Spécifications techniques complètes de diode LED CMS 3.2x1.0x1.48mm couleur orange, verte, bleue - Tension directe 1.8-3.5V - Puissance dissipée 48-70mW

1. Vue d'ensemble du produit

1.1 Description générale

Ce produit est une diode électroluminescente (LED) pour montage en surface, fabriquée à partir de puces semi-conductrices émettant de la lumière orange, verte et bleue. Le boîtier présente un format compact avec des dimensions de 3,2 mm de longueur, 1,0 mm de largeur et 1,48 mm de hauteur. Cette LED CMS est conçue pour les procédés d'assemblage automatisés et offre des performances fiables pour diverses applications électroniques.

1.2 Caractéristiques principales

• Angle de vision extrêmement large, typiquement de 140 degrés, assurant une visibilité depuis de multiples directions.
• Pleine compatibilité avec tous les procédés standard de brasage par refusion en technologie de montage en surface (SMT), facilitant la production en grande série.
• Niveau de sensibilité à l'humidité classé au Niveau 3, indiquant des exigences spécifiques de manipulation et de stockage pour prévenir les dommages liés à l'humidité.
• Conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses), garantissant l'absence de matériaux dangereux tels que le plomb, le mercure et le cadmium.
• Conception en boîtier bas profil, le rendant adapté aux applications où l'espace est limité.

1.3 Applications

Cette LED est polyvalente et peut être utilisée dans de nombreux systèmes électroniques. Les applications principales comprennent :

• Indicateurs optiques :Pour l'indication d'état sur les appareils électroniques grand public, les équipements industriels et les tableaux de bord automobiles.
• Affichages de commutation et de symboles :Éclairage pour les boutons, les claviers et les symboles graphiques dans les interfaces utilisateur.
• Éclairage général :Solutions d'éclairage basse consommation à des fins décoratives, rétroéclairage de petits affichages ou éclairage d'ambiance.
• Électronique grand public :Intégration dans des appareils tels que smartphones, tablettes, télécommandes et dispositifs portables pour les lumières de notification.
• Éclairage intérieur automobile :Pour l'éclairage d'ambiance intérieur ou les feux témoins, compte tenu de sa plage de température de fonctionnement.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques à 25°C

Les paramètres suivants sont mesurés dans des conditions d'essai standard à une température ambiante de 25°C. Ces valeurs sont cruciales pour la conception des circuits et la prédiction des performances.

• Largeur spectrale à mi-hauteur (Δλ) :Ce paramètre indique la plage de longueurs d'onde sur laquelle la LED émet de la lumière. Pour la LED orange, elle est typiquement de 15 nm, tandis que pour les LED verte et bleue, elle est de 30 nm. Une bande passante plus étroite est souvent corrélée à des couleurs plus saturées.
• Tension directe (VF) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'un courant direct de 20 mA est appliqué. Pour la LED orange, VF varie de 1,8 V à 2,4 V. Pour les LED verte et bleue, VF varie de 2,8 V à 3,5 V. Ces valeurs sont essentielles pour sélectionner des résistances de limitation de courant appropriées en série avec la LED.
• Longueur d'onde dominante (λd) :La longueur d'onde de crête de l'émission lumineuse, qui détermine la couleur perçue. Pour les LED orange, elle est comprise entre 620,0 nm et 630,0 nm. Pour les LED vertes, elle s'étend de 515,0 nm à 525,0 nm. Pour les LED bleues, elle varie de 465,0 nm à 475,0 nm. Différents codes de tri (comme D10, E20) représentent des plages de longueurs d'onde spécifiques au sein de ces intervalles.
• Intensité lumineuse (IV) :Une mesure de la luminosité de la LED en millicandelas (mcd). Pour les LED orange, elle varie de 70 mcd à 900 mcd selon le code de tri. Pour les LED verte et bleue, des codes similaires définissent des plages d'intensité de 90 mcd à 900 mcd. Les codes de luminosité élevée sont adaptés aux applications nécessitant un éclairage plus intense.
• Angle de vision (2θ1/2) :Défini comme l'angle pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale. Cette LED possède un large angle de vision de 140 degrés, idéal pour les applications où la visibilité depuis des positions hors axe est importante.
• Courant inverse (IR) :Le courant de fuite lorsqu'une tension inverse de 5 V est appliquée. Il est spécifié à un maximum de 10 µA, indiquant de bonnes caractéristiques en polarisation inverse pour la protection contre une inversion accidentelle de polarité.
• Résistance thermique (RTHJ-S) :La résistance au flux de chaleur depuis la jonction de la LED jusqu'au point de soudure. Elle est spécifiée à 450°C/W. Une résistance thermique plus faible est souhaitable pour une meilleure dissipation thermique, mais cette valeur doit être prise en compte dans la conception de la gestion thermique pour éviter la surchauffe.

