Longueur totale : 3,5 mm
• Largeur totale : 2,8 mm
• Hauteur totale : 0,65 mm
• Les dimensions des broches et l'espacement des pastilles sont conformes aux dessins détaillés de la spécification.

5.2 Conception des pastilles et identification de la polarité

La vue de dessous montre deux pastilles de soudure. La polarité est clairement indiquée ; la pastille associée à l'anode (+) est typiquement plus grande ou indiquée sur le diagramme d'empreinte. Une orientation correcte lors du placement est critique pour la fonctionnalité.

5.3 Empreinte de soudure recommandée

Une empreinte de carte de circuit imprimé (motif de soudure) suggérée est fournie pour garantir des cordons de soudure fiables et une stabilité mécanique après le refusion. Suivre ce modèle aide à obtenir une connexion thermique et électrique appropriée.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Procédé de refusion SMT

Le composant convient aux procédés de refusion standard sans plomb. Un profil de refusion typique avec une température de pointe ne dépassant pas 260°C est recommandé. Le temps spécifique au-dessus du liquidus doit être contrôlé conformément aux normes industrielles (ex : IPC/JEDEC J-STD-020) pour éviter d'endommager le boîtier.

6.2 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder à température contrôlée avec une température de pointe inférieure à 350°C. Le temps de contact doit être minimisé (moins de 3 secondes) pour éviter un transfert de chaleur excessif vers la puce LED. Pour la retouche, un chauffage local est préférable au réchauffage de la carte entière.

6.3 Précautions critiques

• Protection ESD :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques. Utilisez des pratiques antistatiques (ESD-safe) durant toutes les étapes de manipulation et d'assemblage.
• Sensibilité à l'humidité :En tant que composant de niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) Niveau 3, le produit doit être utilisé dans les 168 heures après l'ouverture du sachet sec, sauf s'il est pré-séché selon les procédures standard.
• Contrainte mécanique :Évitez d'appliquer une force mécanique directe sur la lentille ou le corps du boîtier.
• Nettoyage :Si un nettoyage est requis après soudage, utilisez des solvants compatibles qui n'endommagent pas le boîtier plastique ou la lentille.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Conditionnement standard

Le produit est livré en bande et bobine pour l'assemblage automatique pick-and-place. La largeur de la bande porteuse, les dimensions des alvéoles et la taille de la bobine (ex : bobine de 7 pouces ou 13 pouces) sont conformes aux spécifications standards EIA pour garantir la compatibilité avec les équipements SMT.

7.2 Ensachage étanche à l'humidité

Les bobines sont scellées dans des sachets barrières à l'humidité en aluminium avec un desséchant et une carte indicateur d'humidité pour maintenir la sécheresse pendant le stockage et le transport, conformément à l'exigence MSL Niveau 3.

7.3 Carton extérieur

Plusieurs bobines sont emballées dans une boîte en carton robuste pour l'expédition, offrant une protection contre les dommages physiques.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Croissance des plantes et horticulture :La longueur d'onde de 735nm peut influencer la photomorphogenèse végétale, favorisant potentiellement l'élongation des tiges ou la floraison chez certaines espèces lorsqu'elle est utilisée en combinaison avec d'autres spectres lumineux.
• Équipement biomédical et scientifique :Utilisée comme source lumineuse en spectroscopie, détection de particules ou dispositifs médicaux nécessitant un éclairage non visible.
• Éclairage infrarouge général :Pour les systèmes de vision nocturne, caméras de surveillance ou capteurs de proximité où la lumière visible est indésirable.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utilisez un pilote à courant constant pour une puissance optique stable. La variation de la tension directe doit être prise en compte lors de la conception du circuit de commande.
• Gestion thermique :Assurez-vous que le circuit imprimé dispose d'une dissipation thermique adéquate et, si nécessaire, utilisez un dissipateur thermique pour maintenir la température du point de soudure aussi basse que possible, maximisant ainsi la puissance lumineuse et la longévité.
• Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés offre une large couverture. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (lentilles) peuvent être requises.

9. Comparaison technique avec des produits similaires

Comparée aux DEL infrarouges génériques dans différents boîtiers (ex : traversant 5mm ou boîtiers à l'échelle de la puce plus petits), ce composant PLCC-2 offre un équilibre entre facilité de manipulation pour l'assemblage SMT, un bon chemin thermique via ses broches et une empreinte standardisée. Son flux radiant typique de 112mW à 150mA est compétitif pour sa taille de boîtier. Le principal facteur de différenciation est la combinaison d'une longueur d'onde spécifique de 735nm, un boîtier robuste adapté à l'assemblage automatisé et des caractéristiques thermiques bien définies.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est l'utilité principale de cette LED ?

