Fiche technique LED SMD 16-213/BHC-ZL1M2QY/3T - 1.6x0.8mm - 3.2V - 110mW - Bleue - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le 16-213/BHC-ZL1M2QY/3T est une diode électroluminescente (DEL) à montage en surface (SMD) utilisant une puce semi-conductrice bleue InGaN. Ce composant est conçu pour les assemblages électroniques modernes à haute densité où l'espace et le poids sont des contraintes critiques. Sa principale valeur ajoutée réside dans la possibilité de miniaturiser les produits finaux tout en maintenant des performances optiques fiables.

La DEL est conditionnée sur une bande de 8 mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement. Cette compatibilité rationalise les processus de fabrication en grande série. Le dispositif est fabriqué avec des matériaux sans plomb et est conforme à la directive européenne RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), au règlement REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des produits Chimiques) et aux normes sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Il est qualifié pour les procédés de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement à ces limites n'est pas garanti et doit être évité dans la conception du circuit.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25 mA. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. Cette valeur de courant pulsé (à un cycle de service de 1/10, 1 kHz) est pour des conditions transitoires brèves, pas pour un fonctionnement continu.
• Dissipation de puissance (P_d) :110 mW. C'est la perte de puissance maximale autorisée (V_F* I_F) dans le dispositif à une température ambiante de 25°C. Une déclassement est nécessaire à des températures plus élevées.
• Résistance aux décharges électrostatiques (ESD) :150 V (Modèle du Corps Humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont essentielles pendant l'assemblage et la manipulation.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. Le dispositif est fonctionnel sur cette large plage de température industrielle.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C.
• Température de soudage (T_sol) :Le boîtier peut supporter un soudage par refusion avec une température de crête de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes, ou un soudage manuel à 350°C pendant jusqu'à 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont généralement mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C et un courant direct (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire. Ils définissent les performances fondamentales de sortie lumineuse et électrique.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend d'un minimum de 11,5 mcd à un maximum de 28,5 mcd. La valeur typique se situe dans cette plage. Une tolérance de ±11 % s'applique.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Approximativement 120 degrés. C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité de crête mesurée à 0 degré (sur l'axe).
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :Typiquement 468 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance atteint son maximum.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 465 nm à 475 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur. Une tolérance de ±1 nm s'applique.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 25 nm. C'est la largeur à mi-hauteur (FWHM) du spectre d'émission, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 2,7 V à 3,2 V à I_F= 5mA. Une tolérance de ±0,05V s'applique. C'est la chute de tension aux bornes de la DEL lorsqu'elle conduit du courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 50 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les DEL sont triées en classes de performance basées sur des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Classes d'intensité lumineuse

Classées à I_F= 5 mA. Les codes L1, L2, M1, M2 représentent des niveaux croissants de sortie lumineuse.

• L1 :11,5 – 14,5 mcd
• L2 :14,5 – 18,0 mcd
• M1 :18,0 – 22,5 mcd
• M2 :22,5 – 28,5 mcd

3.2 Classes de longueur d'onde dominante

Classées à I_F= 5 mA. Définit la teinte précise de bleu.

• X :465 – 470 nm
• Y :470 – 475 nm

3.3 Classes de tension directe

Classées à I_F= 5 mA. Important pour concevoir les circuits de limitation de courant et gérer la consommation d'énergie.

• 29 :2,7 – 2,8 V
• 30 :2,8 – 2,9 V
• 31 :2,9 – 3,0 V
• 32 :3,0 – 3,1 V
• 33 :3,1 – 3,2 V

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques mesurées à T_a=25°C, offrant un aperçu des performances dans différentes conditions.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. Le point de fonctionnement pour un courant donné (par ex., 5mA, 20mA) peut être déterminé à partir de ce graphique, ce qui est crucial pour sélectionner une résistance de limitation de courant ou un circuit pilote approprié.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

La sortie lumineuse augmente avec le courant direct, mais la relation n'est pas parfaitement linéaire, surtout à des courants plus élevés. Ce graphique aide les concepteurs à comprendre le compromis d'efficacité lors de l'alimentation de la DEL à différents niveaux de courant.

4.3 Intensité lumineuse vs. Température ambiante

La sortie lumineuse de la DEL diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe de déclassement est critique pour les applications fonctionnant à des températures ambiantes élevées. Elle montre l'intensité lumineuse relative diminuant lorsque la température augmente de -40°C à +100°C.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Directement liée à la limite de dissipation de puissance, cette courbe spécifie le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour éviter la surchauffe et assurer la longévité, le courant d'alimentation doit être réduit lors d'un fonctionnement au-dessus de 25°C.

4.5 Distribution spectrale

Ce tracé affiche la puissance optique relative émise sur le spectre des longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde de crête de ~468 nm avec une largeur de bande caractéristique. Il confirme l'émission de couleur bleue.

