Fiche technique LED SMD 12-11 Bleue - Dimensions 1.2x1.0x0.6mm - Tension 2.7-3.2V - Puissance 40mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C est une LED bleue compacte à montage en surface, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un placement dense de composants. Cet appareil utilise la technologie semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière bleue avec une longueur d'onde dominante typique de 468 nm. Son principal avantage réside dans son empreinte miniature de boîtier 12-11, nettement plus petite que celle des LED à broches traditionnelles, permettant aux concepteurs de réduire la taille globale de la carte et de créer des produits finaux plus compacts.

Les avantages fondamentaux de ce composant incluent sa compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés standard (pick-and-place) et les processus de soudage par refusion infrarouge (IR) ou à phase vapeur standard. Cela le rend adapté à la fabrication en grande série. C'est un dispositif monochrome (bleu) fabriqué sans plomb, conforme aux directives européennes RoHS et REACH, et répondant aux exigences sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Sa petite taille et son faible poids en font un choix idéal pour les applications portables et à espace restreint.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les valeurs maximales absolues sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut endommager la jonction semi-conductrice de la LED.
• Courant direct continu (IF) :10 mA. C'est le courant continu maximal qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (IFP) :100 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. C'est crucial pour les applications nécessitant des flashs brefs et de haute intensité.
• Dissipation de puissance (Pd) :40 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur, calculée comme la Tension Directe (VF) multipliée par le Courant Direct (IF).
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du Corps Humain (HBM) :2000 V. Cette valeur indique la sensibilité de la LED à l'électricité statique ; des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires.
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +90°C.
• Température de soudage (Tsol) :Pour le soudage par refusion, la température de pic ne doit pas dépasser 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350°C pendant un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

La performance typique est mesurée à Ta=25°C avec un courant direct (IF) de 5 mA, qui est la condition de test standard.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 11,5 mcd à un maximum de 28,5 mcd. La valeur spécifique est déterminée par le code de tri (L1, L2, M1, M2). La tolérance est de ±11%.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés. Ce large angle de vision rend la LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large ou une visibilité sous plusieurs angles.
• Longueur d'onde de crête (λp) :Typiquement 468 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :S'étend de 465,0 nm à 475,0 nm, triée en codes X (465-470 nm) et Y (470-475 nm). La tolérance est de ±1 nm. C'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 25 nm. Cela définit la largeur du spectre émis à la moitié de son intensité maximale (Largeur à Mi-Hauteur - FWHM).
• Tension directe (VF) :S'étend de 2,7 V à 3,2 V à IF=5mA, triée en codes 29 à 33. La tolérance est de ±0,05V. Ce paramètre est critique pour concevoir le circuit de limitation de courant.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées (binned) en fonction de paramètres optiques et électriques clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques en termes de luminosité et de couleur.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre groupes selon leur intensité lumineuse mesurée à 5 mA :

- L1 :11,5 - 14,5 mcd

- L2 :14,5 - 18,0 mcd

- M1 :18,0 - 22,5 mcd

- M2 :22,5 - 28,5 mcd

Le code produit "M2" dans "BHC-ZL1M2QY/2C" indique que ce dispositif appartient au groupe d'intensité M2.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les LED sont triées en deux groupes de longueur d'onde pour contrôler la teinte de bleu :

- X :465 - 470 nm (longueur d'onde plus courte, bleu légèrement plus violacé)

- Y :470 - 475 nm (longueur d'onde plus longue, bleu légèrement plus cyan)

Le code produit "QY" indique que ce dispositif appartient au groupe de longueur d'onde Y.

3.3 Tri par tension directe

Les LED sont également triées par chute de tension directe pour faciliter la conception de circuit, notamment pour les connexions en parallèle ou la gestion précise de l'alimentation :

- 29 :2,70 - 2,80 V

- 30 :2,80 - 2,90 V

- 31 :2,90 - 3,00 V

- 32 :3,00 - 3,10 V

- 33 :3,10 - 3,20 V

Le "2C" dans la référence du composant correspond probablement à un groupe de tension spécifique, bien que la correspondance exacte doive être confirmée avec le guide détaillé des codes de tri du fabricant.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes caractéristiques électro-optiques typiques, les graphiques spécifiques ne sont pas fournis dans le texte. Sur la base du comportement standard d'une LED, les courbes suivantes sont généralement analysées :

• Courbe Courant vs. Tension (I-V) :Montre la relation exponentielle entre le courant direct et la tension directe. La courbe aura une tension de seuil d'environ 2,7V et une pente relativement raide dans la zone de fonctionnement, soulignant la nécessité d'une régulation du courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Iv-IF) :Cette courbe est généralement linéaire à faible courant mais peut montrer une saturation ou une baisse d'efficacité à des courants plus élevés, expliquant pourquoi le fonctionnement dans la limite spécifiée de 10 mA est important.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante (Iv-Ta) :Le flux lumineux d'une LED diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. Comprendre cette dégradation est crucial pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic à ~468 nm et une FWHM de ~25 nm, confirmant la sortie monochromatique bleue.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED SMD 12-11 a un boîtier rectangulaire compact. Les dimensions clés (en mm, tolérance ±0,1mm sauf indication contraire) incluent :

- Longueur du boîtier : Environ 1,2 mm (déduit de la désignation "12-11").

