LED SMD orange RF-OUL150TS-CA-E1 - 3,2x1,6x1,88 mm - Tension 1,8-2,3V - Puissance 69mW - Fiche technique

1. Présentation du produit

1.1 Description générale

Le RF-OUL150TS-CA-E1 est une diode électroluminescente orange montée en surface fabriquée à l’aide d’une puce orange. Ses dimensions compactes de boîtier sont de 3,2 mm × 1,6 mm × 1,88 mm, ce qui le rend idéal pour les applications à espace restreint. Cette LED est conçue pour tous les processus d’assemblage et de soudure CMS, offrant une excellente fiabilité et des performances constantes.

1.2 Caractéristiques principales

• Angle de vue étroit :Le dispositif présente un angle de vue à 50% d'Iv de seulement 30°, offrant une sortie lumineuse concentrée.
• Compatible CMS :Convient à tous les processus standard d'assemblage CMS et de soudure par refusion.
• Sensibilité à l'humidité :Classé comme niveau de sensibilité à l'humidité 3 (MSL 3), nécessitant une manipulation et un stockage prudents.
• Conforme RoHS :Totalement conforme aux directives environnementales RoHS.

1.3 Applications

• Indicateurs optiques et feux de signalisation
• Commutateurs, symboles et rétroéclairage d'affichage
• Indication visuelle polyvalente dans l'électronique grand public et les équipements industriels

2. Spécifications techniques

2.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier CMS de 3,2 mm × 1,6 mm × 1,88 mm (longueur × largeur × hauteur). La vue de dessous montre deux bornes (Pad 1 et Pad 2) avec un marquage de polarité pour une orientation correcte. Des motifs de soudure recommandés sont fournis dans la fiche technique pour garantir des performances thermiques et électriques optimales. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,2 mm sauf indication contraire.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (Ts = 25°C)

Le tableau suivant résume les principaux paramètres électriques et optiques à une température ambiante de 25°C et un courant direct de 20 mA.

2.3 Valeurs nominales absolues maximales (Ts = 25°C)

Il faut veiller à ne pas dépasser les valeurs nominales absolues maximales. La température de jonction doit être maintenue en dessous de 95°C dans toutes les conditions de fonctionnement. Le courant direct maximal réel doit être déterminé en mesurant la température du boîtier pour garantir que la limite de température de jonction n'est pas dépassée.

3. Système de classement et sélection

3.1 Lots de longueur d'onde / chromaticité

La longueur d'onde dominante est classée en deux groupes : E00 (620–625 nm) et F00 (625–630 nm). Cela permet aux concepteurs de sélectionner la teinte exacte d'orange requise pour leur application.

3.2 Lots d'intensité lumineuse

Trois lots d'intensité sont disponibles : M00 (1200–1800 mcd), N00 (1800–2800 mcd) et O00 (2800–4300 mcd). Le choix dépend de la luminosité souhaitée et de l'efficacité optique du système.

3.3 Lots de tension directe

La tension directe est répartie en cinq lots (B1, B2, C1, C2, D1) allant de 1,8 V à 2,3 V. Ce classement garantit un partage de courant cohérent lorsque les LED sont utilisées en chaînes parallèles.

4. Courbes de performance et analyse

4.1 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe Vf-I montre la relation exponentielle typique. À 20 mA, la tension directe se situe dans les plages de lots spécifiées. La courbe aide à concevoir des résistances de limitation de courant ou des pilotes à courant constant.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct

L'intensité lumineuse relative augmente approximativement linéairement avec le courant jusqu'à 30 mA. À des courants plus élevés, les effets de saturation réduisent l'efficacité. La courbe typique indique une intensité relative de 100 % à 20 mA.

4.3 Effets de la température

La courbe de la température de soudure en fonction de l'intensité relative montre une légère diminution de l'intensité lorsque la température augmente. De même, le courant direct doit être réduit à des températures élevées pour éviter de dépasser la température de jonction maximale. La résistance thermique de 450 °C/W souligne la nécessité d'une bonne gestion thermique, en particulier lors de l'excitation à des courants élevés.

4.4 Distribution spectrale

La courbe d'intensité relative en fonction de la longueur d'onde confirme une largeur de bande spectrale à mi-hauteur étroite de typiquement 15 nm. La longueur d'onde de crête se situe approximativement au centroïde de la plage 620–630 nm, offrant une émission orange pure.

