Fiche technique LED SMD Orange RF-OUB190TS-CF - Dimensions 1,6x0,8x0,7mm - Tension 1,8-2,4V - Puissance 72mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED Orange pour montage en surface. Le composant est conçu pour des applications d'indication générales, offrant un large angle de vision et une compatibilité avec les procédés d'assemblage CMS standard. Il s'agit d'un composant compact, conforme à la directive RoHS, adapté aux conceptions électroniques modernes.

1.1 Description du produit

La LED est une diode électroluminescente de couleur orange fabriquée à partir d'une puce semi-conductrice orange. Elle est logée dans un boîtier miniature pour montage en surface aux dimensions de 1,6 mm (L) x 0,8 mm (l) x 0,7 mm (H). Ce facteur de forme réduit la rend idéale pour les applications à espace limité telles que les appareils mobiles, les panneaux de commande et le rétroéclairage de symboles.

1.2 Caractéristiques et avantages principaux

• Angle de vision extrêmement large :Le dispositif présente un angle de vision typique (2θ1/2) de 140 degrés, garantissant une excellente visibilité depuis diverses positions.
• Compatibilité CMS :Parfaitement adaptée à tous les procédés d'assemblage et de refusion standard de la Technologie de Montage en Surface (CMS).
• Sensibilité à l'humidité :Classée au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3, ce qui définit des exigences spécifiques de manipulation et de séchage avant soudage.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

1.3 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et peut être utilisée dans de nombreuses applications, y compris, mais sans s'y limiter :

• Indicateurs d'état et d'alimentation dans l'électronique grand public et les équipements industriels.
• Rétroéclairage pour interrupteurs, boutons et affichages symboliques sur les panneaux de commande.
• Éclairage général où une source lumineuse orange compacte est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les sections suivantes fournissent une analyse détaillée des caractéristiques de performance de la LED dans des conditions de test spécifiées (Ts=25°C).

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

Les principales métriques de performance sont définies dans le tableau ci-dessous. Toutes les mesures sont prises à un courant direct (IF) de 20 mA sauf indication contraire.

• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est classée en trois catégories : B0 (1,8-2,0 V), C0 (2,0-2,2 V) et D0 (2,2-2,4 V). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED aux caractéristiques de tension cohérentes pour leurs circuits.
• Longueur d'onde dominante (λ_D) :Définit la couleur perçue de la lumière. Elle est classée en E00 (620-625 nm) et F00 (625-630 nm), correspondant à des nuances spécifiques d'orange.
• Intensité lumineuse (I_V) :La quantité de lumière visible émise, mesurée en millicandelas (mcd). Elle est disponible en plusieurs classes : G20 (120-150 mcd), 1AW (150-200 mcd), 1AT (200-260 mcd) et 1AU (260-330 mcd). Ce système de classement permet une sélection basée sur les exigences de luminosité.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :Typiquement 15 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière orange.
• Angle de vision (2θ_1/2) :140 degrés, confirmant l'émission grand angle.
• Courant inverse (I_R) :Le courant de fuite maximal est de 10 μA à une tension inverse (V_R) de 5 V.
• Résistance thermique (R_THJ-S) :La résistance thermique jonction-point de soudure est de 450 °C/W, ce qui est crucial pour les calculs de gestion thermique.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (P_d) :72 mW
• Courant direct continu (I_F) :30 mA
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA (en conditions pulsées : largeur d'impulsion 0,1 ms, rapport cyclique 1/10)
• Résistance aux décharges électrostatiques (ESD) :2000 V (Modèle du Corps Humain)
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +85°C
• Température maximale de jonction (T_j) :95°C

Note de conception critique :Le courant continu maximal admissible doit être déterminé en fonction des conditions thermiques réelles de l'application (conception du PCB, température ambiante) pour garantir que la température de jonction ne dépasse pas 95°C.

3. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent des informations précieuses sur le comportement de la LED dans différentes conditions.

3.1 Courbe IV et intensité relative

La courbe Tension directe en fonction du Courant direct montre la relation exponentielle typique. La courbe Intensité relative en fonction du Courant direct démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée, avant une éventuelle saturation ou baisse d'efficacité à des courants très élevés.

3.2 Dépendance à la température

Les graphiques Température de la broche en fonction de l'Intensité relative et Température de la broche en fonction du Courant direct sont cruciaux pour la conception thermique. Ils illustrent comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de la broche (un indicateur de la température de jonction) augmente. De même, la tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement avec l'augmentation de la température.

3.3 Caractéristiques spectrales

La courbe Longueur d'onde dominante en fonction du Courant direct montre un déplacement minimal avec le courant, indiquant une bonne stabilité de couleur. Le graphique Intensité relative en fonction de la Longueur d'onde représente la distribution spectrale de puissance, centrée autour de la longueur d'onde dominante (par exemple, 625 nm) avec la demi-largeur spectrale spécifiée de 15 nm.

