Fiche technique LED SMD Orange AlInGaP 0603 - Dimensions 1.6x0.8x0.6mm - Tension 1.8-2.4V - Puissance 72mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) compacte et haute performance. Le composant est conçu selon l'empreinte standard du boîtier 0603, le rendant adapté aux processus d'assemblage automatisé et aux applications à espace limité. La LED émet une lumière dans le spectre orange grâce à un matériau semi-conducteur à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP), réputé pour son efficacité et sa pureté chromatique.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Conditionnée sur bande de 8mm pour compatibilité avec les bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant les opérations automatisées de pick-and-place.
• Boîtier conforme au standard EIA (Electronic Industries Alliance).
• Entrée/sortie compatible avec les niveaux logiques des circuits intégrés (CI).
• Conçu pour être compatible avec les équipements de placement automatique.
• Adapté aux processus de soudage par refusion infrarouge (IR).
• Préconditionné au niveau de sensibilité à l'humidité 3 (MSL 3) selon JEDEC, indiquant une durée de vie hors sac de 168 heures à <30°C/60% HR après ouverture de l'emballage.

1.2 Applications

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans un large éventail d'équipements électroniques nécessitant un indicateur compact et fiable. Les domaines d'application typiques incluent :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état sur routeurs, modems et combinés.
• Automatisation de bureau :Éclairage de panneaux sur imprimantes, scanners et périphériques multifonctions.
• Appareils électroménagers :Témoins de mise sous tension/état de fonctionnement.
• Équipements industriels :Indicateurs d'état et de défaut des machines.
• Usage général :Indication d'état et de signal.
• Éclairage de symboles :Rétroéclairage pour icônes et symboles sur les panneaux avant.
• Rétroéclairage de panneau avant :Éclairage pour boutons et affichages.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le composant peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_F(peak)) :80 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, généralement spécifié en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le composant est conçu pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. Le composant peut être stocké dans cette plage sans dégradation lorsqu'il n'est pas alimenté.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Le tableau suivant liste les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 20mA, sauf indication contraire. Ce sont les valeurs attendues en conditions normales de fonctionnement.

Définitions des paramètres clés :

• Intensité lumineuse (I_V) :Mesure de la puissance perçue de la lumière émise dans une direction spécifique, exprimée en millicandelas (mcd). Elle est mesurée avec un filtre qui imite la réponse spectrale de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ_1/2) :L'angle total (ex. 110°) auquel l'intensité lumineuse est la moitié de sa valeur à 0° (sur l'axe). Un angle plus large fournit une lumière plus diffuse.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale (ex. 611 nm).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :La longueur d'onde unique qui définit la couleur perçue de la lumière, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. C'est le paramètre clé pour la spécification de la couleur.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :La largeur du spectre d'émission à la moitié de son intensité maximale, indiquant la pureté de la couleur (ex. 17 nm). Une valeur plus petite indique une lumière plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'un courant direct spécifié circule (ex. 1.8V à 2.4V à 20mA).
• Courant inverse (I_R) :Le faible courant de fuite qui circule lorsqu'une tension inverse (ex. 5V) est appliquée. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées en différents groupes de performance ou "bacs" en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de couleur, de luminosité et de tension.

3.1 Classement par tension directe (V_F)

Les LED sont catégorisées par leur tension directe à 20mA. Ceci est crucial pour concevoir les circuits de limitation de courant et garantir une luminosité uniforme dans les réseaux multi-LED.

3.2 Classement par intensité lumineuse (I_V)

Les LED sont triées en fonction de leur intensité lumineuse minimale. Ce classement garantit un niveau de luminosité minimale prévisible pour le composant sélectionné.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante (λ_d)

C'est le classement principal par couleur. Les LED sont regroupées par leur longueur d'onde dominante pour garantir une teinte orange cohérente dans une tolérance serrée de ±1 nm par bac.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique, les courbes de performance typiques pour ce type de LED fournissent des informations précieuses pour la conception :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation entre le courant direct et la tension directe. Elle est non linéaire, avec une tension de "genou" caractéristique (environ 1.8-2.4V pour ce composant) au-delà de laquelle le courant augmente rapidement avec de faibles augmentations de tension. Cela nécessite l'utilisation d'une résistance de limitation de courant ou d'un pilote à courant constant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Montre généralement que la sortie lumineuse augmente approximativement de manière linéaire avec le courant jusqu'à un certain point, après quoi l'efficacité peut diminuer en raison de l'échauffement ou d'autres effets.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre que la sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. C'est une considération critique pour les applications en environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de la puissance optique relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic autour de 611 nm avec une largeur caractéristique (demi-largeur de 17 nm).

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est conforme à la taille standard du boîtier 0603 (métrique 1608) : environ 1.6mm de longueur, 0.8mm de largeur et 0.6mm de hauteur. Des dessins dimensionnels détaillés avec tolérances (±0.2mm sauf indication contraire) sont fournis pour la conception du motif de pastilles sur le PCB.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles

La cathode est généralement marquée sur le composant. Un motif de pastilles recommandé pour le PCB (layout des pads) pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure, un bon alignement du composant et un soulagement thermique pendant le soudage.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion infrarouge suggéré, conforme à la norme J-STD-020B pour les procédés sans plomb, est inclus. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes pour chauffer progressivement la carte et activer la flux.
• Température de crête :Maximum de 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Typiquement 60-90 secondes, bien que le temps spécifique dépende du profil.
• Temps total de soudage :Maximum de 10 secondes à la température de crête, avec un maximum de deux cycles de refusion autorisés.