Cette LED est principalement conçue pour émettre une lumière infrarouge à 735nm, la rendant adaptée aux applications en agriculture en environnement contrôlé et pour l'éclairage/détection infrarouge général où cette longueur d'onde spécifique est bénéfique.

10.2 Puis-je l'alimenter avec une source de tension constante ?

Ce n'est pas recommandé. Les DEL sont des dispositifs commandés en courant. Une source de tension constante avec seulement une résistance série peut être utilisée pour des montages simples, mais un pilote à courant constant dédié est préférable pour maintenir des performances constantes face aux variations de température et d'un composant à l'autre.

10.3 À quel point la gestion thermique est-elle critique ?

Très critique. Une température de jonction excessive réduira l'efficacité de l'émission lumineuse, décalera légèrement la longueur d'onde et raccourcira significativement la durée de vie opérationnelle. La valeur de résistance thermique fournie (15°C/W) doit être utilisée pour calculer l'élévation de température attendue dans vos conditions d'utilisation.

10.4 Cette LED est-elle sûre pour les yeux ?

Le rayonnement infrarouge est invisible à l'œil humain, mais il peut présenter un risque à haute densité de puissance. Suivez toujours les normes de sécurité appropriées pour les lasers et les DEL pour votre application, ce qui peut inclure la conception d'un boîtier ou des limitations de puissance de sortie.

11. Cas pratiques d'utilisation

11.1 Étude de cas : Éclairage d'appoint dans une ferme verticale

Dans un système de culture verticale multi-niveaux, des matrices de ces DEL peuvent être intégrées aux étagères de croissance pour fournir un traitement lumineux rouge lointain spécifique (735nm) durant la phase finale de la culture de la laitue. Ce traitement, correctement synchronisé, peut influencer la morphologie de la plante et potentiellement améliorer certaines qualités sans augmenter l'intensité lumineuse visible, économisant ainsi de l'énergie.

11.2 Étude de cas : Capteur de proximité dans un appareil électroménager

La DEL peut être couplée à un photodétecteur pour créer un simple capteur de proximité ou de détection d'objet dans un appareil électroménager (ex : distributeur de savon automatique). Sa longueur d'onde de 735nm est moins susceptible de causer des interférences avec la lumière ambiante visible comparée aux DEL rouges, améliorant ainsi le rapport signal sur bruit.

12. Introduction au principe

Les diodes électroluminescentes sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de bande interdite des matériaux semi-conducteurs utilisés. Pour cette DEL infrarouge, des matériaux comme l'arséniure de gallium-aluminium (AlGaAs) sont couramment employés pour obtenir une émission dans la plage 730-740nm. Le boîtier PLCC abrite la puce semi-conductrice, fournit les connexions électriques via des broches et inclut une lentille plastique qui façonne le faisceau de sortie lumineux.

13. Tendances d'évolution de la technologie LED

L'industrie LED au sens large continue d'évoluer dans plusieurs directions pertinentes pour de tels composants :

• Augmentation de l'efficacité :La recherche vise continuellement à améliorer l'efficacité énergétique (conversion de puissance électrique en optique) de toutes les DEL, y compris les types infrarouges, réduisant la consommation d'énergie pour une même puissance optique.
• Amélioration des performances thermiques :De nouvelles conceptions de boîtiers et matériaux sont développés pour abaisser la résistance thermique, permettant des courants de commande plus élevés ou des conceptions plus compactes sans surchauffe.
• Contrôle précis de la longueur d'onde :Les avancées dans les techniques de croissance épitaxiale permettent un contrôle plus strict des longueurs d'onde d'émission, ce qui est crucial pour les applications agricoles spécialisées et scientifiques ciblant des photoréactions spécifiques.
• Intégration et systèmes intelligents :Les tendances pointent vers l'intégration des DEL avec des pilotes, capteurs et interfaces de communication en modules "intelligents" pour les systèmes agricoles ou industriels connectés (IoT).
• Durabilité :Un accent croissant est mis sur l'utilisation de matériaux plus respectueux de l'environnement dans le conditionnement des DEL et l'amélioration de leur recyclabilité.

Ce document de spécification détaille un composant qui s'inscrit dans ces tendances en cours, offrant une source infrarouge standardisée et fiable pour les besoins technologiques actuels.