2.2 Valeurs maximales absolues à 25°C

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles la LED peut subir des dommages permanents. Les concepteurs doivent s'assurer que les conditions de fonctionnement restent dans ces limites.

• Puissance dissipée (Pd) :La puissance maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur. Pour les LED orange, elle est de 48 mW, et pour les LED verte et bleue, de 70 mW. Le dépassement peut entraîner un emballement thermique et une défaillance.
• Courant direct (IF) :Le courant direct continu maximal est de 20 mA. C'est le courant de commande standard pour les tests et le fonctionnement normal.
• Courant direct de crête (IFP) :Dans des conditions d'impulsions (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms), la LED peut supporter jusqu'à 60 mA. Ceci est utile pour les applications nécessitant de brèves impulsions à haute intensité.
• Décharge électrostatique (ESD) :La LED peut résister à des décharges électrostatiques allant jusqu'à 1000 V selon le modèle du corps humain (HBM). Des précautions ESD appropriées lors de la manipulation sont toujours recommandées.
• Température de fonctionnement (Topr) :La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable est de -40°C à +85°C, la rendant adaptée aux environnements difficiles.
• Température de stockage (Tstg) :La plage de température pour le stockage hors fonctionnement est également de -40°C à +85°C.
• Température de jonction (Tj) :La température maximale admissible au niveau de la jonction semi-conductrice est de 95°C. C'est un paramètre critique pour la conception thermique afin d'assurer la longévité.

3. Explication du système de tri

Le produit utilise un système de tri pour catégoriser les LED en fonction des principaux paramètres optiques et électriques. Cela assure une cohérence des performances pour la production en volume.

• Tri par tension directe :Pour les LED orange, le code "1L" représente une plage VF de 1,8 V à 2,4 V. Pour les LED verte et bleue, le code "1N" indique une plage VF de 2,8 V à 3,5 V. Ces codes facilitent l'appariement des LED pour une luminosité uniforme dans les matrices.
• Tri par longueur d'onde dominante :Des codes comme "E00", "F00" pour l'orange ; "D10", "E20" pour le vert et le bleu définissent des plages de longueur d'onde spécifiques par paliers de 5 nm. Par exemple, "D10" pour le vert correspond à 515,0-517,5 nm, tandis que "E20" pour le bleu correspond à 472,5-475,0 nm. Cela permet de sélectionner un point de couleur précis.
• Tri par intensité lumineuse :Il existe plusieurs codes, tels que "1DW" (70-90 mcd) à "1CM" (700-900 mcd) pour l'orange, et des plages similaires pour le vert et le bleu. Des codes plus élevés indiquent une luminosité plus forte, permettant aux concepteurs de choisir en fonction des exigences de l'application.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (Fig.1-6)

La courbe montre une relation non linéaire où la tension directe augmente avec le courant direct. Pour des courants typiques allant jusqu'à 30 mA, la tension reste dans les plages spécifiées. Cette courbe est essentielle pour concevoir les circuits de commande afin d'assurer une régulation de courant appropriée.

4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative (Fig.1-7)

Cette courbe démontre que le rendement lumineux relatif augmente avec le courant direct, mais pas linéairement. Au-delà d'un certain point, l'efficacité peut diminuer. Pour cette LED, l'intensité augmente régulièrement jusqu'à 20 mA, ce qui est le point de fonctionnement recommandé.

4.3 Température de la broche en fonction de l'intensité relative (Fig.1-8)

Lorsque la température de la broche augmente de 0°C à 100°C, l'intensité relative diminue. Cet effet de dégradation thermique est courant dans les LED ; à des températures plus élevées, le rendement lumineux peut chuter jusqu'à 20-30%. Les concepteurs doivent en tenir compte dans les applications avec des températures ambiantes élevées.

