Fiche technique LED SMD blanche diffusée bicolore (Vert/Jaune) - Dimensions du boîtier - Tension directe 1,8-3,4V - Puissance dissipée 72-102mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) blanche diffusée, conçue pour l'assemblage automatisé sur carte de circuit imprimé (PCB). Le composant se caractérise par sa taille compacte, le rendant adapté aux applications où l'espace est limité. Il est conçu pour être compatible avec les systèmes de placement automatisé à haut volume et les processus standards de soudage par refusion infrarouge (IR), conformément aux normes industrielles pour l'assemblage sans plomb.

1.1 Caractéristiques principales et marché cible

La LED est conçue avec plusieurs caractéristiques clés qui améliorent son applicabilité dans l'électronique moderne. Elle est conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses). Elle est fournie sur bande de 8 mm standard enroulée sur bobine de 7 pouces, facilitant la manipulation par les machines pick-and-place. Le dispositif est compatible avec les circuits intégrés et a été préconditionné pour une sensibilité à l'humidité de niveau JEDEC 3, garantissant la fiabilité pendant le processus de soudage. Ses marchés cibles principaux incluent les équipements de télécommunications, les dispositifs de bureautique, les appareils électroménagers et les systèmes de contrôle industriel. Les applications typiques vont des indicateurs d'état et du rétroéclairage pour les panneaux avant à l'illumination de signaux et de symboles.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les performances de la LED sont définies par un ensemble complet de paramètres électriques et optiques mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Pour la LED Jaune, la puissance dissipée maximale est de 72 mW, tandis que pour la LED Verte, elle est de 102 mW. Les deux couleurs partagent un courant direct continu (IF) maximal de 30 mA. Un courant direct de crête plus élevé de 80 mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Le dispositif est conçu pour fonctionner dans une plage de température de -40°C à +85°C et peut être stocké dans des environnements de -40°C à +100°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les principales métriques de performance sont spécifiées dans une condition de test de IF = 20mA. L'intensité lumineuse (Iv) pour la LED Jaune varie d'un minimum de 710 mcd à un maximum de 1800 mcd. La LED Verte offre une sortie plus élevée, allant de 1120 mcd à 2800 mcd. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total pour lequel l'intensité est la moitié de la valeur axiale, est typiquement de 120 degrés pour les deux, indiquant un motif d'émission large et diffusé. La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est de 590 nm (Jaune) et 524 nm (Vert), avec la longueur d'onde dominante (λd) spécifiée dans les plages de 585-595 nm et 518-528 nm, respectivement. La tension directe (VF) varie selon la couleur : les LED Jaunes ont une VF entre 1,8V et 2,4V, tandis que les LED Vertes fonctionnent entre 2,6V et 3,4V à 20mA. Le courant inverse maximal (IR) est de 10 μA à une tension inverse (VR) de 5V, notant que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement par bins

Pour garantir la cohérence de la sortie lumineuse, les LED sont triées en bins d'intensité. Chaque bin a une valeur d'intensité lumineuse minimale et maximale définie, avec une tolérance de +/-11% appliquée à l'intérieur de chaque bin.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Pour les LED Jaunes, les codes de bin sont V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1400 mcd) et W2 (1400-1800 mcd). Pour les LED Vertes, les bins sont W1 (1120-1400 mcd), W2 (1400-1800 mcd), X1 (1800-2240 mcd) et X2 (2240-2800 mcd). Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans le document source, les courbes de performance typiques pour de tels dispositifs illustrent généralement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse (courbe I-V), la variation de la tension directe avec la température, et la distribution spectrale de puissance montrant la longueur d'onde de crête et la demi-largeur spectrale. Ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions de fonctionnement non standard et pour une conception de circuit précise.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et assignation des broches

La LED est fournie dans un boîtier SMD standard. Le diffuseur blanc abrite deux puces semi-conductrices. L'assignation des broches est clairement définie : les broches 1 et 2 sont pour la LED Verte (InGaN), et les broches 3 et 4 sont pour la LED Jaune (AlInGaP). Tous les dessins dimensionnels spécifient les mesures en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,2 mm sauf indication contraire. Ces informations sont cruciales pour la conception de l'empreinte PCB.

