Fiche technique LED SMD Orange - 2.0x1.25x1.1mm - 2.5V - 75mW - Technologie AlInGaP - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes pour une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) orange haute luminosité. Le dispositif est conçu pour les processus d'assemblage électronique modernes, avec un boîtier compact conforme aux standards EIA adapté aux équipements de placement automatisé. Il utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une source lumineuse orange vive avec une haute efficacité lumineuse. Le produit est conforme aux normes de fabrication verte et est sans plomb conformément aux directives RoHS.

1.1 Avantages principaux

• Compatible avec l'automatisation :Fourni en bande de 8mm sur bobines de 7 pouces, optimisé pour les machines de placement rapide.
• Prêt pour la soudure par refusion :Compatible avec les processus de soudure par refusion infrarouge (IR) et à phase vapeur, assurant des soudures fiables en production de masse.
• Haute luminosité :Délivre une intensité lumineuse typique allant jusqu'à 900 mcd pour un courant de commande standard de 20mA.
• Large angle de vision :Caractérisé par un angle de vision de 110 degrés (2θ1/2), offrant une bonne dispersion de la lumière.
• Construction robuste :Conçu pour résister aux processus standard d'assemblage et de nettoyage SMD.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW à Ta=25°C. C'est la puissance maximale que le boîtier LED peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct continu (IF) :30 mA en continu. Le courant en régime permanent maximal pouvant être appliqué.
• Courant direct de crête :80 mA, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms).
• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C.
• Déclassement thermique :Le courant direct continu doit être linéairement déclassé de 0.46 mA pour chaque degré Celsius au-dessus de 35°C de température ambiante pour éviter la surchauffe.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à Ta=25°C dans des conditions de test spécifiées, ces paramètres définissent la performance typique.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 450 mcd (min) à 1120 mcd (max), avec une valeur typique de 900 mcd à IF=20mA. Mesurée avec un capteur filtré selon la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Tension directe (VF) :Typiquement 2.5V, avec une plage de 1.7V à 2.5V à IF=20mA. Une tolérance de ±0.1V s'applique dans les bins de tension spécifiques.
• Longueur d'onde de crête (λP) :611 nm. La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λd) :605 nm. La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, dérivée du diagramme de chromaticité CIE.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :15 nm. La largeur du spectre d'émission à la moitié de l'intensité de crête, indiquant la pureté de la couleur.
• Courant inverse (IR) :Maximum 100 μA à VR=5V.
• Capacité (C) :Typiquement 40 pF mesurée à VF=0V, f=1 MHz.

3. Explication du système de binning

Pour assurer la cohérence dans les applications, les LED sont triées en groupes de performance (bins). Deux paramètres clés sont triés : l'Intensité Lumineuse et la Tension Directe.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

Unités : mcd @ IF=20mA. Chaque bin a une tolérance de ±15%.

• U1 :450.0 – 560.0 mcd
• U2 :560.0 – 710.0 mcd
• V1 :710.0 – 900.0 mcd
• V2 :900.0 – 1120.0 mcd

3.2 Binning de la tension directe

Unités : V @ IF=20mA. Chaque bin a une tolérance de ±0.10V.

• 0 :1.7 – 1.8 V
• 1 :1.8 – 1.9 V
• 2 :1.9 – 2.0 V
• 3 :2.0 – 2.1 V
• 4 :2.1 – 2.2 V
• 5 :2.2 – 2.3 V
• 6 :2.3 – 2.4 V
• 7 :2.4 – 2.5 V

Les concepteurs doivent sélectionner les codes de bin appropriés pour correspondre aux exigences de cohérence de luminosité et de tension de leur application, en particulier lorsque plusieurs LED sont utilisées en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Fig.1, Fig.6), leurs implications sont critiques pour la conception.

4.1 Intensité lumineuse en fonction du courant direct

Le flux lumineux (Iv) est approximativement proportionnel au courant direct (IF) dans la plage de fonctionnement recommandée. Commander la LED au-dessus de 20mA augmentera la luminosité mais générera aussi plus de chaleur, nécessitant une gestion thermique attentive et le respect des valeurs maximales absolues.

4.2 Tension directe en fonction du courant direct

La caractéristique V-I est non linéaire. La tension directe a un coefficient de température positif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente pour un courant donné.