4.5 Diagramme de rayonnement

Les caractéristiques du diagramme de rayonnement montrent un faisceau étroit avec un angle de vue de 30° (50% d'Iv). Cela rend la LED adaptée aux applications nécessitant une lumière directionnelle, comme les indicateurs ponctuels ou le rétroéclairage de petits symboles.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions de la bande support et de la bobine

Les LED sont emballées dans une bande support de 8 mm de large avec une bobine de 178 mm de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. Le pas des poches de la bande est conçu pour les équipements standard de pose et de placement CMS. La bobine comprend une étiquette avec le numéro de pièce, le numéro de lot, les codes de lot, la quantité et le code de date.

5.2 Sac barrière contre l'humidité et stockage

Pour se protéger contre l'absorption d'humidité, les bobines sont scellées dans un sac barrière contre l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Le sac doit rester scellé jusqu'à l'utilisation. Conditions de stockage : avant l'ouverture du sac – température ≤ 30°C, humidité ≤ 75% pendant un maximum d'un an ; après ouverture – température ≤ 30°C, humidité ≤ 60% pendant 168 heures (7 jours). Si le temps de stockage dépasse ces limites, un processus de cuisson à 60±5°C pendant au moins 24 heures est nécessaire avant la soudure.

5.3 Carton d'emballage

Plusieurs bobines sont emballées dans un carton standard pour l'expédition. Le carton est étiqueté avec les informations sur le produit et les précautions de manipulation.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La LED est compatible avec la soudure par refusion sans plomb. Le profil recommandé est basé sur les normes JEDEC :

• Taux de montée moyen (Tsmax à Tp) : Max 3°C/s
• Préchauffage : 150°C à 200°C pendant 60–120 s
• Temps au-dessus de 217°C (TL) : 60–150 s
• Température de crête (Tp) : 260°C, max 10 s
• Temps de maintien à moins de 5°C de Tp : max 30 s
• Taux de refroidissement : Max 6°C/s
• Temps total de 25°C à la crête : max 8 minutes

La soudure par refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois. Si l'intervalle entre deux passes de soudure dépasse 24 heures, les LED peuvent absorber l'humidité et être endommagées.

6.2 Soudure manuelle

Si la soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder à une température inférieure à 300°C pendant moins de 3 secondes par pastille. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée par LED.

6.3 Précautions

• Ne montez pas les LED sur des circuits imprimés déformés ou non coplanaires.
• Évitez les contraintes mécaniques ou les vibrations excessives pendant le refroidissement après la soudure.
• Ne refroidissez pas rapidement le dispositif après la refusion.
• Si une réparation est nécessaire, utilisez un fer à souder à double tête et vérifiez que les caractéristiques de la LED ne sont pas endommagées.

7. Tests de fiabilité et critères

7.1 Conditions de test

La LED a été qualifiée par les tests de fiabilité suivants (22 pièces par test, critères d'acceptation 0/1) :

• Refusion (JESD22-B106) : 260°C max, 10 s, 2 fois
• Cycle de température (JESD22-A104) : -40°C à 100°C, 100 cycles
• Choc thermique (JESD22-A106) : -40°C à 100°C, 300 cycles
• Stockage à haute température (JESD22-A103) : 100°C pendant 1000 h
• Stockage à basse température (JESD22-A119) : -40°C pendant 1000 h
• Test de durée de vie (JESD22-A108) : 25°C, IF=20 mA pendant 1000 h

7.2 Critères de défaillance

La défaillance est définie comme tout paramètre dépassant les limites suivantes :

• Tension directe : > 1,1 × Limite supérieure standard (U.S.L)
• Courant inverse : > 2,0 × U.S.L (max 10 μA)
• Flux lumineux :<0,7 × Limite inférieure standard (L.S.L)

Ces tests confirment la robustesse de la LED dans des conditions d'application typiques.

8. Considérations de conception et notes d'application

8.1 Gestion thermique

Compte tenu de la résistance thermique de 450°C/W, un dissipateur thermique approprié est essentiel lors du fonctionnement proche du courant maximal. La température de jonction doit rester inférieure à 95°C. Les concepteurs doivent prévoir des zones de cuivre adéquates sur le circuit imprimé et envisager un refroidissement actif si nécessaire.

