Fiche technique LED SMD 42-21A Bleue - Boîtier 2.0x1.25x1.1mm - Tension 2.7-3.7V - Puissance 95mW - Document Technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 42-21A est une LED bleue à montage en surface compacte, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une haute fiabilité et un assemblage efficace. Utilisant la technologie de puce InGaN, ce composant émet une lumière bleue avec une longueur d'onde dominante typique de 468 nm. Son principal avantage réside dans son encombrement miniature, qui permet des réductions significatives de la taille des cartes de circuits imprimés et autorise des densités d'intégration plus élevées par rapport aux LED traditionnelles à broches. Cela contribue directement à la miniaturisation des équipements finaux. Le composant est fourni sur bande de 8 mm montée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les lignes d'assemblage automatisées pick-and-place, optimisant ainsi les processus de fabrication en grande série.

2. Caractéristiques clés et conformité

La LED intègre plusieurs caractéristiques essentielles pour la conception et la fabrication contemporaines :

• Emballée sur bande de 8 mm pour bobines de 7 pouces, optimisée pour l'assemblage automatisé.
• Compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge (IR) et à phase vapeur.
• Construite en type mono-couleur (bleu).
• Fabriquée en tant que composant sans plomb (Pb-free).
• Le produit est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).
• La conformité aux règlements REACH de l'UE est maintenue.
• Classée sans halogène, avec une teneur en brome (Br) inférieure à 900 ppm, une teneur en chlore (Cl) inférieure à 900 ppm, et le total combiné Br+Cl inférieur à 1500 ppm.

3. Applications cibles

La LED 42-21A est adaptée à diverses fonctions d'indication et de rétroéclairage, notamment :

• Rétroéclairage des tableaux de bord et commutateurs automobiles.
• Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les dispositifs de télécommunication tels que téléphones et télécopieurs.
• Unités de rétroéclairage plat pour affichages LCD, commutateurs et symboles.
• Applications d'indication à usage général.

4. Limites absolues maximales

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

5. Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres de performance typiques sont mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA. Ce sont les spécifications clés pour les calculs de conception.

Note sur les tolérances :L'intensité lumineuse a une tolérance de ±11%, la longueur d'onde dominante de ±1 nm, et la tension directe de ±0.1 V par rapport aux valeurs typiques ou classées.

6. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité des séries de production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des plages de performance spécifiques pour leur application.

6.1 Classement de l'intensité lumineuse

Les classes sont définies par un code (V1, V2, W1, W2) spécifiant une plage minimale et maximale d'intensité lumineuse mesurée à I_F=20mA.

6.2 Classement de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde est classée en groupes basés sur la longueur d'onde dominante (λ_d).

6.3 Classement de la tension directe

La tension directe (V_F) est catégorisée en classes numérotées de 10 à 14, chacune couvrant une plage de 0.2V.

7. Informations mécaniques et de boîtier

7.1 Dimensions du boîtier

La LED 42-21A possède un boîtier SMD compact. Les dimensions clés (en millimètres) sont les suivantes, avec une tolérance générale de ±0.1mm sauf indication contraire :

• Longueur du boîtier : 2.0 mm
• Largeur du boîtier : 1.25 mm
• Hauteur du boîtier : 1.1 mm

Un dessin coté détaillé est fourni dans la fiche technique, montrant le contour du corps, la position des plots et le motif de pastilles recommandé.

7.2 Identification de la polarité

La cathode est clairement marquée. Sur le boîtier, la cathode est généralement indiquée par une caractéristique distinctive telle qu'une encoche, un point ou un coin chanfreiné. Le marquage de cathode correspondant est également indiqué sur le motif de masque de soudure recommandé pour l'empreinte PCB. L'orientation correcte de la polarité est cruciale pour le bon fonctionnement du circuit.

8. Directives de soudage et d'assemblage

8.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est conçu pour les processus de soudage par refusion sans plomb (Pb-free). La température de soudage de crête maximale recommandée est de 260°C, avec un temps au-dessus de 260°C ne dépassant pas 10 secondes. Un profil de température de refusion typique doit être suivi pour éviter les chocs thermiques et assurer des soudures fiables. Il est essentiel d'éviter d'appliquer une contrainte mécanique au corps de la LED pendant les phases de chauffage et de refroidissement de la refusion.

8.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température de la pointe du fer à souder doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact avec une seule borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à faible puissance (25W ou moins) est recommandé. Un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes doit être observé entre le soudage des deux bornes pour éviter une accumulation excessive de chaleur.

8.3 Retouche et réparation

La retouche après le soudage initial est fortement déconseillée. Si elle est absolument inévitable, un fer à souder double tête spécialisé doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, permettant le retrait sans appliquer de contrainte de torsion au boîtier. Le risque d'endommager les fils de liaison internes de la LED ou de dégrader ses performances optiques pendant la retouche est élevé, et il est conseillé de tester préalablement la procédure de retouche.