4.4 Température de la broche en fonction du courant direct (Fig.1-9)

Cette courbe indique que pour un courant direct donné, la température de la broche augmente avec la température ambiante. Elle souligne l'importance de la gestion thermique, en particulier lors d'un fonctionnement à des courants élevés ou dans des environnements chauds.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier de la LED a une forme rectangulaire avec des dimensions détaillées fournies dans les dessins. Les mesures clés comprennent :

• Dimensions globales : 3,20 mm (longueur) × 1,00 mm (largeur) × 1,48 mm (hauteur). Les tolérances sont généralement de ±0,2 mm sauf indication contraire.
• Configuration des broches : Le composant possède quatre plots (broches) sur le dessous pour la soudure. La broche 1 est marquée pour l'identification de la polarité.
• Marquage de polarité : Un petit point ou encoche sur le dessus ou le dessous indique le côté cathode (négatif). L'orientation correcte est cruciale pour un fonctionnement approprié.

5.2 Conception des plots de soudure

Le motif de soudure recommandé (Fig.1-5) comprend des plots de dimensions 2,00 mm × 1,30 mm avec un espacement de 0,30 mm entre eux. Cette conception assure des joints de soudure fiables pendant les procédés de refusion et contribue à la dissipation thermique.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Instructions pour le brasage par refusion SMT

La LED est conçue pour l'assemblage en surface par brasage par refusion. Les directives principales incluent :

• Utiliser un profil de refusion standard avec des températures de pic ne dépassant pas 260°C pour éviter d'endommager le boîtier plastique.
• Préchauffer progressivement pour éviter les chocs thermiques, généralement avec une rampe de 1-3°C par seconde.
• S'assurer que la pâte à souder est correctement appliquée sur les plots, et éviter un excès de pâte qui pourrait provoquer des pontages.
• Après soudure, laisser la carte refroidir naturellement ; un refroidissement forcé peut induire des contraintes.

6.2 Précautions de manipulation

• Manipuler les LED avec un équipement protégé contre les décharges électrostatiques (ESD) pour éviter les dommages.
• Conserver dans un emballage résistant à l'humidité jusqu'à l'utilisation, et effectuer une opération de séchage (bake-out) si l'exposition à l'humidité dépasse la durée de conservation garantie.
• Éviter toute contrainte mécanique sur la lentille ou les broches lors du placement et de la manipulation.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications d'emballage

Les LED sont fournies en bandes porteuses et en bobines pour la prise et le placement automatisés.

• Dimension de la bande porteuse :La largeur de la bande, la taille des alvéoles et le pas sont conçus pour maintenir la LED en sécurité. Les dimensions typiques incluent une taille d'alvéole correspondant à l'empreinte de 3,2 mm × 1,0 mm.
• Dimension de la bobine :Les bobines sont de tailles standard (par exemple, diamètre de 7 pouces ou 13 pouces) pour s'adapter à la plupart des équipements SMT. La capacité de la bobine dépend de la longueur de la bande.
• Spécification des étiquettes :Les étiquettes sur la bobine incluent le numéro de pièce, la quantité, le code date et les informations de tri pour la traçabilité.

7.2 Emballage résistant à l'humidité

L'emballage comprend un dessiccant et des cartes indicateurs d'humidité pour maintenir le niveau de sensibilité à l'humidité 3. Une fois ouvertes, les LED doivent être utilisées dans un délai spécifié ou reséchées selon les directives.

7.3 Éléments de test de fiabilité

Les tests de fiabilité standard peuvent inclure le cyclage thermique, les tests d'humidité, la résistance à la chaleur de soudure et les chocs mécaniques. Ces tests garantissent que la LED répond aux normes industrielles de durabilité.

8. Recommandations d'application

Sur la base des paramètres, cette LED est adaptée pour :

• Indicateurs basse consommation :Dans les appareils fonctionnant sur batterie grâce à sa tension directe et sa dissipation de puissance modérées.
• Affichages à grand angle :Pour la signalétique ou les panneaux nécessitant une visibilité sous divers angles, grâce à l'angle de vision de 140 degrés.
• Systèmes avec codage couleur :Utilisation de multiples couleurs (orange, vert, bleu) pour l'indication d'état dans les interfaces utilisateur.
• Commandes industrielles :Là où une plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C est requise.