- Largeur du boîtier : Environ 1,0 mm.

- Hauteur du boîtier : Environ 0,6 mm.

- Les dimensions et l'espacement des plots d'électrode sont conçus pour une formation fiable des joints de soudure. La cathode est marquée pour l'identification de la polarité, ce qui est essentiel pour une orientation correcte lors de l'assemblage.

5.2 Identification de la polarité

Une marque de cathode claire est présente sur le boîtier. La polarité correcte doit être respectée lors de la conception du PCB et de l'assemblage pour garantir un fonctionnement correct et éviter les dommages dus à une polarisation inverse.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est compatible avec les processus de soudage par refusion sans plomb. Le profil de température recommandé est critique pour éviter les dommages thermiques :

- Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes.

- Vitesse de montée :Maximum 3°C/seconde jusqu'à la température de pic.

- Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60-150 secondes.

- Température de pic :Maximum 260°C.

- Temps à ±5°C du pic :Maximum 10 secondes.

- Temps au-dessus de 255°C :Maximum 30 secondes.

- Vitesse de refroidissement :Maximum 6°C/seconde.

Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même dispositif.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de rigueur :

- Utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C.

- Limitez le temps de contact à un maximum de 3 secondes par borne.

- Utilisez un fer d'une puissance nominale de 25W ou moins.

- Respectez un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour gérer l'apport thermique.

- Évitez d'appliquer une contrainte mécanique au corps de la LED pendant ou après le soudage.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans des sacs barrières résistants à l'humidité avec un dessiccant pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

- Avant ouverture :Stockez à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).

- Après ouverture :La "durée de vie au sol" est de 1 an à ≤30°C et ≤60% HR. Les composants non utilisés doivent être rescellés dans un sac étanche à l'humidité.

- Séchage :Si l'indicateur de dessiccant montre une absorption d'humidité ou si le temps de stockage est dépassé, séchez les LED à 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur une bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé.

- Largeur de bande :8 mm.

- Taille de la bobine :Diamètre 7 pouces.

- Quantité par bobine :2000 pièces.

L'étiquette de la bobine inclut des informations critiques : Référence client (CPN), Référence fabricant (P/N), Quantité (QTY), et les codes de tri pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante (HUE) et la Tension directe (REF).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour le rétroéclairage d'indicateurs, d'interrupteurs, de symboles et de petits afficheurs LCD dans l'électronique grand public, les tableaux de bord automobiles et les panneaux de contrôle industriels.
• Indicateurs d'état :Parfait pour les indicateurs d'alimentation, de connectivité ou d'état de fonction dans les équipements de télécommunication (téléphones, fax), les périphériques informatiques et les dispositifs réseau.
• Éclairage à usage général :Adapté à toute application nécessitant une source de lumière bleue compacte, fiable et à faible consommation.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe estabsolument obligatoire. La tension directe de la LED a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue lorsque la température augmente. Sans résistance, une légère augmentation de tension peut entraîner une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant (emballement thermique). La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - VF) / IF.
• Gestion thermique :Bien que la puissance soit faible, assurez-vous que la conception du PCB ne piège pas la chaleur autour de la LED, surtout si plusieurs LED sont utilisées proches les unes des autres ou si la température ambiante est élevée.
• Protection ESD :Mettez en œuvre des mesures de protection ESD dans le processus de manipulation et d'assemblage, car le dispositif est classé pour 2000V HBM.
• Réparation :Évitez de réparer les LED déjà soudées. Si c'est absolument nécessaire, utilisez un fer à souder double tête spécialisé pour chauffer simultanément les deux bornes et soulever le composant sans le tordre, ce qui pourrait endommager les liaisons internes.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de la LED 12-11 réside dans la taille de son boîtier. Comparée aux LED SMD plus grandes (par ex., 3528, 5050) ou aux LED à trous traversants, elle offre une réduction significative de l'empreinte et de la hauteur, permettant une ultra-miniaturisation. Comparée à d'autres LED de taille 1206, son tri spécifique pour l'intensité (M2), la longueur d'onde (Y) et la tension offre une performance prévisible aux concepteurs nécessitant de l'uniformité. Sa conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, REACH, Sans Halogène) est également un avantage clé pour les produits ciblant les marchés mondiaux.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle nécessaire ?