4.3 Distribution spectrale

Le spectre d'émission est centré autour de 611 nm (crête) avec une demi-largeur relativement étroite de 15 nm, caractéristique de la technologie AlInGaP, fournissant une couleur orange saturée.

4.4 Considérations thermiques

Le facteur de déclassement de 0.46 mA/°C au-dessus de 35°C est crucial pour la fiabilité. Dans des environnements à haute température ambiante ou sur des cartes PCB mal conçues, le courant continu maximal autorisé doit être réduit pour éviter de dépasser la limite de température de jonction et une dépréciation accélérée du flux lumineux.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un contour de boîtier SMD standard de l'industrie. Les dimensions clés (en millimètres) définissent son empreinte : environ 2.0mm de longueur, 1.25mm de largeur et 1.1mm de hauteur. Des dessins détaillés spécifient l'espacement des pastilles, la hauteur du composant et la géométrie de la lentille.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est clairement marquée. L'orientation correcte pendant l'assemblage est essentielle. La disposition recommandée des pastilles de fixation sur le PCB est fournie pour assurer une soudure correcte et une stabilité mécanique pendant la refusion.

5.3 Conditionnement en bande et bobine

• Bande :Les composants sont logés dans une bande porteuse embossée de 8mm de large.
• Bobine :La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178mm) de diamètre.
• Quantité :4000 pièces par bobine complète.
• Conditionnement :Conforme aux spécifications EIA-481-1-B. Un maximum de deux composants manquants consécutifs (poches vides) est autorisé.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion sans plomb conforme à la J-STD-020B est recommandé.

• Préchauffage :120–150°C pendant un maximum de 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Maximum 30 secondes dans la zone de température de crête.
• Des vitesses de montée et de refroidissement contrôlées sont nécessaires pour éviter le choc thermique.

6.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Temps de soudure :Maximum 3 secondes par broche.
• Cela ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter d'endommager le boîtier plastique.

6.3 Nettoyage

Seuls les agents de nettoyage spécifiés doivent être utilisés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager la lentille époxy ou le boîtier.

6.4 Sensibilité à l'humidité & Stockage

Ce produit est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3 selon JEDEC J-STD-020.

• Sac scellé :Stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans l'année suivant la date de scellage du sac.
• Sac ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤60% HR. Doit être soudé dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition aux conditions ambiantes de l'usine.
• Séchage (Baking) :Si la carte indicateur d'humidité devient rose (≥10% HR) ou si la durée de vie de 168 heures est dépassée, sécher à 60°C pendant au moins 48 heures avant utilisation. Refermer les pièces non utilisées avec un nouvel agent desséchant.

7. Recommandations de conception d'application

7.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour une performance cohérente :

• Résistance de limitation de courant :Toujours utiliser une résistance en série avec chaque LED pour fixer le courant de fonctionnement, même lorsqu'elle est commandée par une source de courant constant. Cela aide à compenser les variations mineures de la tension directe des LED individuelles (dispersion du bin Vf).
• Éviter la connexion parallèle directe :Il n'est pas recommandé de connecter plusieurs LED directement en parallèle sans limitation de courant individuelle (Modèle de circuit B dans la fiche technique). De petites différences dans les caractéristiques de tension directe peuvent provoquer un déséquilibre de courant significatif, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle de la LED avec la Vf la plus basse.
• Circuit recommandé (Modèle A) :Utiliser une source de tension (Vcc), une résistance de réglage du courant (R = (Vcc - Vf_LED) / I_LED), et la LED en série. Répéter ce circuit pour chaque branche de LED en parallèle.

7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Des précautions doivent être prises pendant la manipulation et l'assemblage :

• Les opérateurs doivent porter des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques.
• Tous les postes de travail, équipements et installations de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille plastique.
• Suivre les procédures de contrôle ESD standard selon ANSI/ESD S20.20.

7.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception PCB appropriée améliore la longévité :

• Utiliser une surface de cuivre adéquate sur le PCB connectée aux pastilles thermiques de la LED (cathode et anode) pour servir de dissipateur thermique.
• S'assurer que la LED n'est pas placée près d'autres sources de chaleur importantes.
• Respecter strictement la courbe de déclassement du courant dans les applications à haute température.

