Fiche technique SMD LED 18-225/B6R6C-C01/3T - Dimensions 1,6x0,8x0,7mm - Tension 2,0-3,3V - Puissance 60-150mW - Bleue & Rouge - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La série 18-225 représente une solution de LED à montage en surface compacte, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une miniaturisation et une haute fiabilité. Cette série est proposée en deux variantes de couleur distinctes : une LED bleue basée sur la technologie de puce InGaN et une LED rouge vif basée sur la technologie de puce AlGaInP. La philosophie de conception principale vise à permettre des empreintes sur circuit imprimé (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée, et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus compacts et légers.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Le dispositif intègre plusieurs caractéristiques clés qui améliorent son utilisabilité et ses performances dans les environnements de fabrication automatisée. Il est fourni sur bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatiques standard de type pick-and-place. Le composant est qualifié pour les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR) et à phase vapeur, prévalents dans la production électronique en grande série. Il est construit en type monochrome, est sans plomb (Pb-free) et est conforme aux principales réglementations environnementales, notamment la directive UE RoHS, le règlement REACH et les exigences sans halogène (avec Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm et leur somme <1500 ppm). La taille intrinsèquement petite et la nature légère de ce boîtier SMD en font un choix idéal pour les applications où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

1.2 Applications cibles

La polyvalence de la série de LED 18-225 permet son déploiement dans un large spectre d'applications. Les utilisations courantes incluent le rétroéclairage des tableaux de bord d'instrumentation et des claviers à membrane. Dans les équipements de télécommunications, elle sert efficacement d'indicateurs d'état et de rétroéclairage de clavier dans des appareils tels que les téléphones et les télécopieurs. Elle convient également pour fournir un rétroéclairage plat et uniforme pour les affichages à cristaux liquides (LCD), les légendes d'interrupteurs et les symboles. Enfin, ses caractéristiques de type usage général en font un choix fiable pour une grande variété d'autres tâches d'indication et d'éclairage dans l'électronique grand public, industrielle et automobile.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. La tension inverse maximale (V_R) est de 5V pour les deux variantes de couleur. Le courant direct continu (I_F) nominal est de 25 mA pour les LED B6 (bleue) et R6 (rouge). Pour un fonctionnement en impulsions, le courant direct de crête (I_FP) à un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1 kHz est de 100 mA pour la B6 et de 60 mA pour la R6. La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 150 mW pour la B6 et de 60 mW pour la R6. La tension de tenue aux décharges électrostatiques (ESD), selon le modèle du corps humain (HBM), est de 150V pour la B6 et significativement plus élevée à 2000V pour la R6. La plage de température de fonctionnement (T_opr) est de -40°C à +85°C, tandis que la plage de température de stockage (T_stg) est légèrement plus large, de -40°C à +90°C. Le dispositif peut supporter des températures de soudure de 260°C pendant 10 secondes lors du refusion ou 350°C pendant 3 secondes lors d'un soudage manuel.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Tous les paramètres sont spécifiés à une température ambiante (T_a) de 25°C et un courant direct (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire. L'intensité lumineuse typique (I_v) pour les B6 et R6 est de 28,5 mcd, avec un minimum de 18,0 mcd. L'angle de vision (2θ_1/2) est typiquement de 120 degrés. Pour la LED B6 (bleue), la longueur d'onde de pic (λ_p) est de 468 nm et la longueur d'onde dominante (λ_d) est de 470 nm, avec une largeur de bande spectrale (Δλ) de 35 nm. Pour la LED R6 (rouge), la longueur d'onde de pic est de 632 nm, la longueur d'onde dominante est de 624 nm et la largeur de bande spectrale est de 20 nm. La tension directe (V_F) varie de 2,7V à 3,7V (typique 3,3V) pour la B6, et de 1,7V à 2,4V (typique 2,0V) pour la R6. Le courant inverse maximal (I_R) à V_R=5V est de 50 μA pour la B6 et de 10 μA pour la R6. Les notes importantes incluent une tolérance d'intensité lumineuse de ±11%, une tolérance de longueur d'onde dominante de ±1 nm et une tolérance de tension directe de ±0,10V. Le test de tension inverse est uniquement à des fins de caractérisation ; le dispositif ne doit pas être utilisé en polarisation inverse.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit un ensemble complet de courbes caractéristiques pour les deux types de LED, essentielles pour la conception de circuit et la gestion thermique.

3.1 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

Les courbes I-V illustrent la relation entre le courant traversant la LED et la chute de tension à ses bornes. Ces courbes sont non linéaires, typiques du comportement d'une diode. Pour la LED bleue B6, la tension augmente brusquement après avoir dépassé environ 2,7V. Pour la LED rouge R6, ce seuil de conduction se produit autour de 1,7V. Les concepteurs utilisent ces courbes pour sélectionner des résistances de limitation de courant appropriées afin d'assurer un fonctionnement stable au courant de commande souhaité.