5.2 Configuration recommandée des pastilles de soudure sur PCB

Un diagramme est fourni montrant le motif recommandé de pastilles de cuivre sur le PCB pour le soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Le respect de cette configuration garantit la formation correcte des joints de soudure, la gestion thermique et la stabilité mécanique du composant après assemblage.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR

Un profil de soudage par refusion suggéré, conforme à la norme J-STD-020B pour les processus sans plomb, est fourni. Les paramètres clés incluent une température de préchauffage de 150-200°C, un temps de préchauffage allant jusqu'à 120 secondes maximum, une température de crête ne dépassant pas 260°C, et un temps au-dessus du liquidus (ou au pic) limité à 10 secondes maximum. Il est souligné que le profil optimal dépend de la conception spécifique du PCB, de la pâte à souder et du four, et que le profil fourni doit être utilisé comme une cible générique validée pour la ligne d'assemblage spécifique.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel au fer est nécessaire, la température maximale recommandée de la pointe du fer est de 300°C, avec un temps de soudage ne dépassant pas 3 secondes par joint. Cela ne doit être effectué qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED.

6.3 Conditions de stockage

Un stockage approprié est vital pour maintenir la soudabilité. Les sachets étanches à l'humidité non ouverts (avec dessiccant) doivent être stockés à ≤30°C et ≤70% d'HR, avec une durée de conservation d'un an. Une fois ouverts, les LED doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'HR. Les composants retirés de leur emballage d'origine doivent subir une refusion IR dans les 168 heures. Si ce délai est dépassé, un séchage à environ 60°C pendant au moins 48 heures est recommandé avant le soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, seuls des solvants alcooliques spécifiés comme l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique doivent être utilisés. La LED doit être immergée à température normale pendant moins d'une minute. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier ou le diffuseur.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont emballées dans une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. La bande est scellée avec un couvercle supérieur. L'emballage suit les spécifications ANSI/EIA 481, qui dictent des paramètres comme l'espacement des alvéoles et les dimensions des bobines pour la compatibilité avec les équipements automatisés. Une quantité d'emballage minimale de 500 pièces est disponible pour les commandes de reste.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED bicolore est idéale pour les applications nécessitant une indication multi-états à partir d'une seule empreinte de composant. Des exemples incluent les indicateurs d'état d'alimentation/charge (par exemple, vert pour "allumé" ou "chargé", jaune pour "veille" ou "en charge"), la rétroaction de sélection de mode sur l'électronique grand public, et le rétroéclairage pour les symboles ou icônes sur les panneaux de contrôle. Son large angle de vision la rend adaptée aux applications où la visibilité depuis des angles hors axe est importante.

8.2 Considérations de conception

Pilotage du courant :Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Une résistance limitatrice de courant en série doit être utilisée pour chaque canal de couleur lorsqu'elle est pilotée par une source de tension. La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vsource - VF_LED) / IF, où VF_LED est la tension directe de la couleur spécifique de la LED au courant souhaité (par exemple, 20mA). Utiliser la VF maximale de la fiche technique garantit que le courant ne dépasse pas la limite même avec la variation des composants.

Gestion thermique :Bien que la puissance dissipée soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des pastilles thermiques (le cas échéant) ou une largeur de piste générale aide à dissiper la chaleur, maintenant les performances et la longévité de la LED, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée.

Disposition du circuit :Gardez les chemins de pilotage du courant pour les deux couleurs séparés pour permettre un contrôle indépendant.