Note :Le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four. Le profil fourni sert de cible générique basée sur les normes JEDEC.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder dont la température ne dépasse pas 300°C. Le temps de contact doit être limité à un maximum de 3 secondes, et cette opération ne doit être effectuée qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques à la puce LED et au boîtier.

6.3 Nettoyage

Utilisez uniquement les agents de nettoyage spécifiés. Immerger la LED dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute est acceptable si un nettoyage est requis. Évitez les produits chimiques non spécifiés qui pourraient endommager la lentille en époxy ou le boîtier.

6.4 Conditions de stockage

• Emballage scellé :Stocker à ≤30°C et ≤70% d'Humidité Relative (HR). Le produit a une durée de conservation recommandée d'un an à partir du code date lorsqu'il est stocké dans son sac barrière à l'humidité d'origine avec dessiccant.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés du sac scellé, l'ambiance de stockage ne doit pas dépasser 30°C et 60% HR. Il est fortement recommandé de terminer le processus de refusion IR dans les 168 heures (1 semaine) suivant l'exposition.
• Stockage prolongé (ouvert) :Pour un stockage au-delà de 168 heures, placez les composants dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Les composants stockés hors du sac d'origine pendant plus de 168 heures doivent être "baked" (séchés) à environ 60°C pendant au moins 48 heures avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "popcorning" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée avec une bande de couverture protectrice.

• Taille de la bobine :Diamètre standard de 7 pouces (178mm).
• Quantité par bobine :4000 pièces.
• Quantité minimale de commande (MOQ) :500 pièces pour les quantités restantes.
• Dimensions de la bande :Bande de pas 8mm. Des dimensions détaillées pour l'alvéole, la bande et la bobine sont fournies, conformes aux spécifications ANSI/EIA-481.
• Qualité :Les alvéoles vides de composants sont scellées. Le nombre maximum de composants manquants consécutifs (skips) sur une bobine est de deux.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La méthode d'alimentation la plus courante est une résistance de limitation de courant en série. La valeur de la résistance (R_s) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique (ou du bac spécifique) pour garantir que le courant ne dépasse pas le I_Fdésiré (ex. 20mA) dans les pires conditions. Pour les applications nécessitant une luminosité constante ou un fonctionnement sur une large plage de tension, un pilote à courant constant est recommandé.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Bien que petite, la LED génère de la chaleur. Assurez une surface de cuivre adéquate sur le PCB ou des vias thermiques, surtout lors d'un fonctionnement proche du courant maximum ou à haute température ambiante, pour maintenir les performances et la longévité.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux ESD. Manipulez-les avec les précautions ESD appropriées pendant l'assemblage et l'intégration.
• Conception optique :Le large angle de vision de 110 degrés fournit une lumière diffuse. Pour une lumière focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

La longueur d'onde de crête (λ_p)est la longueur d'onde physique où la puissance optique émise est la plus élevée.La longueur d'onde dominante (λ_d)est la longueur d'onde perceptuelle qui définit la couleur telle que vue par l'œil humain, calculée à partir du diagramme CIE. Pour les LED monochromatiques comme cette LED orange, elles sont souvent proches, mais λ_dest la norme pour la spécification de la couleur et le classement.

9.2 Puis-je alimenter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

No.La tension directe d'une LED a un coefficient de température négatif et varie d'un composant à l'autre. La connecter directement à une source de tension, même légèrement supérieure à sa V_F, provoquera un courant excessif, entraînant une surchauffe rapide et une défaillance. Une résistance en série ou un circuit à courant constant est obligatoire.

9.3 Pourquoi y a-t-il une limite de temps de stockage après ouverture du sac ?

Les boîtiers SMD peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier (effet "popcorning"). La limite de 168 heures et la procédure de "baking" sont des précautions contre ce mode de défaillance.

9.4 Comment interpréter les codes de bacs lors de la commande ?

Spécifiez le numéro de pièce ainsi que les codes de bacs souhaités pour V_F, I_V, et λ_d(ex. : demander les bacs D3, S1, R) pour vous assurer de recevoir des LED avec la plage de tension directe, la luminosité minimale et la longueur d'onde de couleur spécifiques requises pour votre application, garantissant ainsi l'uniformité sur toute votre série de production.

10. Principes techniques et tendances

10.1 Principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une structure semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous sont injectés dans la région active à partir des matériaux de type n et p, respectivement. Ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, l'orange (~611 nm).

10.2 Tendances de l'industrie

Le marché des LED SMD miniatures continue d'évoluer. Les tendances clés incluent :

• Efficacité accrue :Les améliorations continues des matériaux et de la croissance épitaxiale permettent une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique).
• Miniaturisation :Les boîtiers plus petits que le 0603 (ex. 0402, 0201) deviennent plus courants pour les appareils ultra-compacts.
• Fiabilité améliorée :Les matériaux et processus de conditionnement améliorés conduisent à des durées de vie opérationnelles plus longues et à de meilleures performances dans des conditions environnementales difficiles.
• Classement plus serré :La demande de couleur et de luminosité constantes dans des applications comme les affichages et la signalétique nécessite des tolérances de classement plus étroites.
• Intégration :Les LED sont de plus en plus intégrées avec des CI de contrôle ou conditionnées en réseaux multi-puces pour des solutions d'éclairage intelligent.