3.4 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement (Fig 1-12) confirme visuellement le motif d'émission large, de type lambertien, avec un angle de vision de 140 degrés, montrant l'intensité relative en fonction de l'angle par rapport à l'axe central.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier et tolérances

La LED a un empreinte rectangulaire de 1,6 mm x 0,8 mm. La hauteur totale est de 0,7 mm. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,2 mm sauf indication contraire spécifique sur le dessin. Des vues détaillées de dessus, de dessous et de côté définissent la géométrie exacte.

4.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La borne cathode (négative) est identifiée par un coin marqué ou un indicateur vert sur la vue de dessous du boîtier. Une disposition recommandée des pastilles de soudure est fournie pour assurer un soudage fiable et un alignement correct lors de l'assemblage par placement automatique. La conception des pastilles tient compte de la formation du ménisque de soudure et du dégagement thermique.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Instructions de soudage par refusion CMS

La LED est conçue pour les procédés de soudage par refusion standard infrarouge ou à convection. En raison de son classement MSL Niveau 3, les composants doivent être utilisés dans les 168 heures (7 jours) suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité dans des conditions d'atelier (≤30°C/60% HR). Si ce délai est dépassé, un séchage est requis selon la norme IPC/JEDEC avant soudage pour éviter les dommages par effet "pop-corn". Le profil de refusion spécifique (préchauffage, stabilisation, température de pic de refusion, vitesse de refroidissement) doit suivre les recommandations pour les petits composants CMS similaires, avec généralement une température maximale du corps du boîtier ne dépassant pas 260°C.

5.2 Précautions de manipulation et de stockage

• Manipulez toujours les LED avec des précautions contre les décharges électrostatiques (ESD).
• Évitez les contraintes mécaniques sur la lentille ou les broches.
• Stockez dans l'emballage d'origine résistant à l'humidité dans un environnement frais et sec, dans la plage de température de stockage spécifiée (-40°C à +85°C).
• N'exposez pas la LED à des solvants ou produits chimiques susceptibles d'endommager la lentille en époxy.
• Lors du soudage, assurez-vous que la température de la panne du fer à souder est contrôlée et minimisez le temps de contact pour éviter les dommages thermiques.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécification d'emballage standard

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée standard pour une manipulation automatisée. Les dimensions de la bande sont spécifiées pour assurer la compatibilité avec les chargeurs standard des équipements de placement automatique. Les composants sont enroulés sur des bobines, chaque bobine contenant 4000 pièces. Les dimensions des bobines (diamètre, largeur, taille du moyeu) sont fournies pour la configuration des machines et la planification des stocks.

6.2 Emballage résistant à l'humidité et étiquetage

Les bobines sont emballées dans des sacs barrière à l'humidité scellés avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité pour maintenir le classement MSL pendant l'expédition et le stockage. Le sac et l'étiquette de la bobine contiennent des informations critiques telles que la référence, la quantité, le numéro de lot et le code date.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Circuits d'application typiques

Dans la plupart des applications, la LED est pilotée par une source de courant constant ou via une résistance de limitation de courant connectée en série avec une alimentation en tension. La valeur de la résistance (R) peut être calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F. Par exemple, avec une alimentation de 5 V, une LED de la classe C0 (V_F~2,1 V), et un I_Fsouhaité de 20 mA, la résistance serait d'environ (5 - 2,1) / 0,02 = 145 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms serait appropriée.

7.2 Conception du PCB et gestion thermique

• Pastilles thermiques :Utilisez le motif de pastilles de soudure recommandé. Connecter la pastille thermique (le cas échéant) ou les pastilles cathode/anode à une plus grande surface de cuivre sur le PCB aide à dissiper la chaleur, abaissant la température de jonction et améliorant la longévité et la stabilité de la sortie lumineuse.
• Pilotage du courant :Pour une fiabilité maximale et une sortie lumineuse stable, pilotez la LED avec un courant constant plutôt qu'une tension constante. Si vous utilisez une MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) pour l'atténuation, assurez-vous que la fréquence est suffisamment élevée (typiquement >100 Hz) pour éviter un scintillement visible.
• Protection ESD :Dans les environnements sujets aux décharges électrostatiques, envisagez d'ajouter des dispositifs de suppression de tension transitoire ou des résistances en série sur les lignes de la LED pour une protection supplémentaire, même si la LED elle-même est classée pour 2 kV HBM.

8. Fiabilité et assurance qualité

Le produit est soumis à une série de tests de fiabilité pour garantir ses performances sous diverses contraintes environnementales. Les tests standard incluent probablement (comme référencé dans le document) :

• Test de durée de vie en stockage à haute température.
• Test de stockage à basse température.
• Test de cyclage thermique.
• Test de résistance à l'humidité.
• Test de résistance à la chaleur de soudure.
• Test d'intégrité des broches.