8.2 Sensibilité au soufre et aux halogènes

L'encapsulant de la LED peut être dégradé par les composés soufrés. La teneur en soufre dans l'environnement environnant et les matériaux d'accouplement doit être maintenue en dessous de 100 ppm. De même, les composés de brome et de chlore doivent chacun être inférieurs à 900 ppm, avec un total inférieur à 1500 ppm, pour éviter une attaque chimique de la structure interne.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Comme tous les dispositifs semi-conducteurs, cette LED est sensible aux décharges électrostatiques. La classification HBM est de 2000 V. Des précautions ESD standard (postes de travail mis à la terre, bracelets antistatiques, emballages conducteurs) doivent être utilisées lors de la manipulation et de l'assemblage.

8.4 Conception du circuit

Une résistance de limitation de courant est obligatoire pour chaque LED ou chaîne afin d'éviter une emballement du courant dû à la variation de la tension directe. Le circuit de pilotage doit garantir qu'aucune tension inverse n'est jamais appliquée aux bornes de la LED, car cela pourrait provoquer une migration et une défaillance.

9. Comparaison avec les technologies alternatives

9.1 vs. LED orange standard à grand angle

L'angle de vue étroit de 30° du RF-OUL150TS-CA-E1 le rend supérieur pour les applications nécessitant une sortie lumineuse concentrée avec une intensité axiale élevée. Les LED à grand angle (par exemple 120°) nécessiteraient des optiques supplémentaires pour obtenir la même directivité, ce qui ajouterait du coût et de la complexité.

9.2 vs. LED rouges dans des boîtiers similaires

Les LED orange (620–630 nm) offrent une meilleure visibilité à la lumière ambiante par rapport au rouge profond (660 nm) pour la détection par l'œil humain. Elles fournissent également une couleur distincte pour l'indication d'état, les différenciant des indicateurs rouges ou verts standard.

10. Questions fréquemment posées

10.1 Quel est le courant direct maximal pour un fonctionnement continu ?

La valeur nominale absolue maximale est de 30 mA, mais la limite réelle dépend des conditions thermiques. À une température ambiante de 25°C et avec un bon dissipateur thermique, 30 mA est acceptable. À des températures plus élevées, une réduction est nécessaire.

10.2 Comment sélectionner le lot correct pour mon application ?

Choisissez le lot de longueur d'onde (E00 ou F00) en fonction de la teinte de couleur souhaitée. Sélectionnez le lot d'intensité (M00, N00, O00) en fonction de la luminosité requise. Pour la tension, choisissez le lot qui correspond à la plage de tension de sortie de votre pilote afin de minimiser la dissipation de puissance dans la résistance de limitation de courant.

10.3 Cette LED peut-elle être utilisée dans des applications extérieures ?

La plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) convient à de nombreux environnements extérieurs. Cependant, la LED n'est pas spécifiquement conçue pour la pénétration d'humidité ou l'exposition aux UV. Un revêtement conforme ou une encapsulation supplémentaire peut être nécessaire pour les conditions extérieures difficiles.

11. Étude de cas : Conception d'un indicateur d'état directionnel

Dans un panneau de commande nécessitant des indicateurs orange lumineux et focalisés visibles à 3 mètres, les ingénieurs ont sélectionné le RF-OUL150TS-CA-E1 avec le lot O00 (2800–4300 mcd) et F00 (625–630 nm). Un pilote à courant constant réglé à 20 mA alimente chaque LED. La conception des pastilles du circuit imprimé a suivi le motif de soudure recommandé avec un cuivre adéquat pour la dissipation thermique. L'angle de vue étroit a éliminé le besoin d'optiques secondaires. L'assemblage résultant a passé tous les tests de fiabilité et a obtenu une sortie lumineuse uniforme avec un minimum de diaphonie entre les indicateurs adjacents.

12. Principes sous-jacents et tendances futures

12.1 Principe d'émission de lumière

Cette LED utilise une puce orange basée sur le système de matériaux AlInGaP (phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium), qui émet de la lumière lorsque les électrons se recombinent avec les trous dans le semi-conducteur à bande interdite directe. La largeur spectrale étroite indique une pureté de couleur élevée.

12.2 Tendances de l'industrie

Les développements en cours dans la technologie des puces poussent vers une efficacité lumineuse plus élevée et des tailles de boîtier plus petites. La tendance à la miniaturisation et à une luminosité accrue se poursuit, permettant des conceptions plus compactes et plus économes en énergie. De plus, l'adoption de l'inspection optique automatisée et d'un classement plus strict améliore la cohérence pour les applications d'affichage et de signalisation.