Fiche technique LED SMD 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T - Bleu 468nm - 2.7-3.2V - 25mA - 95mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED de type montage en surface (SMD) identifiée 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T. Il s'agit d'une LED monochrome bleue conçue pour les assemblages électroniques à haute densité.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de ce composant est son boîtier SMD compact, qui permet des réductions significatives de la taille de la carte et de l'encombrement de l'équipement par rapport aux LED traditionnelles à broches. Cette miniaturisation permet une densité de composants plus élevée sur les cartes PCB et réduit les besoins en espace de stockage. La légèreté du boîtier le rend particulièrement adapté aux applications miniatures et à espace restreint. Le produit est conforme aux procédés de fabrication sans plomb et conçu pour rester dans les normes de conformité RoHS.

1.2 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans plusieurs domaines d'application clés :

• Rétroéclairage :Idéale pour les indicateurs de tableau de bord et l'éclairage des interrupteurs.
• Télécommunications :Sert d'indicateur d'état et de rétroéclairage pour des appareils tels que téléphones et télécopieurs.
• Technologie d'affichage :Utilisée pour le rétroéclairage plat des écrans LCD, des interrupteurs et des symboles.
• Usage général :Adaptée à une large gamme de tâches d'indication et d'éclairage dans l'électronique grand public et industrielle.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective détaillée des principaux paramètres de performance de la LED dans des conditions de test standard (Ta=25°C).

2.1 Sélection du composant et composition matérielle

La puce LED est fabriquée à partir du matériau semi-conducteur Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), responsable de l'émission de lumière bleue. La résine d'encapsulation est transparente comme de l'eau, optimisant le flux lumineux et la pureté de la couleur.

2.2 Valeurs maximales absolues

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

• Tension inverse (V_RR) :5 V - Dépasser cette tension en polarisation inverse peut endommager la jonction de la LED.
• Courant direct continu (I_FF) :25 mA - Le courant continu maximal pour un fonctionnement fiable.
• Courant direct de crête (I_FPFP) :100 mA (Rapport cyclique 1/10 @1KHz) - Adapté au fonctionnement en impulsions mais pas à une utilisation continue.
• Dissipation de puissance (P_dD) :95 mW - La puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :2000 V - Indique un niveau modéré de sensibilité aux ESD ; des procédures de manipulation appropriées sont nécessaires.
• 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 soudure :Le composant peut supporter un soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes ou un soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes.

2.3 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres définissent la sortie lumineuse et le comportement électrique sous un courant de test standard de 5mA.

• Intensité lumineuse (I_vV) :S'étend d'un minimum de 11,5 mcd à un maximum de 28,5 mcd. La valeur typique n'est pas spécifiée, indiquant que la performance est gérée via un système de tri.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). Cet angle de vision large le rend adapté aux applications nécessitant un éclairage large ou une visibilité sous plusieurs angles.
• Longueur d'onde de crête (λ_pP) :468 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_dD) :S'étend de 465 nm à 475 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, étroitement liée au point de couleur.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :35 nm (typique). Ceci définit l'étalement du spectre émis autour de la longueur d'onde de crête.
• Tension directe (V_FF) :S'étend de 2,7 V à 3,2 V à 5mA. Les concepteurs doivent tenir compte de cette plage de tension lors de la sélection des résistances de limitation de courant.

Note sur les tolérances :La fiche technique spécifie les tolérances de fabrication : Intensité lumineuse (±11%), Longueur d'onde dominante (±1nm), et Tension directe (±0,05V). Celles-ci sont essentielles pour comprendre la variance entre les unités individuelles.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour garantir la cohérence dans les applications, les LED sont triées (binning) en fonction de paramètres clés. Ce composant utilise un système de tri tridimensionnel.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre groupes (L1, L2, M1, M2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à I_FF=5mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité requis pour leur application, assurant un aspect uniforme dans les conceptions multi-LED.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La couleur (teinte) est contrôlée par un tri en deux groupes de longueur d'onde : X (465-470 nm) et Y (470-475 nm). Cela minimise la variation de couleur au sein d'un assemblage.

3.3 Tri par tension directe

Les LED sont triées en cinq groupes (29 à 33) en fonction de leur chute de tension directe à I_FF=5mA. Connaître le groupe V_FF peut aider à concevoir des circuits d'alimentation en courant plus cohérents, en particulier lorsque les LED sont connectées en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du composant dans des conditions variables. Celles-ci sont essentielles pour une conception de circuit robuste.

