Fiche technique de la LED rouge SMD3528 - Format 3,5x2,8mm - Tension 2,2V - Puissance 0,144W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La SMD3528 est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (SMD) utilisant une puce unique émettant de la lumière rouge. Caractérisée par son encombrement compact de 3,5 mm x 2,8 mm, ce composant est conçu pour des applications nécessitant un éclairage rouge fiable et à faible consommation. Ses principaux avantages incluent un large angle de vision de 120 degrés, des performances constantes sur une plage de température spécifiée et une compatibilité avec les procédés d'assemblage standard de la technologie de montage en surface (SMT). Le marché cible englobe un large éventail d'applications : électronique grand public, voyants lumineux, rétroéclairage pour petits afficheurs et éclairage décoratif où l'espace et l'efficacité énergétique sont critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites de fonctionnement et les performances typiques de la LED. Les valeurs maximales absolues, mesurées à une température de point de soudure (T_s) de 25 °C, établissent les limites pour un fonctionnement sûr. Le courant direct continu maximal (I_F) est de 30 mA, tandis qu'un courant direct pulsé (I_FP) allant jusqu'à 40 mA est autorisé dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤10 ms, rapport cyclique ≤1/10). La dissipation de puissance maximale (P_D) est de 144 mW. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40 °C à +80 °C, avec une température de jonction maximale (T_j) de 125 °C. Pour le soudage, la LED peut supporter un profil de refusion avec une température de pic de 230 °C ou 260 °C pendant une durée maximale de 10 secondes.

Dans des conditions de fonctionnement typiques (T_s=25°C, I_F=20mA), la tension directe (V_F) a une valeur typique de 2,2 V et un maximum de 2,6 V. La tension inverse (V_R) est spécifiée à un minimum de 5 V, et le courant inverse (I_R) ne doit pas dépasser 10 µA.

2.2 Paramètres optiques

La performance optique est centrale pour la fonction de la LED. La longueur d'onde dominante (λ_d) est spécifiée à 625 nm, ce qui la place dans le spectre rouge standard. Le flux lumineux est catégorisé en classes (bins), avec des valeurs typiques allant de 1,5 lm à 2,5 lm pour un courant de commande de 20 mA, selon le code de classe spécifique (A3, B1, B2). La distribution spatiale de la lumière est caractérisée par un large angle de vision, avec 2θ_1/2(l'angle total à mi-intensité) spécifié à 120 degrés.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est cruciale pour la longévité et la stabilité des performances de la LED. Le paramètre clé est la température de jonction (T_j), qui ne doit pas dépasser 125 °C. Le chemin thermique de la puce LED vers le point de soudure et finalement vers le circuit imprimé (PCB) doit être conçu pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres pendant le fonctionnement, en particulier lorsqu'elle est pilotée à ou près du courant maximal. La plage de température ambiante de fonctionnement spécifiée de -40 °C à +80 °C fournit des indications sur les conditions environnementales que le dispositif peut supporter.

3. Explication du système de classement (Binning)

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

3.1 Classement par longueur d'onde

La longueur d'onde dominante est classée pour contrôler la teinte précise du rouge. La spécification fournie liste deux classes : R1 (620-625 nm) et R2 (625-630 nm). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec un point de couleur très spécifique pour leur application, ce qui est vital pour des applications comme les affichages couleur complets ou la signalétique où l'accord des couleurs est critique. La tolérance de mesure de longueur d'onde est inhérente à la plage de la classe.

3.2 Classement par flux lumineux

Le flux lumineux est catégorisé pour garantir un niveau de luminosité minimum. Les classes sont définies par les codes A3, B1 et B2, avec des valeurs minimum/typiques de 1/1,5 lm, 1,5/2 lm et 2/2,5 lm respectivement, toutes mesurées à 20 mA. Une tolérance de ±7 % s'applique à la mesure du flux lumineux. Ce classement permet d'obtenir des niveaux de luminosité prévisibles dans un réseau de LED.

3.3 Classement par tension directe

La tension directe est classée pour faciliter la conception des circuits, en particulier pour le calcul de la résistance de limitation de courant et la conception de l'alimentation dans les chaînes connectées en série. Les classes sont C (1,8-2,0 V), D (2,0-2,2 V), E (2,2-2,4 V) et F (2,4-2,6 V), avec une tolérance de mesure de ±0,08 V. L'appariement des classes V_Fpeut aider à garantir une distribution de courant et une luminosité uniformes dans les configurations de LED en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courbe caractéristique I-V

La courbe tension directe en fonction du courant direct (V_F-I_F) est une caractéristique fondamentale de toute diode, y compris les LED. Pour cette LED rouge SMD3528, la courbe montrera la relation exponentielle typique d'une jonction p-n semi-conductrice. La courbe est essentielle pour déterminer le point de fonctionnement et pour concevoir le circuit de pilotage. La tension au courant de fonctionnement typique de 20 mA se situera dans la plage V_Fclassée (par exemple, ~2,2 V pour la classe D).

