Fiche technique DEL SMD 24-21/BHC-AP1Q2/2A - Bleue - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 20mA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La DEL SMD 24-21 est un composant de montage en surface compact, conçu pour les applications électroniques modernes nécessitant une miniaturisation et une haute fiabilité. Cette DEL bleue, basée sur la technologie de puce InGaN, offre un équilibre entre performance et taille, la rendant adaptée aux processus d'assemblage automatisés.

1.1 Avantages principaux et positionnement

L'avantage principal de ce composant est son empreinte significativement réduite par rapport aux DEL traditionnelles à broches. Cela permet des conceptions de cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus compacts. Sa construction légère renforce son adéquation pour les applications miniatures et portables.

1.2 Marché cible et applications

Cette DEL est destinée aux marchés de l'éclairage général et de l'indication. Les principaux domaines d'application incluent le rétroéclairage des tableaux de bord, des interrupteurs et des symboles ; les indicateurs d'état et le rétroéclairage dans les appareils de télécommunication tels que les téléphones et les télécopieurs ; et l'éclairage à usage général nécessitant une source de lumière bleue compacte.

2. Caractéristiques clés et conformité

• Conditionnée en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour une compatibilité avec les équipements de placement automatique.
• Conçue pour être utilisée avec les processus standards de soudage par refusion infrarouge et en phase vapeur.
• Type monochrome (Bleu).
• Fabriquée avec des matériaux sans plomb.
• Le produit est conforme à la directive RoHS.
• La conformité avec les règlements REACH de l'UE est maintenue.
• Construction sans halogène : Brome (Br) <900 ppm, Chlore (Cl) <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.

3. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

3.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable.

• Tension inverse (V_R) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F) :20mA. Le courant de fonctionnement continu recommandé.
• Courant direct de crête (I_FP) :40mA. Autorisé uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1kHz).
• Dissipation de puissance (P_d) :75mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante de 25°C.
• Décharge électrostatique (ESD) :150V (Modèle du corps humain). Des précautions de manipulation ESD appropriées sont essentielles.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement normal.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C.
• Température de soudage (T_sol) :Refusion : Pic à 260°C maximum pendant 10 secondes max. Soudage manuel : 350°C pendant 3 secondes max par borne.

3.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à T_a= 25°C et I_F= 20mA, sauf indication contraire. Ce sont les paramètres de performance clés dans des conditions de test standard.

• Intensité lumineuse (I_v) :45,0 à 112,0 mcd (millicandela). La sortie spécifique est déterminée par le code de tri (P1, P2, Q1, Q2). Une tolérance de ±11% s'applique.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Typiquement 130 degrés. Cela définit l'étalement angulaire où l'intensité est au moins la moitié de la valeur de crête.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :Typiquement 468 nm. La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :464,5 à 476,5 nm. Cela définit la couleur perçue de la lumière et est triée (A9-A12). Une tolérance de ±1nm s'applique.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 25 nm. La largeur du spectre d'émission à la moitié de l'intensité maximale.
• Tension directe (V_F) :2,7V à 3,7V, avec une valeur typique de 3,3V à 20mA.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 50 μA à V_R= 5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

4. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les DEL sont triées en catégories.

4.1 Tri par intensité lumineuse

Les catégories définissent la sortie lumineuse minimale et maximale à I_F=20mA. P1 : 45,0 - 57,0 mcd P2 : 57,0 - 72,0 mcd Q1 : 72,0 - 90,0 mcd Q2 : 90,0 - 112,0 mcd

4.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les catégories définissent la plage de la longueur d'onde dominante, qui correspond à la nuance de bleu. A9 : 464,5 - 467,5 nm A10 : 467,5 - 470,5 nm A11 : 470,5 - 473,5 nm A12 : 473,5 - 476,5 nm

5. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques mesurées à T_a=25°C. Elles sont essentielles pour comprendre le comportement du composant dans des conditions non standard.