R : Les LED sont des dispositifs pilotés en courant, pas en tension. Leur caractéristique I-V est exponentielle. Une résistance en série fixe un courant de fonctionnement stable, empêchant l'emballement thermique et garantissant un fonctionnement stable et à long terme dans les limites spécifiées.

Q : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une alimentation logique 3,3V ou 5V ?

R : Non. Vous devez toujours utiliser une résistance en série. Pour une alimentation de 3,3V et un courant cible de 5mA avec une VF de 3,0V, la résistance serait R = (3,3V - 3,0V) / 0,005A = 60 Ohms. Utilisez toujours la VF maximale du groupe pour calculer la valeur de résistance dans le pire des cas.

Q : Que signifie le "12-11" dans le nom du composant ?

R : Il fait généralement référence aux dimensions du boîtier en dixièmes de millimètre : 1,2 mm de long sur 1,0 mm de large. La hauteur est un paramètre séparé.

Q : Comment interpréter les codes de tri sur l'étiquette de la bobine ?

R : Les codes CAT, HUE et REF correspondent respectivement aux groupes d'Intensité lumineuse, de Longueur d'onde dominante et de Tension directe décrits dans les sections 3.1, 3.2 et 3.3. Ils garantissent que vous recevez des LED avec les caractéristiques de performance spécifiques que vous avez commandées.

11. Cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur d'état compact pour un périphérique USB. Le dispositif fonctionne sur l'alimentation USB 5V et nécessite un indicateur bleu clairement visible.

Étapes de conception :

1. Sélection du composant :Choisissez la LED 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C pour sa petite taille et sa sortie bleue brillante (groupe M2).

2. Réglage du courant :Déterminez un courant de fonctionnement. Pour un indicateur d'état, 5mA (la condition de test) offre une bonne visibilité sans consommation excessive.

3. Calcul de la résistance :Utilisez la VF maximale du groupe de tension (par ex., 3,2V pour le groupe 33) pour une conception robuste. R = (5,0V - 3,2V) / 0,005A = 360 Ohms. La valeur standard la plus proche est 360Ω ou 390Ω. Utiliser 390Ω donne un courant légèrement inférieur et sûr : I = (5,0V - 3,2V) / 390Ω ≈ 4,6 mA.

4. Conception du PCB :Placez l'empreinte de la résistance 1206 à côté du plot d'anode de la LED. Assurez-vous que le plot de cathode est correctement orienté par rapport au marquage de cathode sur le PCB.

5. Assemblage :Suivez le profil de soudage par refusion de la section 6.1. La petite taille permet un placement très proche d'autres composants, économisant de l'espace sur la carte.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif photonique à semi-conducteur. Elle est basée sur une hétérostructure InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode (~2,7V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active depuis les couches semi-conductrices de type n et p, respectivement. Ces porteurs de charge se recombinent de manière radiative, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise – dans ce cas, une lumière bleue avec un pic autour de 468 nm. La résine encapsulante transparente protège la puce semi-conductrice et agit comme une lentille, façonnant l'angle de vision de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED SMD comme le boîtier 12-11 suit les tendances plus larges de l'électronique : miniaturisation, efficacité accrue et fiabilité améliorée. L'utilisation de la technologie InGaN pour les LED bleues a été une réalisation fondamentale dans l'éclairage à semi-conducteurs, permettant les LED blanches (via conversion de phosphore) et les affichages en couleur. Les tendances actuelles de l'industrie incluent la recherche d'une efficacité lumineuse encore plus élevée (plus de flux lumineux par watt), une meilleure uniformité des couleurs grâce à un tri plus serré, et le développement de nouveaux formats de boîtiers pour des applications spécialisées comme les affichages mini-LED et micro-LED. La conformité environnementale (sans plomb, sans halogène) soulignée dans cette fiche technique reflète la transition de l'industrie vers des processus de fabrication plus durables.

14. Clause de non-responsabilité sur les restrictions d'application

Ce produit est conçu pour des applications commerciales et industrielles générales. Il n'est pas spécifiquement conçu ou qualifié pour des applications à haute fiabilité où une défaillance pourrait entraîner des blessures personnelles, la perte de vies humaines ou des dommages matériels importants. Ces applications incluent, sans s'y limiter :

- Les systèmes militaires et aérospatiaux (par ex., commandes de vol).

- Les systèmes de sécurité et de sûreté automobile (par ex., commandes d'airbag, systèmes de freinage).

- Les équipements médicaux de maintien des fonctions vitales ou critiques pour la vie.

Pour une utilisation dans ces applications ou toute autre application en dehors des spécifications publiées, une consultation avec le fabricant du composant est essentielle pour déterminer si un produit différent, spécialement qualifié, est requis.