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant. Elle est non linéaire, et un fonctionnement au-dessus du courant recommandé conduit à des rendements décroissants et à une augmentation de la chaleur.
• Tension directe vs. Courant direct :Démontre la caractéristique IV de la diode. La tension augmente de manière logarithmique avec le courant.
• Courbe de déclassement du courant direct :Indique comment le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit lorsque la température ambiante dépasse 25°C pour éviter la surchauffe.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre que la sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente, une considération clé pour la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 468 nm avec une largeur de bande typique de 35 nm.
• Diagramme de rayonnement :Un tracé polaire illustrant la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 120 degrés.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La fiche technique fournit un dessin dimensionnel détaillé du boîtier de la LED. Les dimensions critiques incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que le placement et la taille des bornes soudables. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1mm.

5.2 Conception recommandée des pastilles de soudure

Une disposition suggérée des pastilles de soudure est fournie pour la conception du PCB. La fiche technique indique explicitement qu'elle est fournie à titre indicatif uniquement et doit être modifiée en fonction des procédés de fabrication individuels et des exigences thermiques. Une conception correcte des pastilles est cruciale pour une soudure fiable et une résistance mécanique.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Le respect de ces directives est essentiel pour maintenir la fiabilité et les performances du composant.

6.1 Compatibilité des procédés de soudure

La LED est compatible avec les procédés de soudure par refusion infrarouge et à phase vapeur. Un profil de température de soudure par refusion sans plomb détaillé est fourni, spécifiant le préchauffage, le temps au-dessus du liquidus (217°C), la température de pic (260°C max pendant 10 sec max) et les taux de refroidissement. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

6.2 Précautions pour la soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350°C, appliquée pendant pas plus de 3 secondes par borne. Un fer de faible puissance (<25W) est recommandé, avec un intervalle de plus de 2 secondes entre la soudure de chaque borne pour éviter un choc thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans des sacs résistants à l'humidité avec un dessiccant.

• Avant ouverture :Stockez à ≤30°C et ≤90% HR.
• Après ouverture :La "durée de vie hors sac" est de 1 an à ≤30°C et ≤60% HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées.
• Séchage (Baking) :Si l'indicateur de dessiccant change ou si le temps de stockage est dépassé, séchez à 60±5°C pendant 24 heures avant utilisation dans un processus de refusion.

6.4 Notes d'application critiques

• Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe estobligatoire. La caractéristique IV exponentielle de la LED signifie qu'un petit changement de tension provoque un grand changement de courant, ce qui peut entraîner une défaillance immédiate (grillage).
• Éviter les contraintes :N'appliquez pas de contrainte mécanique à la LED pendant le chauffage (soudure) ou en déformant le PCB par la suite.
• Réparation :La réparation après soudure est déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder à deux têtes doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes thermiques dommageables. L'impact sur les caractéristiques de la LED doit être évalué au préalable.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le composant est fourni en bande de 8mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, compatibles avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement standard. Chaque bobine contient 3000 pièces. Des dessins dimensionnels détaillés pour la bande porteuse et la bobine sont fournis.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes :

• P/N :Numéro de produit.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (code de tri).
• HUE :Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (code de tri).
• REF :Classe de tension directe (code de tri).
• LOT No :Numéro de lot de traçabilité.

8. Considérations pour la conception d'application

8.1 Conception du circuit

Utilisez toujours une résistance en série pour définir le courant direct. Calculez la valeur de la résistance en utilisant la tension directe maximale de la fiche technique (3,2V) et la tension d'alimentation cible pour garantir que le courant ne dépasse jamais 25mA dans les pires conditions. Tenez compte du tri par tension directe si vous concevez des réseaux en parallèle pour assurer le partage du courant.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (jusqu'à 95mW) génère de la chaleur. Utilisez la courbe de déclassement pour limiter le courant à haute température ambiante. Assurez-vous qu'une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques sont utilisés si vous fonctionnez à des courants élevés ou dans des environnements chauds pour maintenir la température de jonction dans les limites et préserver le flux lumineux et la durée de vie.

8.3 Intégration optique

L'angle de vision de 120 degrés fournit une émission large. Pour les applications nécessitant une lumière focalisée, des lentilles ou des réflecteurs externes seront nécessaires. La résine transparente comme de l'eau est adaptée à une utilisation avec des optiques secondaires.

9. Comparaison technique et positionnement

Comparée aux LED traversantes, ce type SMD offre les avantages évidents de la miniaturisation, de l'adaptabilité à l'assemblage automatisé et de meilleures performances à haute fréquence grâce à une inductance parasite plus faible. Dans le segment des LED SMD bleues, ses principaux points de différenciation sont sa combinaison spécifique de longueur d'onde 468nm, son large angle de vision de 120 degrés et le système de tri détaillé à trois paramètres qui permet une grande cohérence dans les applications exigeantes. La cote ESD de 2000V est standard ; les conceptions dans des environnements à risque ESD plus élevé peuvent nécessiter une protection externe supplémentaire.