3.2 Intensité lumineuse en fonction du courant direct

Ces graphiques montrent comment la puissance lumineuse augmente avec le courant de commande. La relation est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais va saturer à des courants très élevés. Ces données sont cruciales pour déterminer le courant de commande requis pour atteindre un niveau de luminosité spécifique.

3.3 Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante

Ces courbes démontrent la dépendance thermique de la puissance lumineuse. L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction de la LED augmente. Comprendre cette déclassement est vital pour les applications fonctionnant sur une large plage de température ou dans des environnements à température ambiante élevée, garantissant ainsi des performances de luminosité constantes.

3.4 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique spécifie le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour éviter la surchauffe et assurer une fiabilité à long terme, le courant de commande doit être réduit lors d'un fonctionnement à des températures élevées. La courbe fournit les directives nécessaires pour ce déclassement thermique.

3.5 Distribution spectrale

Les tracés spectraux affichent la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde. La LED bleue B6 montre un pic principal autour de 468 nm. La LED rouge R6 montre un pic principal autour de 632 nm. La largeur de ces pics, indiquée par le paramètre de largeur de bande spectrale, affecte la pureté de couleur de la lumière émise.

3.6 Diagramme de rayonnement

Les diagrammes de rayonnement polaires décrivent la distribution spatiale de l'intensité lumineuse. L'angle de vision typique de 120 degrés est confirmé par ces diagrammes, qui montrent la largeur angulaire à laquelle l'intensité lumineuse tombe à la moitié de sa valeur de crête (sur l'axe). Cette information est clé pour la conception optique, déterminant comment la lumière sera perçue ou collectée.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED 18-225 présente un boîtier à montage en surface compact. Les dimensions clés incluent une longueur de corps de 1,6 mm, une largeur de 0,8 mm et une hauteur de 0,7 mm (avec une tolérance de ±0,1 mm). Le composant a un profil bas, avec une épaisseur typique de 0,5 mm. La fiche technique fournit des vues détaillées de dessus, de côté et de dessous avec toutes les mesures critiques clairement indiquées. La polarité est indiquée par une marque de cathode sur le boîtier.

4.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure

Un motif de pastilles (empreinte) suggéré pour la conception de PCB est fourni. Les dimensions des pastilles sont données à titre indicatif : typiquement 0,8 mm par 0,8 mm pour les pastilles d'anode et de cathode, avec un espace de 0,4 mm entre elles. La documentation indique explicitement qu'il s'agit d'une configuration suggérée et qu'elle doit être modifiée en fonction des procédés de fabrication individuels, du matériau du PCB et des exigences thermiques. Le respect de ces directives favorise la formation de joints de soudure fiables et une dissipation thermique correcte pendant le refusion.

5. Directives de soudage et d'assemblage

5.1 Profil de soudage par refusion

Pour le soudage sans plomb, un profil de température spécifique est recommandé. La zone de préchauffage doit passer de l'ambiante à 150-200°C sur 60-120 secondes. Le temps au-dessus de la température de liquidus de la soudure (217°C) doit être maintenu pendant 60-150 secondes. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps à moins de 5°C de ce pic doit être limité à un maximum de 10 secondes. La vitesse de montée maximale vers le pic est de 6°C par seconde, et la vitesse de refroidissement maximale depuis le pic est de 3°C par seconde. Il est critique que le soudage par refusion ne soit pas effectué plus de deux fois sur le même dispositif pour éviter les dommages thermiques à la puce interne et aux fils de connexion.

5.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant pour éviter l'absorption de l'humidité ambiante. Le sac non ouvert doit être stocké à 30°C ou moins et à 90% d'humidité relative (HR) ou moins. Une fois le sac ouvert, les composants ont une "durée de vie au sol" de 1 an lorsqu'ils sont stockés à 30°C/60%HR ou moins. Tout dispositif non utilisé doit être rescellé dans un emballage étanche à l'humidité. Si l'indicateur de dessicant montre une saturation ou si le temps de stockage est dépassé, un traitement de séchage à 60 ±5°C pendant 24 heures est requis avant que les composants puissent être soumis au soudage par refusion pour éviter l'effet "pop-corn" ou le délaminage.

5.3 Précautions d'utilisation critiques

Protection contre les surintensités :Les LED sont des dispositifs commandés en courant. Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire en série avec la LED. Même une petite augmentation de la tension directe peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant si elle n'est pas correctement limitée. La conception du circuit doit tenir compte de la tolérance de tension de l'alimentation et de la variation de tension directe de la LED.

Manipulation :Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant la manipulation et l'assemblage, en particulier pour la variante B6 qui a une tenue ESD plus faible.

