Spécifications de la LED SMD Jaune - 2,0x1,25x0,7mm - Tension 1,8-2,4V - Puissance 72mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED jaune compacte à montage en surface, conçue pour les applications électroniques modernes. Le composant est fabriqué à partir d'une puce semi-conductrice jaune et conditionné dans un format miniature, le rendant adapté aux conceptions à espace restreint nécessitant des indicateurs visuels fiables.

1.1 Description générale

La LED est une diode électroluminescente de couleur basée sur une puce à lumière jaune. Ses dimensions principales sont de 2,0 mm de longueur, 1,25 mm de largeur et 0,7 mm de hauteur. Ce facteur de forme réduit permet un placement à haute densité sur les cartes de circuits imprimés (PCB).

1.2 Caractéristiques

• Angle de vision extrêmement large pour une excellente visibilité depuis diverses positions.
• Entièrement compatible avec les procédés d'assemblage et de soudure SMT (Technologie de Montage en Surface) standards.
• Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) : Niveau 3, indiquant des exigences spécifiques de manipulation et de stockage pour prévenir les dommages induits par l'humidité pendant la refusion.
• Conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), garantissant l'absence de matériaux dangereux spécifiques comme le plomb et le mercure.

1.3 Applications

Cette LED est polyvalente et peut être utilisée dans de nombreuses applications, y compris, mais sans s'y limiter :

• Indicateurs d'état et d'alimentation dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers et l'équipement industriel.
• Rétroéclairage pour interrupteurs, symboles et petits afficheurs.
• Lumière témoin à usage général lorsqu'un signal jaune est requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principales caractéristiques de performance de la LED dans des conditions de test standard (Ts=25°C).

2.1 Caractéristiques électriques et optiques

La performance principale est définie par plusieurs paramètres clés mesurés à un courant direct (IF) de 20 mA.

• Longueur d'onde dominante (λD) :Définit la couleur perçue. Ce produit est proposé en deux gammes : 2K (585-590 nm) et 2L (590-595 nm), produisant une teinte jaune.
• Tension directe (VF) :La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est classée en trois catégories : B0 (1,8-2,0 V), C0 (2,0-2,2 V) et D0 (2,2-2,4 V). Les concepteurs doivent tenir compte de cette plage lors de la conception des circuits d'alimentation.
• Intensité lumineuse (IV) :La quantité de lumière visible émise. Disponible en plusieurs gammes d'intensité : 1AP (90-120 mcd), G20 (120-150 mcd), 1AW (150-200 mcd) et 1AT (200-260 mcd).
• Angle de vision (2θ1/2) :Un angle typique très large de 140 degrés, assurant que la LED est visible depuis un large éventail de points de vue.
• Largeur spectrale à mi-hauteur (Δλ) :Approximativement 15 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière jaune.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA à une tension inverse (VR) de 5 V, qui est également la condition de test pour le tri.
• Résistance thermique (RθJ-S) :La résistance thermique jonction-point de soudure est ≤450 °C/W. Ce paramètre est crucial pour la gestion thermique, car il affecte le courant de fonctionnement maximal autorisé en fonction des conditions ambiantes.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ce sont les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pour une performance fiable à long terme.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW
• Courant direct continu (IF) :30 mA
• Courant de pointe en impulsion directe (IFP) :60 mA (en conditions pulsées : largeur d'impulsion 0,1 ms, rapport cyclique 1/10)
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :2000 V
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +85°C
• Température maximale de jonction (Tj) :95°C. Il s'agit d'une contrainte clé ; le courant direct maximal réel dans une application doit être déterminé en mesurant la température du boîtier pour s'assurer que Tj n'est pas dépassée.

Notes importantes :Les tolérances de mesure sont spécifiées : Tension directe (±0,1 V), Longueur d'onde dominante (±2 nm), Intensité lumineuse (±10 %). Tous les tests sont effectués dans des conditions standardisées.

3. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques suivantes donnent un aperçu du comportement de la LED dans des conditions variables.

3.1 Tension directe en fonction du courant direct (Courbe IV)

La courbe montre la relation non linéaire entre la tension et le courant. La tension directe augmente avec le courant, commençant typiquement autour de 1,8 V-2,4 V à 20 mA selon le classement. Cette courbe est essentielle pour sélectionner des résistances de limitation de courant ou des pilotes à courant constant appropriés.