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

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

R : La tension directe de la LED a un coefficient de température négatif et une tolérance de fabrication. Sans résistance, une légère augmentation de la tension d'alimentation ou une baisse de V_FF due au chauffage peut faire monter le courant de manière incontrôlable, entraînant un emballement thermique rapide et la destruction.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 3,3V sans résistance ?

R : Non. Même si 3,3V est dans la plage V_FF (2,7-3,2V), l'absence de limitation de courant rend le circuit extrêmement sensible aux variations. Le courant pourrait facilement dépasser le maximum de 25mA, endommageant la LED.

Q : Que signifient les codes de tri (L1, M2, X, Y, 30, 31) pour ma conception ?

R : Ils vous permettent de spécifier la luminosité, la couleur et la cohérence électrique dont vous avez besoin. Pour un affichage multi-LED, spécifier des groupes serrés (par ex., tous M1 pour l'intensité, tous X pour la longueur d'onde) assure un aspect uniforme. Connaître le groupe V_FF aide à prédire la consommation électrique.

Q : Combien de fois puis-je refondre ce composant ?

R : La fiche technique spécifie un maximum de deux cycles de soudure par refusion. Chaque cycle soumet le composant à une contrainte thermique, et dépasser cette limite peut compromettre les liaisons internes ou l'encapsulant.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état avec 20 LED bleues uniformes.

1. Spécification :Sélectionnez des groupes pour la cohérence. Choisissez toutes les LED du groupe d'intensité M1 (18,0-22,5 mcd) et du groupe de longueur d'onde X (465-470 nm) pour garantir une luminosité et une couleur correspondantes.
2. Conception du circuit :Utilisation d'une alimentation 5V et d'un courant cible de 20mA (en dessous du max de 25mA pour la marge). En utilisant le V_FF max de 3,2V, calculez R = (5V - 3,2V) / 0,020A = 90 Ohms. Utilisez la valeur standard suivante (91 Ohms). Recalculez le courant réel avec le V_FF min : I = (5V - 2,7V) / 91 = ~25,3mA (toujours à la limite, acceptable avec le tri). Une approche plus sûre est d'utiliser 100 Ohms.
3. Implantation PCB :Placez les pastilles de soudure recommandées. Incluez un petit dégagement thermique connecté à un plan de masse pour aider à dissiper la chaleur, car la puissance totale pour 20 LED pourrait atteindre ~1,3W.
4. Assemblage :Suivez le profil de refusion fourni. Conservez les bobines scellées dans un cabinet sec jusqu'à leur utilisation dans la machine de prélèvement et de placement.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'un dispositif photonique à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée à travers la jonction p-n InGaN, les électrons et les trous se recombinent. Dans ce système matériel, l'énergie libérée lors de la recombination est émise sous forme de photons (lumière) avec une longueur d'onde correspondant à l'énergie de bande interdite de l'alliage InGaN, qui est conçu pour produire de la lumière bleue centrée autour de 468 nm. La résine époxy transparente comme de l'eau protège la puce, agit comme une lentille pour façonner la sortie lumineuse et améliore l'extraction de la lumière du semi-conducteur.

13. Tendances technologiques

Les LED bleues InGaN représentent une technologie mature et fondamentale. Les tendances de l'industrie LED au sens large qui influencent des composants comme celui-ci incluent :

• Efficacité accrue :Le développement continu vise à améliorer l'efficacité quantique interne (plus de lumière générée par électron) et l'efficacité d'extraction de la lumière (plus de lumière s'échappant de la puce).
• Miniaturisation :La tendance vers des dispositifs plus petits (comme cette LED SMD) se poursuit, permettant des produits électroniques toujours plus compacts.
• Cohérence de couleur améliorée :Les procédés avancés de croissance épitaxiale et de tri conduisent à des distributions de longueur d'onde et d'intensité plus serrées, réduisant le besoin de tri sélectif dans certaines applications.
• Fiabilité renforcée :Les améliorations des matériaux de conditionnement et des technologies de collage de la puce visent à augmenter la durée de vie opérationnelle et la résistance aux contraintes thermiques et environnementales.

Ce composant s'inscrit dans ces tendances, offrant une solution fiable et standardisée pour les applications d'indication et de rétroéclairage bleu où une longueur d'onde spécifique et une taille de boîtier sont des exigences clés.