5.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. La tension directe typique est de 3,3V à 20mA. Les concepteurs doivent utiliser une résistance de limitation de courant pour éviter l'emballement thermique, car une petite augmentation de tension peut provoquer une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice.

5.2 Intensité lumineuse relative vs Courant direct

L'intensité lumineuse augmente avec le courant direct, mais pas de manière linéaire. Fonctionner au-dessus des 20mA recommandés peut donner un rendement plus élevé mais réduira l'efficacité et la durée de vie du composant en raison de l'augmentation de la température de jonction.

5.3 Intensité lumineuse relative vs Température ambiante

La sortie lumineuse de la DEL diminue lorsque la température ambiante augmente. Cette courbe est critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à température élevée, car elle permet aux concepteurs de déclasser la sortie attendue ou de mettre en œuvre une gestion thermique.

5.4 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour garantir la fiabilité, le courant de fonctionnement doit être réduit lorsque la température ambiante dépasse 25°C.

5.5 Distribution spectrale

Le spectre d'émission est centré autour de 468 nm (bleu) avec une largeur de bande typique de 25 nm. Cette information est vitale pour la conception de systèmes optiques et les applications sensibles à la couleur.

5.6 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 130 degrés. Le diagramme est typiquement lambertien ou quasi-lambertien pour ce type de boîtier.

6. Informations mécaniques et sur le boîtier

6.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier SMD 24-21 a des dimensions nominales de 2,0mm (longueur) x 1,25mm (largeur) x 0,8mm (hauteur). Le dessin mécanique détaillé spécifie toutes les dimensions critiques, y compris la taille des pastilles (0,6mm x 0,55mm), l'espacement (1,0mm entre les centres des pastilles) et les tolérances du composant (typiquement ±0,1mm sauf indication contraire).

6.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement marquée, souvent par une encoche, un point vert ou une forme de pastille différente sur la bande porteuse. Le dessin du boîtier dans la fiche technique doit être consulté pour connaître le schéma de marquage spécifique.

7. Consignes de soudage et d'assemblage

7.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb est recommandé : - Préchauffage : 150-200°C pendant 60-120 secondes. - Temps au-dessus du liquidus (217°C) : 60-150 secondes. - Température de pic : 260°C maximum, maintenue pendant 10 secondes maximum. - Taux de chauffage : Maximum 6°C/sec jusqu'à 255°C. - Taux de refroidissement : Maximum 3°C/sec. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

7.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire : - Utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C. - Limitez le temps de contact à 3 secondes par borne. - Utilisez un fer d'une puissance inférieure à 25W. - Laissez un minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour éviter un choc thermique.

7.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont conditionnés dans des sacs barrières résistants à l'humidité avec dessicant. - N'ouvrez pas le sac avant d'être prêt à l'utilisation. - Après ouverture, les DEL non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'Humidité Relative. - La "durée de vie hors sac" après ouverture est de 168 heures (7 jours). - Si elle est dépassée, ou si l'indicateur de dessicant a changé de couleur, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

8. Conditionnement et informations de commande

8.1 Spécifications des bobines et bandes

Les DEL sont fournies en bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm, enroulée sur une bobine standard de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. Les dimensions détaillées de la bobine, de la bande porteuse et de la bande de couverture sont fournies dans la fiche technique.

8.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes : - CPN : Numéro de produit du client. - P/N : Numéro de produit du fabricant (ex. : 24-21/BHC-AP1Q2/2A). - QTY : Quantité conditionnée. - CAT : Code de tri d'intensité lumineuse (ex. : Q2). - HUE : Code de tri de longueur d'onde dominante (ex. : A10). - REF : Classe de tension directe. - LOT No : Numéro de lot de fabrication traçable.

9. Suggestions d'application et considérations de conception

9.1 Limitation de courant

Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. Sa valeur peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique (3,7V) pour une conception en cas le plus défavorable afin de garantir que le courant ne dépasse pas 20mA même avec les tolérances des composants.

