Fiche technique LED SMD 19-21 Rouge Profond - Dimensions 2.0x1.25x0.8mm - Tension 1.7-2.3V - Puissance 60mW - Document Technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED Rouge Profond compacte pour montage en surface au format boîtier 19-21. Conçue pour les processus d'assemblage automatisés modernes, ce composant offre des avantages significatifs en termes d'utilisation de l'espace sur carte et de miniaturisation. Son application principale est comme voyant lumineux ou source de rétroéclairage dans divers appareils électroniques, tirant parti de sa haute luminosité et de ses performances fiables dans un encombrement réduit.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED découlent de sa construction SMD (Dispositif à Montage en Surface). Comparé aux composants traditionnels à broches, elle permet :

• Réduction de la taille de la carte & Densité plus élevée :Le petit boîtier 19-21 permet un placement plus serré des composants, conduisant à des conceptions de PCB plus compactes.
• Compatibilité avec l'automatisation :Fournie sur bande de 8mm sur bobines de 7 pouces, elle est entièrement compatible avec les équipements de placement automatique à grande vitesse, rationalisant la fabrication.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme aux réglementations RoHS et REACH de l'UE, et répond aux normes sans halogène (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Soudage robuste :Il convient aux processus de soudage par refusion infrarouge et par phase vapeur.

1.2 Applications cibles

Cette LED convient à diverses applications nécessitant un voyant rouge fiable ou un rétroéclairage, notamment :

• Rétroéclairage pour tableaux de bord, interrupteurs et symboles.
• Voyants d'état et rétroéclairage dans les équipements de télécommunication (ex. téléphones, télécopieurs).
• Rétroéclairage général pour panneaux LCD.
• Utilisation comme voyant à usage général dans l'électronique grand public et industrielle.

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques qui définissent l'enveloppe de performance de la LED.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Tension inverse (V_R):5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture immédiate de la jonction.
• Courant direct continu (I_F):25mA. Le courant continu maximal pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête (I_FP):60mA (à un cycle de service de 1/10, 1kHz). Adapté au fonctionnement pulsé mais pas au courant continu.
• Dissipation de puissance (P_d):60mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à Ta=25°C, limitant la combinaison de tension directe et de courant.
• Sensibilité aux décharges électrostatiques (HBM) :2000V. Classe le dispositif comme modérément robuste contre les décharges électrostatiques, mais les précautions de manipulation standard contre les ESD sont toujours nécessaires.
• Plage de température :Fonctionnement de -40°C à +85°C ; stockage de -40°C à +90°C.
• Température de soudage :Résiste aux profils de refusion avec un pic de 260°C pendant 10 secondes ou au soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à Ta=25°C et I_F=20mA, ce sont les paramètres de performance typiques.

• Intensité lumineuse (I_v):S'étend de 36,0 mcd (min) à 90,0 mcd (max), avec une tolérance typique de ±11%. Ceci définit la luminosité perçue.
• Angle de vision (2θ_1/2):Approximativement 100 degrés (typique). Cet angle large offre une bonne visibilité hors axe.
• Longueur d'onde de pic (λ_p):650 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la sortie spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):Entre 636,0 nm et 646,0 nm. Ceci définit la couleur perçue (rouge profond).
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Approximativement 20 nm (typique). Indique la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (V_F):Entre 1,70 V et 2,30 V à 20mA, avec une tolérance typique de ±0,05V. Ceci est critique pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R):Maximum 10 μA à V_R=5V. Le dispositif n'est pas destiné à fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de tri

Le produit est trié en catégories de performance pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Le numéro de pièce 19-21/R8C-FN2Q1/3T intègre ces codes de tri.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Trié à I_F=20mA. Le code "Q1" dans le numéro de pièce correspond au niveau de luminosité le plus élevé.

• N2 :36,0 – 45,0 mcd
• P1 :45,0 – 57,0 mcd
• P2 :57,0 – 72,0 mcd
• Q1 :72,0 – 90,0 mcd

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Trié à I_F=20mA. Le code "FN2" est probablement lié à ce tri chromatique.

• FF4 :636,0 – 641,0 nm
• FF5 :641,0 – 646,0 nm

3.3 Tri par tension directe

Trié à I_F=20mA. Le code "19-21" dans le numéro de pièce indique la plage de tri de tension.