3.2 Intensité relative en fonction du courant direct

Ce graphique démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant direct. Elle est généralement sous-linéaire ; doubler le courant ne double pas la sortie lumineuse et augmente la génération de chaleur. Fonctionner à ou en dessous du 20 mA recommandé est optimal pour l'efficacité et la longévité.

3.3 Intensité relative en fonction de la température ambiante

La sortie lumineuse de la LED diminue lorsque la température ambiante (ou des broches) augmente. Cet effet d'extinction thermique est une propriété fondamentale des semi-conducteurs. La courbe montre l'intensité relative diminuant lorsque la température augmente de 0°C à 100°C, soulignant l'importance de la gestion thermique pour une luminosité constante.

3.4 Courant direct en fonction de la température des broches

Cette courbe illustre l'effet d'auto-échauffement. Pour un courant direct donné, la température des broches augmente. Elle souligne la nécessité de déclasser le courant de fonctionnement maximal dans des environnements à haute température ambiante pour éviter de dépasser la température de jonction maximale.

4. Informations mécaniques et de boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement rectangulaire compact. Les dimensions clés incluent une taille de corps de 2,00 mm x 1,25 mm, une hauteur de 0,70 mm et une largeur de patte de 0,30 mm. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,2 mm sauf indication contraire. Les figures incluent des vues de dessus, de dessous et de côté.

4.2 Identification de la polarité et motif de soudure

La cathode est clairement marquée sur le dessus du boîtier. Un motif de pastille de soudure recommandé (empreinte) est fourni pour la conception du PCB, ce qui est crucial pour obtenir des joints de soudure fiables et un bon alignement pendant la refusion. Les dimensions de pastille recommandées aident à assurer de bons congés de soudure et une stabilité mécanique.

5. Directives de soudure et d'assemblage

5.1 Instructions de soudure par refusion SMT

En tant que composant MSL Niveau 3, cette LED nécessite une manipulation spécifique. Elle doit être stockée dans un environnement sec (typiquement<10 % HR à 25°C) dans son sac barrière à l'humidité d'origine. Une fois le sac ouvert, les composants doivent être montés dans les 168 heures (7 jours) s'ils sont exposés aux conditions d'atelier (>30°C/60% HR), sinon ils doivent être reséchés avant utilisation selon les instructions du fabricant. Les profils de refusion standard par infrarouge ou convection avec des températures de pic ne dépassant pas 260°C sont adaptés.

5.2 Précautions de manipulation

• Évitez d'appliquer une contrainte mécanique sur la lentille de la LED.
• Utilisez des précautions ESD (Décharge Électrostatique) appropriées pendant la manipulation et l'assemblage.
• Ne dépassez pas les valeurs maximales absolues pour le courant, la tension ou la température.
• Assurez-vous que la polarité est correcte pendant le placement pour éviter les dommages par polarisation inverse.
• Suivez le motif de pastille recommandé pour des résultats de soudure optimaux.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécification d'emballage

Les LED sont fournies dans un emballage standard de l'industrie pour l'assemblage automatisé.

• Bande porteuse :Dimensions de la bande porteuse emboutie qui contient les composants individuels.
• Bobine :Spécifications de la bobine sur laquelle la bande porteuse est enroulée, incluant le diamètre de la bobine et la taille du moyeu.
• Étiquette :L'étiquette de la bobine contient des informations critiques telles que le numéro de pièce, la quantité, le numéro de lot et le code date.

6.2 Emballage résistant à l'humidité

Pour maintenir l'intégrité du MSL Niveau 3, les bobines sont emballées dans des sacs barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité pour montrer si l'environnement interne du sac a été compromis.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Circuits d'application typiques

La méthode d'alimentation la plus simple est une résistance de limitation de courant en série. La valeur de la résistance (R) est calculée à l'aide de la formule : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe (utiliser la valeur maximale de la gamme pour une conception sûre) et IF est le courant direct souhaité (par ex. 20 mA). Pour une luminosité constante sur une plage de tension d'alimentation ou parmi plusieurs LED, un pilote à courant constant est recommandé.