9.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, les considérations thermiques sont importantes pour la longévité. Assurez une surface de cuivre adéquate sur le PCB sous et autour des pastilles de la DEL pour servir de dissipateur thermique, en particulier lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou près du courant maximal.

9.3 Conception optique

L'angle de vision de 130 degrés fournit un éclairage large. Pour une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles) sont nécessaires. Le spectre est adapté au rétroéclairage de filtres de couleur ou pour une utilisation comme indicateur bleu pur.

10. Comparaison et différenciation techniques

Le boîtier 24-21 offre une empreinte plus petite que les DEL traversantes traditionnelles de 3mm ou 5mm, permettant des conceptions à plus haute densité. Comparée à d'autres DEL SMD comme les 0402 ou 0603, la 24-21 (environ 0805 métrique) offre typiquement une sortie lumineuse plus élevée et une meilleure performance thermique grâce à sa taille plus grande, tout en restant nettement plus petite que les boîtiers de DEL haute puissance. Sa compatibilité avec les processus de refusion standards la différencie des composants nécessitant une manipulation spéciale.

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

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

En utilisant la V_Ftypique de 3,3V et I_Fde 20mA : R = (5V - 3,3V) / 0,02A = 85 Ohms. Pour une conception robuste utilisant la V_Fmax de 3,7V : R = (5V - 3,7V) / 0,02A = 65 Ohms. Une résistance standard de 68 ou 75 Ohms serait appropriée. Calculez toujours la puissance nominale : P = I²R.

² * R.

11.2 Puis-je piloter cette DEL sans résistance en utilisant une source de courant constant ?_FOui, un pilote à courant constant réglé à 20mA est une excellente méthode qui élimine les variations dues à la tolérance de V

et aux fluctuations de la tension d'alimentation, offrant une luminosité plus constante et une meilleure longévité.

11.3 Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle donnée sous forme de plage ?

En raison des variations inhérentes à la fabrication des semi-conducteurs, les DEL sont triées (catégorisées) par rendement. La catégorie spécifique (P1, P2, Q1, Q2) sur l'étiquette de la bobine vous indique l'intensité minimale et maximale garantie pour ce lot.

11.4 Comment interpréter les catégories de longueur d'onde ?

La catégorie de longueur d'onde dominante (A9-A12) assure la cohérence de la couleur. Par exemple, la catégorie A10 (467,5-470,5 nm) produira une nuance de bleu légèrement différente de la catégorie A12 (473,5-476,5 nm). Pour une apparence uniforme dans un réseau, spécifiez et utilisez des DEL des mêmes catégories de longueur d'onde et d'intensité.

12. Exemple de cas d'utilisation pratiqueScénario :Conception d'un indicateur d'état basse consommation pour un appareil grand public portable.Choix de conception :La DEL 24-21 est sélectionnée pour sa petite taille et son adéquation au soudage par refusion. Une couleur bleue est choisie pour un indicateur "sous tension". L'appareil fonctionne sur une ligne régulée de 3,3V.Calcul :_FUtiliser une V_Ftypique de 3,3V à 20mA nécessiterait une chute de tension quasi nulle, rendant le contrôle du courant impossible. Par conséquent, la DEL est pilotée à un courant plus faible, par exemple 10mA, pour une visibilité adéquate tout en économisant l'énergie. En utilisant la courbe V_Ftypique, V_Fà 10mA est d'environ 3,1V. Résistance R = (3,3V - 3,1V) / 0,01A = 20 Ohms. Une résistance de 22 Ohms est sélectionnée. La dissipation de puissance dans la DEL est P = V_F* I

≈ 3,1V * 0,01A = 31mW, bien dans la limite nominale de 75mW.

13. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction p-n. Dans la région active, ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. Le matériau spécifique utilisé (Nitrure de Gallium-Indium - InGaN) détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans le spectre bleu. Le boîtier en résine époxy sert à protéger la puce semi-conductrice, à fournir une stabilité mécanique et agit comme une lentille primaire façonnant la sortie lumineuse.

14. Tendances technologiques