6. Informations sur le conditionnement et la commande

6.1 Spécifications de la bobine et de la bande

Les composants sont livrés dans une bande porteuse gaufrée d'une largeur de 8 mm, enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Des dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande porteuse, la bande de couverture et le moyeu de la bobine sont fournies pour assurer la compatibilité avec les équipements d'alimentation automatique.

6.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs identifiants clés : le numéro de produit du client (CPN), le numéro de produit du fabricant (P/N), la quantité d'emballage (QTY) et le numéro de lot (LOT No.). Elle inclut également des informations de tri (binning) pour des paramètres critiques : le rang d'intensité lumineuse (CAT), les coordonnées de chromaticité & le rang de longueur d'onde dominante (HUE), et le rang de tension directe (REF). Ce tri permet la sélection de LED avec des caractéristiques étroitement groupées pour les applications nécessitant une cohérence de couleur ou de luminosité.

7. Considérations de conception d'application

7.1 Conception de circuit

La tâche de conception fondamentale est de calculer la valeur de la résistance série (R_s). La formule est R_s = (V_alim - V_F) / I_F, où V_F est la tension directe de la LED au courant souhaité I_F. La puissance nominale de la résistance doit être suffisante : P_resistance = (I_F)^2 * R_s. Les concepteurs doivent utiliser la V_F maximale de la fiche technique pour s'assurer que le courant ne dépasse pas la valeur maximale même dans les pires conditions. Par exemple, pour piloter la LED rouge R6 à 20 mA depuis une alimentation 5V : En utilisant V_F max=2,4V, R_s = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohms. La valeur standard la plus proche (par exemple, 130 ou 120 Ohms) serait sélectionnée, et sa puissance nominale vérifiée.

7.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, une gestion thermique efficace reste importante pour la longévité et la stabilité de la sortie. La puissance dissipée dans la LED est P_LED = V_F * I_F. Cette chaleur doit être évacuée à travers les pastilles de soudure et vers le cuivre du PCB. Utiliser les tailles de pastilles recommandées ou plus grandes, et les connecter à des zones de cuivre (dégagements thermiques) peut améliorer significativement la dissipation thermique, en particulier lors d'un fonctionnement à des courants plus élevés ou dans des environnements chauds.

7.3 Intégration optique

Le large angle de vision de 120 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et diffus. Pour une lumière plus directionnelle, des optiques secondaires telles que des lentilles ou des guides de lumière peuvent être employées. Les dimensions du boîtier et les données du diagramme de rayonnement sont essentielles pour concevoir ces éléments optiques.

8. Comparaison technique et guide de sélection

La série 18-225 propose deux technologies distinctes dans une même empreinte de boîtier. La LED bleue B6 (InGaN) fournit une longueur d'onde plus courte, une tension directe plus élevée et une capacité de dissipation de puissance plus élevée mais a une tolérance ESD plus faible. La LED rouge vif R6 (AlGaInP) offre une longueur d'onde plus longue, une tension directe plus basse et une robustesse ESD supérieure mais a une dissipation de puissance maximale plus faible. Le choix entre elles est principalement dicté par la couleur requise. Pour les applications où les deux couleurs pourraient être utilisées sur la même carte, les tensions directes différentes nécessitent des calculs de résistance de limitation de courant séparés pour chaque canal de couleur afin d'obtenir un courant uniforme et donc une luminosité contrôlée.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche GPIO d'un microcontrôleur ?

R : Généralement, non. La plupart des broches de microcontrôleur ne peuvent pas fournir ou absorber le courant de fonctionnement typique de 20-25 mA de ces LED. Une résistance de limitation de courant externe et souvent un transistor pilote sont requis.

Q : Pourquoi la tenue ESD est-elle différente pour les versions bleue et rouge ?

R : La différence provient des propriétés matérielles intrinsèques des puces semi-conductrices InGaN (bleue) et AlGaInP (rouge). Les structures AlGaInP sont typiquement plus robustes contre les décharges électrostatiques.

Q : Que signifie la couleur de résine "water clear" (transparente comme l'eau) ?

R : Cela indique que la lentille d'encapsulation de la LED est transparente, non diffusante ou teintée. Cela permet à la vraie couleur de la puce (bleue ou rouge) d'être émise, résultant souvent en une luminosité perçue plus élevée et une couleur plus saturée par rapport à un boîtier diffusant.

Q : Comment interpréter les codes de tri (CAT, HUE, REF) sur l'étiquette ?

R : Ces codes correspondent respectivement à des plages spécifiques d'intensité lumineuse, de longueur d'onde dominante/chromaticité et de tension directe. Ils permettent aux fabricants de regrouper les LED avec des performances similaires. Pour les applications critiques, consultez le document de tri détaillé du fabricant pour sélectionner le code approprié à vos besoins.