Fiche technique LED SMD 19-217 - Orange Rougeâtre - Angle de vision de 120° - Courant direct de 5mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-217 est une LED à montage en surface (SMD) conçue pour les assemblages électroniques modernes et compacts. Elle utilise une puce AlGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium) pour produire une lumière orange rougeâtre. Son principal avantage réside dans son encombrement significativement réduit par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant une densité de composants plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), des besoins de stockage réduits, et contribuant ainsi à la miniaturisation des équipements finaux. Le composant est léger, le rendant adapté aux applications où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

1.1 Avantages principaux

• Miniaturisation :Le boîtier SMD permet des conceptions de carte plus petites.
• Compatibilité avec l'automatisation :Fourni sur bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces, il est entièrement compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement à grande vitesse.
• Compatibilité des procédés :Adapté aux procédés de soudage par refusion infrarouge et à la vapeur.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme aux normes RoHS, REACH de l'UE et sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans divers rôles d'éclairage et d'indication, notamment :

• Rétroéclairage pour les tableaux de bord, interrupteurs et symboles.
• Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les appareils de télécommunication comme les téléphones et télécopieurs.
• Voyants indicateurs à usage général.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Tension inverse (V_R) :5 V
• Courant direct continu (I_F) :25 mA
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA (à un cycle de service de 1/10, 1 kHz)
• Dissipation de puissance (P_d) :60 mW
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :2000 V
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C
• Température de soudage (T_sol) :Refusion : 260°C max pendant 10 sec ; Manuel : 350°C max pendant 3 sec.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à une température ambiante (T_a) de 25°C et un courant de test standard (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_v) :14,5 mcd (Min), 36,0 mcd (Max). Une tolérance de ±11 % s'applique.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (Typique). Ce large angle assure une bonne visibilité sous différents angles.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :621 nm (Typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :605,5 nm (Min), 625,5 nm (Max). Une tolérance de ±1 nm s'applique. Ce paramètre définit la couleur perçue.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :18 nm (Typique). Cela indique la pureté spectrale de la lumière émise.
• Tension directe (V_F) :1,7 V (Min), 2,2 V (Max) à I_F=5mA. Une tolérance de ±0,05V s'applique. Ceci est crucial pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (Max) à V_R=5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Classé à I_F= 5 mA.

• L2 :14,5 – 18,0 mcd
• M1 :18,0 – 22,5 mcd
• M2 :22,5 – 28,5 mcd
• N1 :28,5 – 36,0 mcd

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Classé à I_F= 5 mA. Ceci est directement corrélé à la teinte d'orange rougeâtre.

• E1 :605,5 – 609,5 nm
• E2 :609,5 – 613,5 nm
• E3 :613,5 – 617,5 nm
• E4 :617,5 – 621,5 nm
• E5 :621,5 – 625,5 nm

3.3 Classement par tension directe

Classé à I_F= 5 mA. Important pour concevoir des circuits d'alimentation uniformes pour plusieurs LED.

• 19 :1,7 – 1,8 V
• 20 :1,8 – 1,9 V
• 21 :1,9 – 2,0 V
• 22 :2,0 – 2,1 V
• 23 :2,1 – 2,2 V

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques essentielles pour comprendre le comportement de la LED dans différentes conditions de fonctionnement.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette relation non linéaire montre qu'une faible augmentation de tension au-delà du V_Ftypique peut provoquer une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice. Cela souligne la nécessité absolue d'utiliser une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant en série avec la LED.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

La lumière émise augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire. Fonctionner au-dessus du courant continu recommandé (25mA) peut augmenter la luminosité mais réduira la durée de vie et la fiabilité en raison de l'augmentation de la température de jonction.

4.3 Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante

L'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Ce déclassement thermique est une considération critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température. La courbe montre les performances de -40°C à +100°C.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Cette courbe définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour éviter la surchauffe, le courant maximal doit être réduit lors d'un fonctionnement au-dessus d'une certaine température (typiquement 25°C).

