Fiche technique LED CMS 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 - 3.2x2.8x1.9mm - Tension 2.0-2.4V - Rouge vif / Vert jaune vif - Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'un composant LED CMS haute performance doté d'un réflecteur intégré. Le dispositif est conçu pour la fiabilité et la facilité d'assemblage dans les environnements de fabrication automatisée.

1.1 Avantages principaux

• Conditionné sur bande de 12mm pour bobines de 7 pouces, compatible avec les équipements standards de placement automatique.
• Conçu pour être compatible avec les procédés de refusion infrarouge (IR) et à vapeur.
• Conforme au conditionnement standard EIA.
• Entrée compatible avec les circuits intégrés (CI).
• Construction sans plomb et conforme à la directive RoHS.
• Réflecteur intégré pour améliorer la direction et l'intensité de la lumière.

1.2 Applications cibles

Cette LED convient à un large éventail de fonctions d'indication et de rétroéclairage, notamment :

• Équipements de télécommunication (téléphones, télécopieurs).
• Équipements audio et vidéo.
• Appareils alimentés par batterie.
• Voyants pour applications extérieures.
• Équipements de bureau.
• Rétroéclairage plat pour interrupteurs, symboles et autres LEDs.
• Indication à usage général.

2. Sélection du dispositif et paramètres techniques

2.1 Guide de sélection du dispositif

Le produit est proposé en deux variantes de couleur principales basées sur le matériau de la puce :

• SUR: Utilise une puce AlGaInP pour émettre une couleur Rouge vif. La résine d'encapsulation est transparente.
• SYG: Utilise une puce AlGaInP pour émettre une couleur Vert jaune vif. La résine d'encapsulation est transparente.

2.2 Valeurs maximales absolues

Des contraintes au-delà de ces limites peuvent causer des dommages permanents. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

2.3 Caractéristiques électro-optiques

Paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et I_F=20mA, sauf indication contraire.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe IV)

Les courbes fournies pour les variantes SUR (Rouge) et SYG (Vert jaune) montrent une caractéristique typique de diode. La tension directe (V_F) présente un coefficient de température positif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température ambiante augmente. Au courant de fonctionnement typique de 20mA, V_Fest d'environ 2,0V, avec une valeur maximale spécifiée de 2,4V. Cette tension directe relativement basse est bénéfique pour les applications alimentées par batterie.

3.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct

Le flux lumineux (intensité lumineuse) augmente avec le courant direct. Les courbes sont généralement linéaires dans la plage de fonctionnement normale mais vont saturer à des courants plus élevés. Il n'est pas recommandé de fonctionner au-delà de la valeur maximale absolue de 25mA en courant continu, car cela peut entraîner une dégradation accélérée et réduire la durée de vie. La valeur de courant pulsé (60mA avec un rapport cyclique de 1/10) permet de brèves périodes de luminosité plus élevée.

3.3 Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante

Comme la plupart des LEDs, le flux lumineux de ce dispositif dépend de la température. L'intensité diminue lorsque la température ambiante augmente. La courbe de déclassement est cruciale pour la conception, en particulier dans les applications à températures ambiantes élevées ou avec une mauvaise gestion thermique. La courbe montre que le courant direct admissible doit être réduit à mesure que la température augmente pour rester dans les limites de dissipation de puissance et garantir la fiabilité.

3.4 Distribution spectrale

Les tracés spectraux confirment la nature monochromatique des puces AlGaInP. La variante SUR a une longueur d'onde dominante centrée autour de 624nm (rouge), tandis que la variante SYG est centrée autour de 573nm (vert-jaune). La largeur de bande spectrale (FWHM) est d'environ 20nm pour les deux, indiquant une bonne pureté de couleur.

3.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire illustre un diagramme d'émission large, de type lambertien, avec un angle à mi-intensité typique (2θ_1/2) de 130°. Le réflecteur intégré aide à façonner ce faisceau, fournissant un angle de vision cohérent adapté aux applications de voyants où la visibilité depuis un large éventail d'angles est importante.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier CMS a un encombrement compact. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 3,2mm x 2,8mm, avec une hauteur d'environ 1,9mm. La cathode est généralement identifiée par un marqueur visuel tel qu'une encoche ou une teinte verte sur le boîtier. Des dessins dimensionnels détaillés avec tolérances (généralement ±0,1mm) sont fournis dans la fiche technique pour la conception du plot de soudure sur le PCB.

4.2 Conditionnement en bande et bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse gaufrée d'une largeur de 12mm, enroulée sur des bobines d'un diamètre de 7 pouces (178mm). Chaque bobine contient 1000 pièces. Les dimensions de la bande porteuse (taille de poche, pas, etc.) sont standardisées pour assurer la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisé. Le conditionnement comprend des mesures résistantes à l'humidité telles qu'un dessiccant et un sac étanche en aluminium pour protéger les composants pendant le stockage et le transport, ce qui est particulièrement important pour les boîtiers CMS non hermétiques.