9. Comparaison et différenciation technique

La caractéristique différenciante clé de ce composant est l'intégration de deux couleurs de LED distinctes (Vert et Jaune) dans un seul boîtier blanc diffusé compact. Cela économise de l'espace sur le PCB par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées. Le large angle de vision de 120 degrés fourni par le diffuseur offre une illumination uniforme idéale pour les indicateurs de panneau. La compatibilité du dispositif avec les processus d'assemblage SMD standard (MSL JEDEC Niveau 3, refusion sans plomb) garantit qu'il peut être intégré dans les lignes de fabrication à haut volume existantes sans nécessiter de manipulation spéciale ou de changements de processus.

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

Q : Puis-je piloter les deux couleurs de LED simultanément à leur courant maximum ?

A : Non. Les Valeurs Maximales Absolues spécifient des limites de puissance dissipée pour chaque couleur individuellement (72mW pour le Jaune, 102mW pour le Vert). Piloter les deux à 30mA DC entraînerait une puissance totale qui dépasse probablement la capacité thermique du boîtier, pouvant conduire à une surchauffe et réduire la durée de vie. Consultez les courbes de déclassement (si disponibles) ou fonctionnez à des courants plus faibles pour une utilisation simultanée.

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

A : La longueur d'onde de crête (λP) est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est la plus élevée. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur que la sortie de la LED pour un observateur humain standard. λd est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et est souvent plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : La plage de tension directe est assez large (par exemple, 2,6V-3,4V pour le Vert). Comment cela affecte-t-il ma conception de circuit ?

A : Cette variation est typique pour les LED en raison des tolérances de fabrication des semi-conducteurs. Votre circuit de limitation de courant doit être conçu pour gérer le pire des cas. Utilisez la VF maximale (3,4V) dans votre calcul de résistance pour garantir que le courant ne dépasse jamais la valeur souhaitée (par exemple, 20mA) même si vous recevez une LED avec la VF la plus élevée. Cela entraînera un fonctionnement légèrement moins lumineux pour les LED avec une VF plus basse, mais c'est l'approche de conception sûre.

11. Étude de cas d'application pratique

Scénario : Conception d'un indicateur de charge à double état pour un dispositif portable.

Un cas d'utilisation courant est un indicateur qui montre le rouge pour la charge, le jaune pour presque plein et le vert pour complètement chargé. Bien que cette LED spécifique n'inclue pas le rouge, un principe de conception similaire s'applique. Deux circuits de pilotage indépendants (par exemple, des broches GPIO d'un microcontrôleur avec des résistances en série) contrôleraient les LED Jaune et Verte. Le micrologiciel séquencerait les couleurs : Vert éteint/Jaune allumé pendant la charge active, puis passerait à Vert allumé/Jaune éteint lorsque la charge est terminée. Le diffuseur blanc garantit que la lumière est uniformément mélangée et visible sous un large angle, fournissant un retour clair à l'utilisateur. Le boîtier SMD permet cette fonctionnalité dans une empreinte minimale sur le PCB densément peuplé de l'appareil.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur spécifique de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé. Dans ce composant, la lumière verte est produite par une puce de Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), et la lumière jaune est produite par une puce de Phosphure d'Aluminium-Indium-Gallium (AlInGaP). Le diffuseur en époxy blanc encapsule les puces, fournissant une protection mécanique, façonnant le faisceau lumineux de sortie en un large angle, et diffusant la lumière pour réduire l'éblouissement et créer un aspect uniforme.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED SMD dans les applications d'indication continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), des tailles de boîtier plus petites pour une électronique toujours plus dense, et une intégration accrue. Les LED multicolores et RVB dans des boîtiers uniques deviennent plus courantes, permettant une programmabilité en couleur complète. Il y a également un accent sur l'amélioration de la cohérence des couleurs et le resserrement des spécifications de classement par bins pour répondre aux exigences des applications où l'appariement des couleurs est critique. De plus, les avancées dans les matériaux d'encapsulation visent à améliorer la fiabilité sous des profils de refusion à température plus élevée et à améliorer le maintien du flux lumineux à long terme. Le composant décrit s'inscrit dans ces tendances plus larges en offrant une fonctionnalité bicolore dans un format SMD standardisé et fiable adapté à une fabrication automatisée et à haute fiabilité.