4.5 Distribution spectrale

Le graphique montre l'intensité relative de la lumière émise à différentes longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde de crête de 621 nm. La forme et la largeur (18 nm) de cette courbe déterminent la pureté de la couleur.

4.6 Diagramme de rayonnement

Un diagramme polaire illustrant la distribution angulaire de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 120 degrés où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur maximale.

5. Informations mécaniques et de boîtier

La LED est fournie dans un boîtier SMD standard. Les dimensions exactes (longueur, largeur, hauteur) et la disposition des pastilles sont définies dans le dessin du boîtier dans la fiche technique. Le dessin inclut des dimensions critiques telles que l'espacement des broches et le motif de pastilles recommandé sur le PCB pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. Le composant dispose d'une lentille en résine transparente. La polarité est indiquée par un marquage sur le boîtier ou par un dessin de pastille asymétrique (typiquement, la pastille de cathode peut être marquée ou avoir une forme différente). Les concepteurs doivent consulter le dessin de dimension spécifique pour créer une empreinte précise.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion (sans plomb)

Un procédé critique pour un assemblage fiable.

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60–150 secondes.
• Température de crête :260°C maximum.
• Temps à la crête :10 secondes maximum.
• Taux de montée en température :Maximum 6°C/seconde.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.

Important :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur la même LED.

6.2 Soudage manuel

Si le soudage manuel est inévitable :

• Utiliser un fer à souder avec une température de panne < 350°C.
• Limiter le temps de contact à 3 secondes par borne.
• Utiliser un fer d'une puissance nominale de 25W ou moins.
• Laisser un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour éviter un choc thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Ne pas ouvrirle sac avant d'être prêt à l'emploi.
• Après ouverture, les LED 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 la durée de vie hors sac est dépassée ou si le dessiccant indique une absorption d'humidité, un traitement de séchage est requis : 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est de 3000 pièces par bobine. Les dimensions de la bobine, de la bande porteuse et de la bande de couverture sont spécifiées pour assurer la compatibilité avec les équipements automatisés. L'étiquette sur la bobine fournit des informations clés pour la traçabilité et l'application correcte : Numéro de produit (P/N), quantité (QTY), et les codes de classement spécifiques pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante (HUE) et la Tension directe (REF).

8. Considérations de conception pour l'application

8.1 La limitation de courant est obligatoire

Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F, où V_Fest la tension directe de la LED au courant désiré I_F. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception conservatrice afin d'éviter un surcourant.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (jusqu'à 60mW) génère de la chaleur. Assurez-vous d'avoir une surface de cuivre adéquate sur le PCB (pastilles de décharge thermique) autour des pastilles de soudure de la LED pour aider à dissiper la chaleur, surtout lors d'un fonctionnement à fort courant ou dans des environnements chauds. Respectez la courbe de déclassement du courant direct.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Bien que classée pour 2000V HBM, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation pour éviter des dommages latents.

9. Comparaison et différenciation technique

La LED 19-217, basée sur la technologie AlGaInP, offre des avantages distincts pour les applications orange rougeâtre par rapport à d'autres technologies comme l'AllnGaP ou les LED filtrées. L'AlGaInP fournit généralement une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité de couleur face aux variations de température et de courant pour les couleurs du spectre rouge à ambre. Son angle de vision de 120 degrés est plus large que celui de nombreuses LED "vue de dessus", la rendant adaptée aux applications nécessitant une large visibilité. Le format SMD offre un profil plus bas et une meilleure adaptabilité à l'assemblage automatisé que les modèles à trous traversants.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

Les LED sont des dispositifs pilotés par le courant. Leur caractéristique I-V est exponentielle, ce qui signifie qu'une infime augmentation de tension provoque une forte augmentation du courant, qui peut détruire instantanément la LED. Une résistance limite le courant à une valeur sûre et spécifiée.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une source de 5V ?