4.2 Flux lumineux relatif en fonction du courant direct

Cette courbe illustre comment la sortie lumineuse (flux lumineux relatif) change avec l'augmentation du courant de commande. Pour les LED, la sortie augmente généralement de manière linéaire avec le courant à des niveaux inférieurs, mais peut présenter une saturation ou une efficacité réduite à des courants plus élevés en raison d'effets thermiques et électriques. Ce graphique aide les concepteurs à optimiser le courant de commande pour la luminosité souhaitée tout en considérant l'efficacité et la durée de vie.

4.3 Dépendance à la température

Les performances des LED sont significativement affectées par la température. Une courbe clé montre l'énergie spectrale relative (un indicateur de la sortie lumineuse et de la stabilité de la longueur d'onde) en fonction de la température de jonction. Pour les LED rouges à base d'AlInGaP, la sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température augmente. Cette courbe est critique pour les applications fonctionnant dans des environnements thermiques variables, informant sur la nécessité d'une déclassement ou d'une compensation thermique dans le circuit de pilotage.

4.4 Distribution spectrale

La courbe de distribution de l'énergie spectrale trace l'intensité de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour une LED rouge monochromatique, cette courbe montrera un pic unique et dominant centré autour de la longueur d'onde classée (par exemple, 625 nm). La largeur de ce pic (largeur à mi-hauteur, ou FWHM) détermine la pureté de la couleur. Un pic plus étroit indique une couleur plus saturée et pure.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions et dessin de contour

Le boîtier de la LED est conforme à l'empreinte standard de l'industrie 3528, avec des dimensions nominales de 3,5 mm de longueur et 2,8 mm de largeur. Le dessin dimensionnel exact fournit des mesures critiques, y compris la hauteur du boîtier, les dimensions de la lentille et l'espacement des plots de soudure. Les tolérances sont spécifiées : les dimensions notées .X ont une tolérance de ±0,10 mm, tandis que les dimensions .XX ont une tolérance plus serrée de ±0,05 mm.

5.2 Empattement recommandé et conception du pochoir

Un empattement recommandé (footprint) pour la conception de PCB est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique. Cela inclut la taille, la forme et l'espacement des plots de cuivre. Une conception de pochoir correspondante (masque de pâte à souder) est également suggérée pour contrôler le volume de pâte à souder déposé pendant l'assemblage, ce qui est crucial pour obtenir des joints de soudure fiables sans causer de courts-circuits ou d'effet "tombstoning".

5.3 Identification de la polarité

La cathode (borne négative) est généralement identifiée par un marqueur visuel sur le boîtier de la LED, tel qu'un point vert, une encoche ou un coin chanfreiné. La fiche technique doit clairement indiquer ce schéma de marquage. La polarité correcte doit être respectée lors du placement sur le PCB pour assurer le fonctionnement du dispositif.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

Le composant est adapté aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR) ou convection. La température de soudure maximale autorisée est spécifiée à 230 °C ou 260 °C, mesurée au niveau des broches de la LED, pour une durée maximale de 10 secondes. Un profil de refusion standard sans plomb (SAC305) avec une phase de préchauffage, de stabilisation, de refusion et de refroidissement doit être suivi, en veillant à ce que la température de pic et le temps au-dessus du liquidus (TAL) ne dépassent pas les spécifications de la LED.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Elles doivent être manipulées dans un environnement protégé contre l'ESD en utilisant des bracelets antistatiques mis à la terre et des surfaces de travail conductrices. Les dispositifs doivent être stockés dans leurs sacs barrières à l'humidité d'origine avec un dessiccant, dans des conditions ne dépassant pas la plage de température de stockage spécifiée (-40 °C à +80 °C) et à faible humidité pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer un "effet pop-corn" pendant la refusion.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le soudage, utilisez des solvants approuvés compatibles avec la lentille en époxy et le boîtier plastique de la LED. Évitez le nettoyage par ultrasons, car les vibrations à haute fréquence peuvent endommager les fils de liaison internes ou l'attache de la puce. Vérifiez toujours la compatibilité chimique avant de procéder à tout processus de nettoyage.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Conditionnement en bande et bobine

Les LED SMD3528 sont fournies sur bobines dans une bande porteuse gaufrée standard, adaptée aux machines de placement automatique. Les dimensions de la bande porteuse (taille des alvéoles, pas) sont spécifiées pour assurer la compatibilité avec les chargeurs. La force de pelage de la bande de couverture est définie entre 0,1 et 0,7 Newtons lorsqu'elle est pelée à un angle de 10 degrés, garantissant qu'elle est sécurisée pendant l'expédition mais facile à retirer pour la machine.