8. Scénarios d'application typiques

Cette LED orange est adaptée à un large éventail d'applications nécessitant un indicateur ou une source lumineuse compact, lumineux et fiable, y compris, mais sans s'y limiter :

• Indicateurs d'état :Indicateurs de mise sous tension, veille, charge et défaut dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les panneaux de contrôle industriel.
• Rétroéclairage :Éclairage latéral pour petits écrans LCD, éclairage de clavier et éclairage décoratif dans les appareils compacts.
• Éclairage intérieur automobile :Indicateurs de tableau de bord, éclairage de commutateurs et éclairage d'ambiance (sous réserve de qualification pour des normes automobiles spécifiques).
• Signalétique & Décoration :Sources ponctuelles dans des réseaux décoratifs et signalétiques simples.
• Systèmes de capteurs :Comme source lumineuse dans les optocapteurs et détecteurs d'interruption.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Puis-je alimenter cette LED directement depuis une sortie logique 3,3V ou 5V ?

Non, pas directement. Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, pour la commander à 20mA depuis une alimentation 5V avec une Vf typique de 2.5V : R = (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 Ohms. Une résistance de 120 Ohm ou 130 Ohm serait appropriée. Sans la résistance, un courant excessif circulera, risquant de détruire la LED.

9.2 Pourquoi existe-t-il un système de binning pour la tension et l'intensité ?

Les processus de fabrication provoquent des variations naturelles dans les caractéristiques des semi-conducteurs. Le binning trie les LED en groupes aux performances étroitement assorties. Pour les applications où plusieurs LED doivent paraître également lumineuses (par exemple, un réseau), spécifier le même bin d'intensité (par exemple, V1) est crucial. De même, utiliser des LED du même bin de tension peut simplifier les calculs des résistances de réglage du courant dans les circuits parallèles.

9.3 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

La Longueur d'onde de crête (λP)est la longueur d'onde physique où la LED émet le plus de puissance optique.La Longueur d'onde dominante (λd)est une valeur calculée basée sur la perception humaine des couleurs (diagramme CIE) ; c'est la longueur d'onde unique qui correspond le mieux à la couleur que nous voyons réellement. Pour les LED monochromatiques comme cette LED orange, elles sont souvent proches mais pas identiques.

9.4 Quelle est l'importance critique de la durée de vie de 168 heures après ouverture du sac barrière à l'humidité ?

Très critique pour les composants MSL 3. Une exposition au-delà de ce temps permet à l'humidité de s'absorber dans le boîtier plastique. Pendant la soudure par refusion, cette humidité peut se dilater rapidement en vapeur, provoquant un délaminage interne, des fissures ("popcorning") ou une défaillance des fils de liaison. Si le temps est dépassé, un séchage (baking) est obligatoire pour éliminer l'humidité.

10. Introduction technologique et tendances

10.1 Technologie AlInGaP

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP) cultivé sur un substrat transparent. Cette technologie est particulièrement efficace dans les régions de longueur d'onde rouge, orange, ambre et jaune, offrant une luminosité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux technologies plus anciennes comme le Phosphure d'Arséniure de Gallium (GaAsP). L'utilisation d'un substrat transparent permet à plus de lumière de s'échapper de la puce, améliorant l'efficacité quantique externe.

10.2 Tendances de l'industrie

La tendance générale des LED SMD va vers :

• Efficacité accrue :Plus de lumens ou de millicandelas par watt, réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Miniaturisation :Des tailles de boîtier plus petites (par exemple, 0402, 0201) pour les conceptions PCB haute densité tout en maintenant ou améliorant le flux lumineux.
• Fiabilité accrue :Des matériaux et des techniques de conditionnement améliorés pour prolonger la durée de vie opérationnelle, en particulier dans des conditions de haute température et haute humidité.
• Binning plus serré :Un tri plus précis pour fournir aux concepteurs des composants à la couleur et à la luminosité extrêmement constantes, essentielles pour des applications comme les affichages couleur complets et l'éclairage automobile.
• Intégration :Croissance des modules LED qui intègrent des circuits intégrés de commande, des composants de protection et l'optique dans un seul boîtier, simplifiant la conception du produit final.