4.3 Explication du système d'étiquetage et de classement (binning)

L'étiquette sur la bobine fournit des informations critiques de commande et de traçabilité. Plus important encore, elle indique le classement de performance du dispositif :

• CAT (Classe d'intensité lumineuse): Ce code spécifie la classe minimale d'intensité lumineuse pour les LEDs sur la bobine, garantissant la cohérence de la luminosité au sein d'un lot de production.
• HUE (Classe de longueur d'onde dominante): Ce code spécifie la classe de longueur d'onde, garantissant la cohérence de la couleur. Ceci est particulièrement important pour les applications où plusieurs LEDs sont utilisées côte à côte.
• REF (Classe de tension directe): Ce code spécifie la classe de tension directe, ce qui peut être utile pour les conceptions nécessitant un appariement de courant précis dans des chaînes en parallèle ou des exigences spécifiques de tension d'alimentation.

5. Recommandations de soudage et d'assemblage

5.1 Profil de refusion

Le dispositif est conçu pour les procédés de refusion sans plomb. La température de soudage maximale recommandée est de 260°C au niveau des bornes du boîtier, avec un temps total au-dessus de 217°C ne dépassant pas 60 secondes. Un profil de refusion typique avec des phases de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement doit être suivi. L'utilisation d'une refusion infrarouge ou à vapeur est spécifiée comme compatible.

5.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact avec toute patte doit être limité à 3 secondes ou moins. Un dissipateur thermique peut être utilisé sur la patte entre le joint et le corps du boîtier.

5.3 Stockage et manipulation

Les composants doivent être stockés dans leur sac barrière à l'humidité d'origine, non ouvert, dans des conditions comprises dans la plage de température de stockage spécifiée (-40°C à +100°C). Une fois le sac ouvert, les composants doivent être utilisés dans un délai spécifié (généralement 168 heures dans les conditions d'usine) ou être reséchés selon les instructions du niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) du fabricant pour éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

6. Suggestions d'application et considérations de conception

6.1 Limitation du courant

Une LED est un dispositif piloté par le courant. Une résistance de limitation de courant en série est obligatoire lors de l'alimentation par une source de tension. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_source- V_F) / I_F. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la fiche technique (2,4V) pour une conception robuste afin de garantir que le courant ne dépasse pas les limites même avec des variations entre les composants.

6.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (60mW max), une gestion thermique efficace sur le PCB améliore la longévité et maintient la luminosité. Assurez-vous que le plot de soudure sur le PCB a une thermique adéquate et, si possible, connectez la pastille thermique (si présente) à un plan de masse pour le dissipateur thermique. Évitez de fonctionner simultanément au courant maximal et à la température maximale.

6.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Bien que le dispositif ait une résistance ESD HBM de 2000V, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation pour éviter les dommages latents.

6.4 Conception optique

Le large angle de vision de 130° rend cette LED adaptée à la visualisation directe sans optique secondaire dans de nombreuses applications de voyants. Pour le rétroéclairage, des guides de lumière ou des diffuseurs peuvent être utilisés pour obtenir un éclairage uniforme. La coupelle du réflecteur aide à minimiser les émissions latérales et à diriger la lumière vers l'avant.

7. Comparaison et différenciation technique

Cette famille de LEDs se différencie par plusieurs caractéristiques clés :

• Technologie de puce: L'utilisation du matériau semi-conducteur AlGaInP offre un rendement élevé et une excellente saturation des couleurs pour les émissions rouges et vert-jaune par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP.
• Réflecteur intégré: La coupelle réflectrice intégrée améliore le flux lumineux vers l'avant et fournit un diagramme de faisceau bien défini sans besoin de composant externe, économisant de l'espace et des coûts.
• Boîtier robuste: Le boîtier est conçu pour les procédés de soudage haute fiabilité (refusion sans plomb) et inclut une protection contre l'humidité, le rendant adapté à la fabrication électronique moderne.
• Classement (binning) complet: Le classement à trois paramètres (Intensité, Longueur d'onde, Tension) permet aux concepteurs de sélectionner des pièces avec des tolérances de performance serrées pour les applications nécessitant de la cohérence.

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

8.1 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 à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. Pour les LEDs avec un spectre symétrique, elles sont proches. Pour les concepteurs, la longueur d'onde dominante est plus pertinente pour l'appariement des couleurs.

8.2 Puis-je alimenter cette LED à 30mA pour une luminosité plus élevée ?

Non. La valeur maximale absolue pour le courant direct continu (I_F) est de 25mA. Fonctionner à 30mA dépasse cette valeur, ce qui peut causer des dommages irréversibles, réduire significativement la durée de vie opérationnelle et annuler les garanties de fiabilité. Pour une luminosité plus élevée, sélectionnez une LED conçue pour un courant plus élevé ou utilisez le mode pulsé (60mA max avec un rapport cyclique de 1/10) si l'application le permet.