Des conditions de test spécifiques et des critères de réussite/échec (par exemple, changements admissibles de tension directe ou d'intensité lumineuse) sont définis pour garantir la robustesse du produit. La norme de jugement de défaillance spécifie généralement le décalage de paramètre maximal autorisé (par exemple, ΔV_F <±0,2 V, ΔI_V <±30 %) après les tests.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED génériques, ce dispositif offre un avantage clair grâce à son système complet de classement pour la tension directe, la longueur d'onde dominante et l'intensité lumineuse. Cela permet un meilleur appariement des couleurs et de la luminosité dans les applications nécessitant plusieurs LED, comme les barres d'état ou les réseaux de rétroéclairage. Le large angle de vision de 140 degrés est supérieur à celui de nombreuses LED standard qui ont souvent des faisceaux plus étroits, ce qui la rend meilleure pour les applications où la visibilité hors axe est importante. Le niveau MSL spécifié et les instructions de manipulation détaillées fournissent des directives claires pour une fabrication à haut rendement.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre les classes de tension B0, C0 et D0 ?

R1 : Ces classes catégorisent la chute de tension directe de la LED à 20 mA. Les LED B0 ont la tension la plus basse (1,8-2,0 V), tandis que les D0 ont la plus élevée (2,2-2,4 V). Choisir des LED de la même classe garantit une luminosité et une consommation de courant uniformes dans les circuits parallèles ou les réseaux alimentés par la même tension.

Q2 : Puis-je piloter cette LED à son courant continu maximal de 30 mA ?

R2 : Vous pouvez, mais ce n'est pas recommandé pour une durée de vie et une stabilité optimales, sauf si nécessaire pour la luminosité. Un pilotage à 20 mA typique offre un meilleur équilibre entre sortie lumineuse, efficacité et charge thermique. Si vous utilisez 30 mA, vous devez garantir une excellente conception thermique du PCB pour maintenir la température de jonction en dessous de 95°C.

Q3 : Ma LED semble moins lumineuse que prévu. Quelle pourrait en être la cause ?

R3 : Premièrement, vérifiez que le courant de pilotage est correct en contrôlant la valeur de la résistance série ou le réglage de la source de courant constant. Deuxièmement, assurez-vous que la polarité est correcte. Troisièmement, vérifiez l'échauffement excessif ; une température de jonction élevée réduit significativement la sortie lumineuse. Enfin, confirmez que vous avez sélectionné la classe d'intensité lumineuse appropriée (par exemple, 1AU pour la luminosité la plus élevée).

Q4 : Que signifie le Niveau de Sensibilité à l'Humidité 3 pour ma production ?

R4 : MSL 3 signifie que les composants peuvent être exposés aux conditions ambiantes de l'usine (≤30°C/60% HR) jusqu'à 168 heures (7 jours) après l'ouverture du sac barrière à l'humidité. S'ils ne sont pas soudés dans ce délai, ils doivent être séchés dans un four sec selon la procédure spécifiée (par exemple, 125°C pendant 8 heures) pour éliminer l'humidité absorbée avant de pouvoir être soudés par refusion en toute sécurité.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs à plusieurs LED pour un routeur réseau.

Le panneau nécessite 10 LED orange pour indiquer l'activité des liaisons sur différents ports. L'uniformité de la couleur et de la luminosité est cruciale pour une apparence professionnelle.

• Sélection des composants :Spécifiez des LED de la même classe de Longueur d'onde dominante (par exemple, F00 : 625-630 nm) et de la même classe d'Intensité lumineuse (par exemple, 1AT : 200-260 mcd) pour garantir une cohérence visuelle.
• Conception du circuit :Utilisez une ligne 5 V sur le PCB. Calculez la résistance série pour un courant de pilotage de 20 mA. En supposant une V_Fmoyenne de 2,1 V (classe C0), R = (5 V - 2,1 V) / 0,02 A = 145 Ω. Utilisez des résistances de 150 Ω, tolérance 1 %, pour chaque LED afin de minimiser la variation de courant.
• Conception du PCB :Placez les LED en ligne. Connectez la pastille cathode de chaque LED à une zone de masse dédiée sur la couche supérieure pour aider à la dissipation thermique. Acheminez l'alimentation 5 V et les signaux de contrôle individuels depuis le microcontrôleur.
• Fabrication :Planifiez l'assemblage CMS de sorte que la bobine de LED soit chargée sur la machine de placement automatique et utilisée dans la fenêtre de 168 heures du MSL3 après ouverture du sac.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe supérieure à sa tension directe caractéristique (V_F) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce émettrice orange (généralement basée sur des matériaux comme l'AlGaInP). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière) avec une longueur d'onde correspondant à la partie orange du spectre visible (environ 620-630 nm). La lentille en époxy encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux pour obtenir le large angle de vision de 140 degrés.

13. Tendances technologiques

La tendance générale pour les LED d'indication CMS comme celle-ci est d'aller vers une efficacité encore plus élevée (plus de lumière par mA de courant), une meilleure cohérence des couleurs grâce à un classement plus serré, et une miniaturisation accrue tout en maintenant ou en améliorant la fiabilité. L'accent est également mis sur des plages de température de fonctionnement plus larges pour les applications automobiles et industrielles. La technologie de boîtier continue d'évoluer pour fournir une meilleure gestion thermique de la jonction de la puce au PCB, permettant des courants de pilotage plus élevés ou une durée de vie améliorée aux courants standard.