7.2 Règle de numérotation des modèles

Le modèle du produit suit une convention de dénomination structurée : T [Code Forme] [Nombre de puces] [Code Lentille] [Code Interne] - [Code Flux Lumineux] [Code Couleur]. Par exemple, T3200SRA se décode comme suit : Forme 32 (3528), Nombre de puces S (unique, petite puissance), Code Lentille 00 (sans lentille), Code Interne, Code Flux Lumineux, et Couleur A (Rouge). D'autres codes couleur incluent Y (Jaune), B (Bleu), G (Vert), etc. Ce système permet une identification précise de tous les attributs clés.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

La LED rouge SMD3528 est bien adaptée à de nombreuses applications : Voyants d'état et indicateurs sur l'électronique grand public (téléviseurs, routeurs, chargeurs). Rétroéclairage pour petits afficheurs LCD, claviers ou panneaux. Éclairage décoratif et d'accentuation dans les appareils électroménagers, les intérieurs automobiles ou les éléments architecturaux. Signalisation et éclairage de secours où une couleur rouge distincte est requise.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. La valeur de la résistance est calculée en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la classe pour garantir que le courant ne dépasse pas les limites même avec une V_F device.
Gestion thermique :Pour un fonctionnement continu à des courants élevés ou dans des températures ambiantes élevées, assurez-vous d'une surface de cuivre de PCB ou d'un dissipateur thermique adéquat pour dissiper la chaleur et maintenir la température de jonction basse.
Conception optique :Prenez en compte l'angle de vision de 120 degrés lors de la conception de guides de lumière, de lentilles ou de diffuseurs pour obtenir le motif d'éclairage souhaité.

9. Comparaison technique

Comparée aux LED rouges traversantes, la SMD3528 offre des avantages significatifs pour l'électronique moderne : un encombrement beaucoup plus petit, un profil plus bas pour les appareils fins, une aptitude à l'assemblage automatisé à grande vitesse et souvent de meilleures performances thermiques grâce au soudage direct sur le PCB. Au sein de la famille des LED rouges SMD, le boîtier 3528 est un choix courant et économique. Comparé aux boîtiers LED plus récents et à plus haute efficacité (par exemple, 2835), le 3528 peut avoir une efficacité lumineuse légèrement inférieure mais reste très compétitif dans les applications de luminosité standard en raison de sa large disponibilité et de sa fiabilité éprouvée.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre les classes de flux lumineux A3, B1 et B2 ?
R : Ces classes représentent différents niveaux de luminosité minimum et typique à 20 mA. A3 est la plus faible (1,0 lm min, 1,5 lm typ), B1 est moyenne (1,5 lm min, 2,0 lm typ) et B2 est la plus élevée (2,0 lm min, 2,5 lm typ). La sélection dépend de la luminosité requise pour votre application.

Q : Puis-je piloter cette LED à 30 mA en continu ?
R : Oui, 30 mA est le courant direct continu maximal absolu. Cependant, pour une longévité et une fiabilité optimales, il est souvent conseillé de fonctionner en dessous du maximum, peut-être à 20-25 mA, sauf si l'application nécessite une luminosité maximale et que la conception thermique est robuste.

Q : Comment identifier la cathode sur la LED ?
R : Le dessin de contour de la fiche technique doit indiquer le marquage de polarité. Typiquement, pour un boîtier 3528, la cathode est marquée par un point vert ou une petite encoche/chanfrein sur un coin du corps plastique.

Q : Une lentille est-elle utilisée dans cette LED ?
R : Selon le décodage du numéro de modèle et le code lentille "00" dans la règle de dénomination, cette variante spécifique (T3200SRA) n'a pas de lentille primaire supplémentaire (elle utilise le dôme en époxy standard). D'autres variantes avec le code lentille "01" incorporeraient une lentille pour façonner le faisceau.