Oui, mais vous devez utiliser une résistance en série. Par exemple, pour obtenir I_F=5mA avec une V_alim=5V et une V_Ftypique =2,0V, la valeur de la résistance serait R = (5V - 2,0V) / 0,005A = 600 Ohms. Utilisez une valeur standard comme 620 Ohms.

10.3 Que se passe-t-il si je dépasse la température ou le temps de soudage maximum ?

Une chaleur excessive peut endommager la puce semi-conductrice interne, les fils de liaison ou la lentille en époxy, entraînant une défaillance immédiate ou une réduction de la fiabilité à long terme (diminution de la lumière émise, dérive de couleur). Suivez toujours le profil recommandé.

10.4 Comment interpréter les codes de classement sur l'étiquette ?

Les codes de classement (ex. : CAT: N1, HUE: E4, REF: 21) vous indiquent le groupe de performance spécifique des LED sur cette bobine. "N1" signifie que l'intensité lumineuse est entre 28,5-36,0 mcd, "E4" signifie que la longueur d'onde dominante est 617,5-621,5 nm, et "21" signifie que la tension directe est 1,9-2,0V. Cela permet une performance cohérente dans votre produit.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un contrôleur industriel. Le panneau nécessite plusieurs indicateurs orange rougeâtre qui doivent être uniformément lumineux et avoir la même teinte de couleur, visibles sous un large angle par un opérateur.

Mise en œuvre :

1. Sélection du composant :La LED 19-217 est choisie pour son format SMD (facilite l'assemblage automatisé), son large angle de vision de 120°, et son classement disponible pour l'uniformité.
2. Conception du circuit :Une ligne 5V est disponible. Ciblant I_F= 5mA pour une longue durée de vie et une luminosité modérée. En utilisant la V_Fmaximale de 2,2V pour une conception conservatrice : R = (5V - 2,2V) / 0,005A = 560 Ohms. Une résistance de 560Ω, 1/8W est placée en série avec chaque LED.
3. Implantation PCB :Les LED sont placées avec un espacement adéquat. L'empreinte PCB suit le motif de pastilles recommandé dans la fiche technique. Un remplissage de cuivre supplémentaire est connecté à la pastille de cathode pour une légère amélioration thermique.
4. Approvisionnement :Les LED sont commandées en spécifiant des exigences de classement strictes (ex. : CAT: M2 ou N1, HUE: E3 ou E4) pour garantir l'uniformité visuelle de tous les indicateurs du panneau.
5. Assemblage :Les composants sont assemblés en utilisant un profil de refusion sans plomb standard, en respectant strictement les limites de temps et de température.

Cette approche aboutit à un panneau indicateur fiable, cohérent et d'apparence professionnelle.

12. Principe de fonctionnement

La lumière est produite par un processus appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la diode est appliquée, les électrons du semi-conducteur de type n et les trous du semi-conducteur de type p sont injectés dans la région active (le puits quantique dans la couche AlGaInP). Lorsque ces électrons et trous se recombinent, de l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour dicte la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, l'orange rougeâtre (~621 nm). Le boîtier en résine époxy transparente agit comme une lentille, façonnant la lumière émise dans le diagramme de rayonnement souhaité.

13. Tendances technologiques

La tendance générale pour les LED indicatrices comme le 19-217 est vers une efficacité toujours plus élevée (plus de lumière par unité d'énergie électrique), ce qui réduit la consommation d'énergie et la génération de chaleur. Il y a également une poussée continue pour la miniaturisation, conduisant à des tailles de boîtier plus petites (ex. : 0402, 0201 métrique) tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques. Les progrès dans les matériaux de phosphore et de semi-conducteurs continuent d'améliorer le rendu des couleurs, la stabilité et la durée de vie. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle (comme les pilotes à courant constant) directement dans les boîtiers LED devient plus courante pour simplifier la conception. La technologie sous-jacente AlGaInP reste une norme haute performance pour les couleurs rouge, orange et ambre en raison de son efficacité et de sa stabilité.