• 19 :1,70 – 1,80 V
• 20 :1,80 – 1,90 V
• 21 :1,90 – 2,00 V
• 22 :2,00 – 2,10 V
• 23 :2,10 – 2,20 V
• 24 :2,20 – 2,30 V

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes typiques pour un tel dispositif incluraient :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre comment la luminosité augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de l'échauffement.
• Tension directe en fonction du courant direct :Démontre la caractéristique exponentielle I-V de la diode.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Montre la diminution du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente, une considération clé pour la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 650nm avec une largeur de bande d'environ 20nm.

Les concepteurs doivent consulter ces courbes pour comprendre la performance dans des conditions non standard (courants, températures différents).

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier SMD 19-21 a des dimensions nominales de 2,0mm (longueur) x 1,25mm (largeur) x 0,8mm (hauteur). Une marque de cathode est clairement indiquée sur le boîtier pour une orientation correcte. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1mm. Le dessin dimensionnel exact est essentiel pour la conception du masque de pastilles du PCB.

5.2 Identification de la polarité

La polarité correcte est cruciale. Le boîtier présente une marque de cathode distincte. Une insertion incorrecte empêchera la LED de s'allumer car elle sera polarisée en inverse.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La LED est conçue pour le soudage par refusion sans plomb. Le profil recommandé comprend :

• 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 pas plus de 10 secondes.
• Taux de chauffage/refroidissement :Maximum 6°C/sec en chauffage et 3°C/sec en refroidissement au-dessus de 255°C.

Critique :La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois pour éviter les dommages dus à la contrainte thermique.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Utilisez un fer à souder avec une température de pointe <350°C.
• Limitez le temps de contact à 3 secondes par borne.Utilisez un fer d'une puissance ≤25W.
• Laissez un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne.
• Évitez d'appliquer une contrainte mécanique au composant pendant le soudage.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont emballés dans des sacs barrières résistants à l'humidité avec dessiccant.

• Avant utilisation :N'ouvrez pas le sac avant d'être prêt pour l'assemblage.
• Après ouverture :Utilisez dans les 168 heures (7 jours) si stocké à ≤30°C et ≤60% HR.
• Limite d'exposition :Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessiccant indique la saturation, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications d'emballage

Les LED sont fournies au format bande et bobine adapté à l'assemblage automatisé.

• Largeur de la bande porteuse : 8mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Quantité par bobine :3000 pièces.
• Sac anti-humidité :Inclut du dessiccant et une étiquette indicateur d'humidité.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et la vérification :

• Numéro de pièce client (CPN)
• Numéro de produit (P/N)
• Quantité d'emballage (QTY)
• Rang d'intensité lumineuse (CAT)
• Rang de chromaticité/longueur d'onde dominante (HUE)
• Rang de tension directe (REF)
• Numéro de lot (LOT No.)

8. Considérations de conception pour l'application

8.1 La limitation de courant est obligatoire

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant.Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série.La tension directe a un coefficient de température négatif ; une légère augmentation de la tension peut provoquer une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice, si elle n'est pas correctement limitée. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (jusqu'à 60mW) génère de la chaleur. Pour un fonctionnement continu à des courants élevés ou dans des températures ambiantes élevées, assurez-vous qu'une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sont utilisés pour évacuer la chaleur des pastilles de soudure de la LED, maintenant une température de jonction plus basse pour une durée de vie optimale et une stabilité du flux lumineux.

8.3 Restrictions d'application

Ce produit est conçu pour des applications commerciales et industrielles générales. Il peut ne pas convenir à des applications de haute fiabilité sans qualification préalable. Ces applications incluent, sans s'y limiter, les systèmes de sécurité automobile, les applications militaires/aérospatiales et les équipements médicaux critiques. Le dispositif ne doit pas être utilisé en dehors des spécifications décrites dans cette fiche technique.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale de cette LED Rouge Profond 19-21 réside dans sa combinaison spécifique d'attributs :

• Comparaison avec les LED SMD plus grandes (ex. 3528) :Offre un encombrement significativement plus petit pour les conceptions à espace limité, bien qu'avec souvent un flux lumineux total inférieur.
• Comparaison avec les LED rouges standard (ex. 630nm) :L'émission rouge profond à 650nm fournit un point de couleur distinct, qui peut être requis pour des raisons esthétiques ou fonctionnelles spécifiques (ex. certaines applications de capteurs, exigences de couleur de rétroéclairage spécifiques).
• Comparaison avec les LED non triées :Le système de tri complet (intensité, longueur d'onde, tension) assure une uniformité de couleur et de luminosité beaucoup plus stricte au sein d'une série de production, ce qui est critique pour les applications utilisant plusieurs LED où l'uniformité est importante.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Pourquoi ma LED nécessite-t-elle une résistance en série ?