9. Comparaison technique

Comparé à des LED CMS similaires sur le marché, ce produit offre :

• Avantage de taille :L'empreinte de 3,2 mm × 1,0 mm est plus petite que de nombreuses LED standard de 3,5 mm ou 5 mm, économisant de l'espace sur la carte.
• Options de luminosité :Avec des codes d'intensité lumineuse allant jusqu'à 900 mcd, elle offre une flexibilité pour les applications nécessitant une faible ou une haute luminosité.
• Performance thermique :La résistance thermique de 450°C/W est typique pour cette taille de boîtier ; cependant, les concepteurs devraient comparer avec des alternatives pour les applications à courant élevé.
• Cohérence des couleurs :Le système de tri pour la longueur d'onde et l'intensité assure une meilleure correspondance des couleurs dans les séries de production par rapport aux LED non triées.

10. Questions fréquemment posées

10.1 Quel est le courant direct typique pour cette LED ?

Le courant direct continu recommandé est de 20 mA, conformément aux caractéristiques électriques. Un fonctionnement à ce courant assure une luminosité et une longévité optimales.

10.2 Comment identifier la polarité de la LED ?

La polarité est marquée sur le boîtier par un petit point ou une encoche près de la broche 1. La cathode est généralement connectée à la broche 1, et l'anode aux autres broches. Se référer aux dessins de cotes pour les détails exacts du marquage.

10.3 Puis-je alimenter cette LED avec un courant plus élevé pour plus de luminosité ?

Bien que le courant direct de crête soit de 60 mA en conditions pulsées, dépasser le courant continu nominal de 20 mA peut réduire la durée de vie et provoquer une surchauffe. Rester toujours dans les valeurs maximales absolues.

10.4 Quel est le niveau de sensibilité à l'humidité et pourquoi est-il important ?

Le niveau de sensibilité à l'humidité est 3, ce qui signifie que la LED peut être exposée aux conditions ambiantes jusqu'à 168 heures avant soudure. Au-delà, un séchage est requis pour éviter l'effet "popcorn" pendant la refusion.

11. Cas pratiques d'utilisation

• Étude de cas 1 : Indicateur pour électronique grand public :Dans une montre connectée, cette LED est utilisée comme lumière de notification. La petite taille s'adapte au design compact, et le large angle de vision assure la visibilité lorsqu'elle est portée.
• Étude de cas 2 : Affichage de panneau industriel :Plusieurs LED sont disposées en matrice pour rétroéclairer des symboles sur un panneau de contrôle. Le tri cohérent assure une couleur et une luminosité uniformes sur l'affichage.
• Étude de cas 3 : Éclairage intérieur automobile :Intégrée dans les poignées de porte ou les porte-gobelets pour un éclairage d'ambiance. La plage de température de fonctionnement permet des performances fiables dans les environnements véhicules.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les LED fonctionnent sur le principe de l'électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction semi-conductrice, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. Pour cette LED, différents matériaux de puce (par exemple, phosphure d'arséniure de gallium pour l'orange, nitrure de gallium pour le vert et le bleu) sont utilisés pour émettre des longueurs d'onde spécifiques. Le boîtier inclut une lentille pour diriger la lumière et améliorer l'angle de vision.

13. Tendances de développement

Dans l'industrie des LED, les tendances actuelles incluent :

• Efficacité accrue :Développement de matériaux et de structures pour atteindre une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt), réduisant la consommation électrique.
• Miniaturisation :Les boîtiers deviennent plus petits, tels que 2,0 mm × 1,0 mm ou même des boîtiers à l'échelle de la puce, permettant des dispositions de PCB plus denses.
• Rendu des couleurs amélioré :Progrès dans la technologie des luminophores pour les LED blanches et contrôle précis des couleurs pour les applications RVB.
• Fiabilité améliorée :Meilleure gestion thermique et matériaux d'emballage pour prolonger la durée de vie et les performances dans des conditions extrêmes.
• Intégration intelligente :Intégration de pilotes ou de capteurs dans les boîtiers de LED pour les systèmes IoT et d'éclairage intelligent.

Cette LED s'aligne sur ces tendances en offrant un format compact, des options de couleurs multiples et des performances fiables pour les conceptions électroniques modernes.