7.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :En raison de la résistance thermique de 450 °C/W, assurez une surface de cuivre de PCB ou des vias thermiques adéquats sous les pastilles de soudure pour dissiper la chaleur, surtout lors d'un fonctionnement à des courants plus élevés ou dans des environnements chauds.
• Déclassement du courant :Vérifiez toujours la température de jonction réelle. Le courant continu maximal de 30 mA peut devoir être réduit si la température ambiante est élevée ou si le chemin thermique est médiocre, pour maintenir Tj en dessous de 95°C.
• Conception optique :L'angle de vision de 140 degrés fournit un motif lumineux large et diffus. Pour une lumière plus focalisée, une lentille externe peut être requise.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED traversantes génériques, ce composant SMD offre des avantages significatifs : un encombrement beaucoup plus petit permettant la miniaturisation, une aptitude à l'assemblage automatisé pick-and-place à haute vitesse, et généralement une meilleure fiabilité due à l'absence de fils de liaison sujets à la fatigue. Son classement spécifique pour la tension et l'intensité permet une cohérence plus serrée dans la performance du produit final par rapport aux composants non classés.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle est la différence entre les gammes de VF (B0, C0, D0) ?

Les gammes classent la chute de tension directe de la LED. Les LED B0 ont la tension la plus basse (1,8-2,0 V), tandis que les D0 ont la plus haute (2,2-2,4 V). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED pour une luminosité constante lorsqu'elles sont alimentées par une tension constante, ou de regrouper des LED avec une VF similaire lorsqu'elles sont connectées en parallèle.

9.2 Combien de temps puis-je utiliser la LED après avoir ouvert le sac barrière à l'humidité ?

Pour le MSL Niveau 3, la "durée de vie en atelier" est de 168 heures (7 jours) lorsqu'elle est stockée dans des conditions ne dépassant pas 30°C/60 % HR. Si ce temps est dépassé ou si la carte indicateur d'humidité montre un avertissement, les composants doivent être reséchés avant la soudure par refusion pour prévenir l'"effet pop-corn" (fissuration du boîtier due à l'expansion rapide de la vapeur).

9.3 Puis-je alimenter cette LED directement avec une alimentation 5 V ?

Non. Connecter une alimentation 5 V directement aux bornes de la LED tenterait de forcer un courant dépassant largement sa valeur maximale, provoquant une défaillance immédiate. Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Par exemple, avec une alimentation 5 V et une VF typique de 2,0 V à 20 mA, une résistance de (5 V - 2,0 V) / 0,02 A = 150 Ohms serait requise.

10. Exemple pratique d'utilisation

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour un dispositif portable alimenté par batterie.

• Sélection de la pièce :Choisissez une gamme d'intensité (par ex. 1AW : 150-200 mcd) adaptée à la visibilité diurne. Sélectionnez une gamme VF en fonction de la tension de votre batterie pour optimiser l'efficacité.
• Conception du circuit :Avec une tension système de 3,3 V et en utilisant une VF(max) de 2,2 V (gamme D0) pour un calcul sûr, la résistance de limitation de courant pour 20 mA est (3,3 V - 2,2 V) / 0,02 A = 55 Ohms. Une résistance standard de 56 Ohms serait utilisée.
• Implantation :Placez la LED sur le PCB selon le motif de pastille recommandé. Ajoutez un petit remplissage de cuivre connecté à la pastille de cathode (typiquement la pastille thermique) pour aider à la dissipation de la chaleur.
• Assemblage :Suivez les procédures de manipulation MSL Niveau 3. Utilisez un profil de refusion sans plomb standard avec une température de pic d'environ 245°C.

11. Principe de fonctionnement

La lumière est émise par un processus appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n du semi-conducteur, des électrons et des trous sont injectés dans la région de la jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique de la puce semi-conductrice détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, un phosphore jaune ou un matériau semi-conducteur produit de la lumière dans la plage de 585-595 nm.

12. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED indicatrices continue vers la miniaturisation, une efficacité plus élevée et une cohérence de performance plus serrée. L'intégration d'électronique de contrôle (comme des pilotes à courant constant) dans les boîtiers de LED est croissante. De plus, les progrès dans les matériaux et les techniques de conditionnement améliorent régulièrement les performances thermiques, permettant des densités de puissance plus élevées et une fiabilité accrue dans des encombrements plus petits. La demande de composants conformes RoHS et respectueux de l'environnement reste un moteur fort du marché.