9. Précautions de stockage et de manipulation

9.1 Sensibilité à l'humidité

Les LED sont emballées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant pour empêcher l'absorption de l'humidité atmosphérique, ce qui peut provoquer un "effet pop-corn" (fissuration du boîtier) pendant la refusion. Règles de stockage clés :

• Avant ouverture :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture :La "durée de vie au sol" (temps d'exposition aux conditions ambiantes de l'usine) est de 1 an lorsqu'elle est stockée à ≤30°C et ≤60% HR.
• Re-emballage :Les composants non utilisés doivent être rescellés dans un sac étanche à l'humidité avec un dessiccant frais.
• Séchage (baking) :Si l'indicateur de dessiccant montre une saturation ou si la durée de vie au sol est dépassée, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion pour éliminer l'humidité.

9.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Avec une résistance ESD de 150V (HBM), ce composant est sensible aux décharges électrostatiques. Les procédures de manipulation ESD standard doivent être suivies pendant toutes les étapes d'assemblage et de manipulation, y compris l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques et de conteneurs conducteurs.

10. Informations d'emballage et de commande

10.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni en bande porteuse gaufrée avec des dimensions adaptées au boîtier 42-21A. La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine contient 1000 pièces de la LED. Des dessins détaillés des dimensions des alvéoles de la bande porteuse, du pas et des dimensions du moyeu et des brides de la bobine sont fournis pour assurer la compatibilité avec les chargeurs des équipements d'assemblage automatisés.

10.2 Informations d'étiquetage

La bobine et le sac extérieur incluent des étiquettes avec des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte :

• CPN :Numéro de pièce client (si attribué).
• P/N :Numéro de produit du fabricant (ex. : 42-21A/BHC-ZV1W2N/1T).
• QTY :Quantité d'emballage (ex. : 1000 pcs).
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : W2).
• HUE :Classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (ex. : Z).
• REF :Classe de tension directe (ex. : N12).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

11. Considérations de conception d'application

11.1 Limitation de courant

Ceci est une règle de conception critique.Une LED est un dispositif piloté par le courant. Une résistance de limitation de courant en sériedoitêtre utilisée dans le circuit. La tension directe (V_F) a une plage (2.7V à 3.7V) et un coefficient de température négatif. Connecter la LED directement à une source de tension, même nominalement dans la plage V_F, peut conduire à une condition de courant incontrôlable due à des variations mineures, entraînant une défaillance immédiate (grillage). La valeur de la résistance doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation, de la V_Fmaximale attendue de la classe, et du courant direct souhaité (I_F), qui ne doit pas dépasser 25 mA en continu.

11.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (95 mW max), une conception thermique appropriée sur le PCB reste importante pour la fiabilité à long terme, en particulier lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou au courant maximal. Assurer une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED aide à dissiper la chaleur et maintient une sortie optique stable ainsi qu'une durée de vie prolongée.

11.3 Conception optique

L'angle de vision de 20 degrés (2θ_1/2) indique un faisceau relativement focalisé. Cela rend le 42-21A adapté aux applications nécessitant un éclairage directionnel ou un point lumineux concentré et brillant. Pour un éclairage de zone plus large, des optiques secondaires (ex. : guides de lumière, diffuseurs) seraient nécessaires. Les concepteurs doivent tenir compte des plages de classement de l'intensité lumineuse et de la longueur d'onde pour garantir une luminosité et une apparence de couleur cohérentes sur plusieurs unités dans un réseau ou un affichage.

12. Comparaison et différenciation technique

Le 42-21A représente une classe spécifique de LED SMD miniatures de type réflecteur. Ses principaux points de différenciation incluent son empreinte très petite de 2.0x1.25mm, plus petite que de nombreuses LED "puce" courantes, permettant des agencements à plus haute densité. La coupelle réflectrice intégrée fournit un angle de vision contrôlé de 20 degrés sans nécessiter de lentille externe, simplifiant la conception optique. Le système de classement complet pour l'intensité, la longueur d'onde et la tension offre aux concepteurs la possibilité de spécifier des fenêtres de performance étroites pour des applications nécessitant une haute uniformité, comme les réseaux de rétroéclairage. Sa conformité aux normes sans halogène et autres normes environnementales le rend adapté aux produits ciblant les marchés mondiaux avec des exigences réglementaires strictes.

13. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

Longueur d'onde de crête (λ_p) :La longueur d'onde unique à laquelle la puissance optique de sortie de la LED est à son maximum. C'est le point le plus haut sur la courbe de distribution spectrale.
Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la sortie de la LED par l'œil humain. Elle est calculée à partir des coordonnées chromatiques et est souvent plus pertinente pour les applications basées sur la couleur. Pour cette LED bleue, les valeurs typiques sont très proches (468 nm de crête contre 465-475 nm dominante classée).

13.2 Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

No.Comme souligné dans les considérations de conception, les LED nécessitent une régulation de courant. Une source de tension constante, même réglée sur la V_Ftypique, ne tient pas compte de la variation d'une unité à l'autre (classement), des effets de température (V_Fdiminue lorsque la température augmente), ou des tolérances de l'alimentation. Cela conduira presque certainement à un surcourant et à une défaillance du composant. Utilisez toujours une résistance en série ou un circuit pilote LED à courant constant dédié.

13.3 Combien de fois puis-je souder par refusion ce composant ?

La fiche technique spécifie que le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus dedeux fois. Chaque cycle de refusion soumet le composant à un stress thermique, ce qui peut dégrader les matériaux internes, affaiblir les fils de liaison ou compromettre la résistance à l'humidité du boîtier. Si une carte nécessite une retouche, il est préférable de remplacer la LED plutôt que de la soumettre à un troisième cycle de refusion.

13.4 Cette LED est-elle adaptée aux applications automobiles ou médicales ?

La fiche technique inclut une sectionRestrictions d'applicationindiquant que les applications à haute fiabilité telles que les systèmes de sécurité automobile, les équipements médicaux, militaires et aérospatiaux peuvent nécessiter un produit différent, plus rigoureusement qualifié. Le 42-21A standard est destiné aux applications commerciales et industrielles. Pour les utilisations critiques pour la sécurité, consultez le fabricant pour des produits spécifiquement conçus et testés pour répondre aux normes industrielles pertinentes (ex. : AEC-Q101 pour l'automobile).

14. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état avec 10 LED bleues uniformes.

1. Conception du circuit :Une alimentation 5V est disponible. En utilisant la V_Fmaximale de la classe N14 (3.7V) et un I_Fcible de 20 mA, calculez la résistance série : R = (V_alimentation- V_F) / I_F= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohms. La valeur standard la plus proche de 68 Ohms donnerait un I_F≈ 19.1 mA, ce qui est sûr et conforme aux spécifications. Une résistance est nécessaire par LED.
2. Sélection des composants :Pour garantir l'uniformité visuelle, spécifiez des classes étroites. Par exemple, commandez toutes les LED de la classe d'intensité lumineuse W1 (1120-1420 mcd) et de la classe de longueur d'onde dominante Z/X (465-470 nm). Cela minimise les variations de luminosité et de couleur sur le panneau.
3. Agencement du PCB :Placez les LED sur une grille de 0.1". Utilisez le motif de pastilles recommandé de la fiche technique. Incluez une petite pastille de décharge thermique connectée à un plan de masse pour la dissipation de chaleur. Marquez clairement l'orientation de la cathode sur la sérigraphie.
4. Assemblage :Conservez les bobines dans des sacs scellés jusqu'à leur utilisation. Suivez le profil de refusion avec un pic à 260°C. Après l'assemblage, évitez de fléchir le PCB près des LED.

15. Principe de fonctionnement

La LED 42-21A est basée sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de conduction de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active du semi-conducteur. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour définit la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise – dans ce cas, le bleu. La lumière est émise par la puce et est dirigée par une coupelle réflectrice intégrée au boîtier pour obtenir l'angle de vision spécifié de 20 degrés. La résine époxy d'encapsulation protège la puce et les fils de liaison tout en agissant également comme une lentille primaire.

16. Tendances technologiques

Les LED SMD comme le 42-21A font partie d'une tendance continue vers la miniaturisation, l'augmentation de l'efficacité et l'amélioration de la fiabilité dans l'éclairage à semi-conducteurs. Les progrès dans les techniques de croissance épitaxiale pour les matériaux InGaN ont régulièrement amélioré l'efficacité quantique interne, permettant une sortie lumineuse plus élevée à partir de puces plus petites. La technologie de boîtier a évolué pour fournir de meilleurs chemins thermiques (ex. : pastilles thermiques exposées) et un contrôle optique plus précis. De plus, les moteurs de l'industrie incluent la poussée vers des niveaux plus élevés de conformité environnementale (au-delà de RoHS vers sans halogène, empreinte carbone réduite) et l'intégration de fonctionnalités intelligentes, bien que cette dernière soit plus pertinente pour les boîtiers LED de plus haute puissance ou adressables. La demande de performance cohérente, permise par des systèmes de classement sophistiqués comme celui de ce composant, reste critique pour les applications dans l'électronique grand public, les affichages et les intérieurs automobiles où la qualité visuelle est primordiale.