11. Cas d'utilisation pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un commutateur réseau.Le panneau nécessite dix LED rouges pour indiquer l'activité du port/le statut de liaison. Le concepteur sélectionne la LED SMD3528 de classe R2 (625-630 nm) pour un rouge vif et de classe B1 (1,5/2,0 lm) pour une luminosité visible et constante. Une alimentation de 3,3 V est disponible sur le PCB. En utilisant la V_Fmaximale de 2,6 V (de la classe F, en supposant le pire cas) et un I_Fcible de 20 mA, la résistance de limitation de courant est calculée : R = (3,3 V - 2,6 V) / 0,020 A = 35 Ohms. Une résistance standard de 33 Ohms est choisie, résultant en un courant légèrement plus élevé d'environ 21,2 mA (en utilisant une V_Ftypique de 2,2 V), ce qui est dans les limites de sécurité. Les LED sont placées sur le PCB avec l'empattement recommandé. Une simple broche GPIO de microcontrôleur, configurée comme une sortie à drain ouvert avec une résistance de rappel à 3,3 V, peut absorber le courant à travers chaque LED pour l'allumer. Le large angle de vision de 120 degrés assure que le statut est visible sous différents angles.

12. Principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes sont des dispositifs semi-conducteurs qui convertissent directement l'énergie électrique en lumière par un processus appelé électroluminescence. Le cœur d'une LED rouge comme la SMD3528 est une puce fabriquée à partir de matériaux à base de phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n de ce semi-conducteur, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (particules de lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. L'AlInGaP a une bande interdite qui correspond aux photons dans la partie rouge à jaune-orange du spectre visible. Le boîtier en époxy encapsule la puce, la protège de l'environnement et agit souvent comme une lentille pour façonner la sortie lumineuse.

13. Normes de test de fiabilité

La fiche technique fait référence à plusieurs tests standard de l'industrie pour valider la fiabilité de la LED sous diverses conditions de contrainte. Ces tests simulent des années de fonctionnement ou des environnements difficiles sur une période accélérée.

13.1 Tests de durée de vie

Durée de vie en fonctionnement à température ambiante (RTOL) :Les LED sont exploitées au courant maximal à température ambiante pendant 1008 heures. Les critères de défaillance incluent un décalage de V_F>200 mV, une chute de flux lumineux >25 % (pour les LED rouges AlInGaP), un courant de fuite >10 µA ou une défaillance catastrophique.
Durée de vie en fonctionnement à haute température (HTOL) :Similaire au RTOL mais réalisé à une température ambiante de 85 °C, accélérant le vieillissement thermique.
Durée de vie en fonctionnement à basse température (LTOL) :Réalisé à -40 °C pour tester les performances sous un froid extrême.

13.2 Tests de contrainte environnementale

Durée de vie en fonctionnement à haute température et haute humidité (H3TRB) :Tests à 60 °C/90 % HR avec polarisation appliquée pendant 1008 heures, évaluant la résistance à la dégradation induite par l'humidité.
Cycles de température, humidité et polarisation (THB) :Soumet les LED à des cycles entre -20 °C, 0 °C, 25 °C et 60 °C à 60 % HR pendant 20 cycles.
Choc thermique :Cycles rapides entre -40 °C et 125 °C pendant 100 cycles (séjour de 15 min,

14. Tendances d'évolution

L'industrie des LED évolue continuellement vers une efficacité plus élevée, une taille plus petite et une plus grande fiabilité. Pour les boîtiers comme le SMD3528, les tendances incluent :Augmentation de l'efficacité lumineuse :Des améliorations continues dans la conception des puces, la croissance épitaxiale et la technologie des phosphores (pour les LED blanches) permettent aux nouvelles générations de la même taille de boîtier de produire plus de lumière par watt d'entrée électrique.Amélioration de la cohérence des couleurs :Des tolérances de classement plus serrées pour la longueur d'onde, le flux et la V_Fdeviennent standard, poussées par la demande des applications d'affichage et d'éclairage haut de gamme.Amélioration des performances thermiques :Les progrès dans les matériaux de boîtier (par exemple, plastiques à haute conductivité thermique, substrats céramiques) et les techniques d'attache de puce aident à réduire la résistance thermique, permettant des courants de commande plus élevés ou une durée de vie améliorée.Miniaturisation :Bien que le 3528 reste populaire, des boîtiers encore plus petits comme le 2020, 1515 et 1010 sont développés pour les dispositifs ultra-compacts, bien qu'avec souvent des compromis sur la sortie lumineuse et la gestion thermique.Intégration intelligente :La tendance plus large inclut l'intégration de circuits de commande, de capteurs ou de plusieurs puces de couleur (RGB) dans un seul boîtier, dépassant les simples émetteurs discrets.