8.3 Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle donnée comme une valeur minimale/typique au lieu d'une plage stricte ?

En raison des variations du processus de fabrication des semi-conducteurs, la performance des LEDs est classée (binning). La fiche technique fournit une valeur "Typique" comme référence commune. Le minimum garanti réel pour une commande spécifique est défini par le codeCAT(Classe d'intensité) sur l'étiquette de la bobine. Les ingénieurs doivent concevoir en se basant sur l'intensité minimale de la classe qu'ils spécifient.

8.4 À quel point le classement HUE (teinte) est-il critique pour mon application ?

Cela dépend. Pour un voyant LED unique, le classement HUE peut ne pas être critique. Cependant, si plusieurs LEDs sont utilisées côte à côte dans un panneau, un réseau ou un rétroéclairage, des différences de couleur notables ("effet de binning de couleur") peuvent apparaître si des pièces de classes HUE différentes sont mélangées. Pour de telles applications, spécifier une classe HUE serrée ou commander une bobine complète du même lot est essentiel.

9. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

9.1 Exemple 1 : Voyant d'état pour un appareil grand public

Scénario: Voyant du bouton d'alimentation d'une enceinte sans fil.
Conception: Utilisez la variante SYG (Vert jaune) pour une indication neutre "sous tension". Alimentez-la à 15mA (en dessous du 20mA typique) en utilisant une alimentation de 3,3V et une résistance en série : R = (3,3V - 2,0V) / 0,015A ≈ 87Ω (utilisez une valeur standard de 82Ω ou 100Ω). Cela fournit une luminosité suffisante tout en maximisant l'autonomie de la batterie et la longévité de l'appareil. Le large angle de vision assure la visibilité depuis différents angles.

9.2 Exemple 2 : Rétroéclairage pour légendes de touches à membrane

Scénario: Éclairage de symboles sur un panneau de commande.
Conception: Utilisez plusieurs LEDs SUR (Rouge) placées autour du périmètre du panneau, orientées vers l'intérieur vers une couche guide de lumière. Le large angle de vision aide à coupler la lumière dans le guide. En raison de l'élévation potentielle de température à l'intérieur du boîtier, consultez la courbe de déclassement du courant direct. Il peut être prudent d'alimenter les LEDs à 18-20mA au lieu des 25mA complets pour assurer un fonctionnement fiable sur la durée de vie du produit. L'uniformité peut être améliorée en sélectionnant des LEDs des mêmes classes CAT et HUE.

10. Principes techniques et tendances

10.1 Principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une jonction p-n semi-conductrice en Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombination est émise sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise—rouge et vert-jaune dans ce cas. La résine époxy d'encapsulation protège la puce, agit comme une lentille pour façonner le flux lumineux et contient des luminophores si nécessaire (pas pour ces types monochromatiques). La coupelle du réflecteur, généralement en plastique hautement réfléchissant ou en matériau revêtu, entoure la puce pour rediriger la lumière émise latéralement vers l'avant, augmentant ainsi l'intensité lumineuse utile dans la direction de vision prévue.

10.2 Tendances de l'industrie

Le développement des LEDs CMS comme celle-ci suit plusieurs tendances clés de l'industrie :

• Miniaturisation & Intégration: Réduction continue de la taille du boîtier tout en maintenant ou en améliorant le flux lumineux. L'intégration de fonctionnalités comme des réflecteurs et une protection électrostatique dans le boîtier est devenue standard.
• Rendement plus élevé: Les améliorations continues de l'efficacité quantique interne (IQE) et de l'efficacité d'extraction de la lumière conduisent à une plus grande efficacité lumineuse (plus de lumière par watt électrique), réduisant la consommation d'énergie et la charge thermique.
• Fiabilité améliorée: Les améliorations des matériaux de boîtier (époxy, silicone) et des technologies de collage de la puce augmentent la résistance aux cycles thermiques, à l'humidité et à d'autres contraintes environnementales, conduisant à des durées de vie opérationnelles plus longues (souvent classées L70/B50 pour 50 000 heures ou plus).
• Standardisation et Automatisation: Le conditionnement (comme la bande de 12mm sur bobine de 7") et les empreintes sont hautement standardisés pour rationaliser l'assemblage automatisé, réduisant les coûts de fabrication.
• Accent sur la cohérence des couleurs: Des tolérances de classement plus serrées pour la longueur d'onde (HUE) et l'intensité (CAT) sont de plus en plus demandées pour les applications dans l'électronique grand public et les affichages où l'uniformité visuelle est critique.

Ce composant représente une solution mature, fiable et rentable dans ce paysage en évolution, adaptée à une vaste gamme d'applications principales d'indication et de rétroéclairage.