4.6 Diagramme de rayonnement

Un diagramme polaire illustrant la distribution spatiale de l'intensité lumineuse. L'angle de vision de 120 degrés est visuellement confirmé par ce diagramme, montrant comment la lumière est émise dans une large distribution de type Lambertienne.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La DEL est conforme à l'empreinte standard 1608 (1,6mm x 0,8mm) pour LED à puce. Les dimensions clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que l'espacement et la taille des plots d'électrode. Toutes les tolérances sont typiquement de ±0,1mm sauf indication contraire. Un motif de pastilles (empreinte) suggéré pour la conception de PCB est fourni à titre de référence, bien qu'il soit conseillé aux concepteurs de l'adapter en fonction de leur procédé d'assemblage spécifique et de leurs exigences de fiabilité.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement marquée par une teinte verte ou un autre indicateur visuel sur le boîtier lui-même. La fiche technique doit être consultée pour le schéma de marquage exact. La polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement du circuit.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de température de refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :60–150 secondes au-dessus de 217°C.
• Température de crête :Maximum de 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes.
• Taux de chauffage :Maximum 6°C/seconde jusqu'à 255°C.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.
• Limite de refusion :L'assemblage ne doit pas subir de soudage par refusion plus de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être maintenue en dessous de 350°C, et le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à faible puissance (≤25W) est recommandé. Un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes doit être respecté entre le soudage de chaque borne pour éviter un choc thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les DEL sont conditionnées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Avant ouverture :Stockage à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture :La "durée de vie au sol" est de 1 an dans des conditions de ≤30°C et ≤60% HR. Les dispositifs non utilisés doivent être refermés dans un emballage étanche à l'humidité.
• Séchage (Baking) :Si l'indicateur de dessiccant a changé de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, un traitement de séchage à 60 ±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à la pression de vapeur).

6.4 Précautions critiques

• Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe ou un pilote à courant constant est obligatoire. La caractéristique I-V exponentielle de la DEL signifie qu'un petit changement de tension provoque un grand changement de courant, ce qui peut entraîner une défaillance immédiate.
• Contrainte mécanique :Évitez d'appliquer une contrainte sur le corps de la DEL pendant le soudage ou dans l'assemblage final. Ne déformez pas le PCB après soudage.
• Réparation :La réparation après soudage n'est pas recommandée. Si elle est inévitable, un fer à souder double tête spécialisé doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, évitant ainsi une contrainte mécanique sur les soudures. L'impact sur les caractéristiques de la DEL doit être évalué au préalable.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm. La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces (POS). Les dimensions détaillées de la bande porteuse, y compris l'espacement des alvéoles et la taille du moyeu de la bobine, sont fournies.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes clés :

• CPN :Numéro de pièce client (optionnel).
• P/N :Numéro de pièce complet du fabricant (par ex., 16-213/BHC-ZL1M2QY/3T).
• QTY :Quantité conditionnée sur la bobine.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (par ex., L1, M2).
• HUE :Classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (par ex., X, Y).
• REF :Classe de tension directe (par ex., 30, 32).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication traçable.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéale pour le rétroéclairage d'indicateurs, d'interrupteurs, de symboles et de petits panneaux LCD dans les tableaux de bord automobiles, l'électronique grand public et les panneaux de contrôle industriel.
• Indicateurs d'état :Parfaite pour les indicateurs d'alimentation, de connectivité ou d'état de fonction dans les équipements de télécommunication (téléphones, fax), le matériel réseau et les périphériques informatiques.
• Éclairage général :Adaptée à toute application nécessitant un témoin lumineux bleu compact, fiable et à faible consommation.

8.2 Considérations de conception

• Conception de circuit :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alim- V_F) / I_F, où V_Fdoit être choisie parmi la valeur maximale de la classe (par ex., 3,2V) pour une conception conservatrice.
• Gestion thermique :Pour un fonctionnement continu à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal, considérez la disposition du PCB pour favoriser la dissipation thermique. Utilisez les courbes de déclassement pour sélectionner un courant de fonctionnement sûr.
• Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés offre une large visibilité. Pour une lumière focalisée, une lentille externe peut être nécessaire. Le boîtier en résine transparente est adapté aux applications où la couleur de la puce est acceptable.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal avantage de cette DEL en boîtier 1608 par rapport aux DEL à broches plus grandes est son extrême miniaturisation, permettant une densité de placement plus élevée sur les PCB et finalement des produits finaux plus petits. Comparé à d'autres boîtiers SMD, le 1608 offre un bon équilibre entre taille et facilité de manipulation pendant l'assemblage. Sa conformité aux réglementations environnementales modernes (RoHS, sans halogène) la rend adaptée aux marchés mondiaux avec des restrictions matérielles strictes. La structure de classement spécifiée offre aux concepteurs des performances prévisibles, ce qui est critique pour les applications nécessitant une couleur et une luminosité uniformes sur plusieurs unités.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

10.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

En utilisant la V_Fmaximale de 3,2V et un I_Fcible de 5mA : R = (5V - 3,2V) / 0,005A = 360 Ω. La valeur standard supérieure la plus proche (par ex., 390 Ω) fournirait un courant légèrement plus sûr d'environ 4,6mA.

10.2 Puis-je alimenter cette DEL à 20mA en continu ?

Oui, la valeur maximale absolue pour le courant direct continu est de 25 mA. Cependant, vous devez consulter la courbe de déclassement si la température ambiante dépasse 25°C. À 85°C, le courant maximal autorisé est nettement inférieur. De plus, l'alimentation à 20mA produira une plus grande intensité lumineuse mais réduira l'efficacité et augmentera la température de jonction.

10.3 Que signifie la couleur de résine "transparente" (water clear) ?

Cela signifie que la résine époxy encapsulant la puce semi-conductrice est transparente, non diffusante ou teintée. Cela permet de voir directement la vraie couleur de la puce bleue InGaN, résultant en un point de couleur plus saturé mais rendant potentiellement la minuscule puce elle-même visible.

10.4 Pourquoi les informations de stockage et de séchage sont-elles si importantes ?

Les boîtiers plastiques SMD peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se transformer rapidement en vapeur, provoquant un délaminage interne ou une fissuration (effet "pop-corn"), ce qui détruit le dispositif. Le séchage prescrit élimine cette humidité.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau multi-indicateurs pour un dispositif médical portable.Le dispositif nécessite plusieurs DEL bleues d'état ("alimentation sous tension\