La caractéristique I-V d'une LED est très raide. Sans résistance pour limiter le courant, toute petite variation de la tension d'alimentation ou de la chute de tension directe (qui change avec la température) provoquera un grand changement de courant, dépassant probablement la valeur maximale absolue et détruisant la LED. La résistance fournit un courant stable et prévisible.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une tension supérieure à sa V_F?

Oui, maisseulement si vous utilisez une résistance en série(ou un pilote à courant constant) pour absorber l'excès de tension et régler le courant correct. Appliquer une source de tension directement égale à V_Fest impraticable en raison des variations d'un composant à l'autre et des variations de température.

10.3 Que se passe-t-il si je la soude à l'envers ?

La LED ne s'allumera pas, car elle sera polarisée en inverse. Tant que la tension inverse ne dépasse pas la valeur maximale de 5V, aucun dommage immédiat ne devrait survenir d'une insertion incorrecte brève. Cependant, elle ne fonctionnera pas.

10.4 Pourquoi y a-t-il une limite de 7 jours après ouverture du sac anti-humidité ?

L'emballage plastique des composants SMD peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se dilater rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn" qui fissure la puce ou le boîtier de la LED. La durée de vie de 7 jours suppose des conditions de stockage appropriées ; la dépasser nécessite un séchage pour éliminer l'humidité.

11. Exemple pratique de conception et d'utilisation

Scénario :Conception d'un panneau de voyants avec 10 LED rouges profondes uniformes alimentées par une ligne logique numérique de 5V.

1. Sélection du courant :Choisissez un courant de commande. Pour une bonne luminosité et longévité, 20mA est spécifié. Utiliser 15mA augmenterait la durée de vie et réduirait la chaleur.
2. Calcul de la résistance :Supposons le pire cas V_F= 2,3V (Max de la fiche technique). Pour I_F=20mA à 5V : R = (5V - 2,3V) / 0,02A = 135 Ω. La valeur standard la plus proche est 130 Ω ou 150 Ω. Utiliser 150 Ω donne I_F≈ (5-2,3)/150 = 18mA, ce qui est sûr et conforme aux spécifications.
3. Puissance dans la résistance :P = I²R = (0,018)²* 150 = 0,0486W. Une résistance standard de 1/8W (0,125W) est suffisante.
4. Conception du PCB :Placez la résistance de 150Ω en série avec l'anode de chaque LED. Suivez les dimensions du boîtier pour la disposition des pastilles. Assurez-vous que la marque de cathode sur la sérigraphie du PCB correspond au marquage de la LED. Pour la performance thermique, connectez les pastilles de la LED à une petite zone de cuivre.
5. Assemblage :Gardez les bobines scellées jusqu'à ce que la ligne de production soit prête. Suivez précisément le profil de refusion. Après l'assemblage, évitez de plier le PCB près des LED.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction de la diode (V_F) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans ce système de matériau spécifique, l'énergie libérée lors de la recombinaison correspond à un photon dans la partie rouge profond du spectre visible (environ 650nm). Le boîtier en résine époxy est incolore pour maximiser l'extraction de la lumière et sert également à protéger la puce semi-conductrice de l'environnement.

13. Tendances technologiques

Le boîtier 19-21 représente une tendance continue en optoélectronique vers la miniaturisation et l'intégration. Bien que ce ne soit pas le plus petit boîtier disponible aujourd'hui, il offre un équilibre entre taille, fabricabilité et performance. Les tendances de l'industrie pour les LED de type voyant continuent de se concentrer sur :

• Efficacité accrue :Atteindre une intensité lumineuse (mcd) plus élevée à des courants de commande plus faibles pour réduire la consommation électrique du système.
• Fiabilité améliorée :Amélioration des matériaux et de l'emballage pour résister à des températures de refusion plus élevées et à des conditions environnementales plus sévères.
• Tri plus serré :Fournir un tri plus précis sur la couleur et l'intensité pour répondre aux exigences des applications nécessitant une haute uniformité, comme les affichages couleur complets ou les réseaux de rétroéclairage.
• Conformité élargie :Le respect des réglementations environnementales et de sécurité mondiales en évolution (RoHS, REACH, sans halogène) est désormais une exigence standard.