Fiche technique LED Bleue CMS 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T - 2.0x1.25x0.8mm - 2.5-2.9V - 40mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T est une LED bleue CMS compacte, conçue pour les applications électroniques modernes exigeant une haute fiabilité et un assemblage efficace. Ce composant représente une avancée significative par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant une miniaturisation substantielle et des améliorations de performances dans les produits finis.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de cette LED est son empreinte miniature. Le boîtier CMS permet des conceptions de circuits imprimés (PCB) nettement plus petites, conduisant à une densité de composants plus élevée. Cela se traduit directement par une réduction de la taille des équipements et des besoins de stockage inférieurs pour les composants et les produits finis. De plus, la nature légère du boîtier CMS le rend idéal pour les applications portables et miniatures où le poids est un facteur critique. Le produit est positionné comme une source d'indication bleue et de rétroéclairage fiable et standard de l'industrie, conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité.

1.2 Caractéristiques clés

• Conditionnement :Fourni sur bande de 8mm montée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, entièrement compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement à grande vitesse.
• Compatibilité de soudure :Conçu pour être utilisé avec les procédés de soudure par refusion standard infrarouge (IR) et à phase vapeur.
• Conformité environnementale :Le dispositif est sans plomb, conforme à la directive européenne RoHS, et respecte les règlements REACH de l'UE. Il est également classé Sans Halogène, avec une teneur en Brome (Br) et Chlore (Cl) chacune inférieure à 900 ppm et leur somme inférieure à 1500 ppm.
• Type :LED monochrome (Bleue) avec une lentille en résine transparente.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des paramètres électriques, optiques et thermiques de la LED, qui sont cruciaux pour une conception de circuit robuste.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Tension inverse (V_R) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture immédiate de la jonction.
• Courant direct continu (I_F) :10 mA. Le courant continu qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :40 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 à 1 kHz) pour gérer les surtensions transitoires.
• Dissipation de puissance (P_d) :40 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante de 25°C, calculée comme V_F* I_F.
• Décharge électrostatique (ESD) :150V (Modèle du corps humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires pendant l'assemblage.
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage).
• Température de soudure :Refusion : Pic à 260°C pendant 10 secondes maximum. Soudure manuelle : 350°C pendant 3 secondes maximum par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante de 25°C et un courant direct de 2mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend de 14,5 mcd (min) à 36,0 mcd (max), avec une tolérance typique de ±11%. Ceci définit la luminosité perçue de la LED.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité de crête, indiquant un cône de vision large.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :468 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :465,0 nm à 475,0 nm. Ceci définit la couleur perçue de la lumière, avec une tolérance serrée de ±1 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :25 nm (typique). La largeur du spectre émis à la moitié de sa puissance maximale.
• Tension directe (V_F) :2,50V à 2,90V à I_F=2mA, avec une tolérance de ±0,05V. Ceci est critique pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 50 μA à V_R=5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement (binning)

Les LED sont triées (classées) après production sur la base de paramètres clés pour assurer l'uniformité. Le numéro de pièce 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T encode cette information de classement.

3.1 Classement par intensité lumineuse (Codes : L2, M1, M2, N1)

Les LED sont regroupées en quatre classes d'intensité à I_F=2mA :

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

Le "N1" dans le numéro de pièce indique que cette unité spécifique appartient à la classe de luminosité la plus élevée.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante (Codes : X, Y)

Les LED sont triées en deux classes de longueur d'onde à I_F=2mA :

• X :465,0 - 470,0 nm
• Y :470,0 - 475,0 nm

Le "X" dans le numéro de pièce spécifie la plage de longueur d'onde inférieure, résultant en une teinte bleue légèrement plus profonde.

3.3 Classement par tension directe (Codes : 27, 28, 29, 30)

Les LED sont regroupées en quatre classes de tension directe à I_F=2mA :

• 27 :2,50 - 2,60 V
• 28 :2,60 - 2,70 V
• 29 :2,70 - 2,80 V
• 30 :2,80 - 2,90 V

Le "3" dans la chaîne de classement du numéro de pièce correspond à une classe V_F, assurant une chute de tension prévisible dans la conception du circuit.

4. Analyse des courbes de performance

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

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre que l'intensité lumineuse augmente avec le courant direct mais de manière non linéaire. Elle souligne l'importance d'alimenter la LED avec un courant stable et spécifié (par exemple, 2mA pour la sortie nominale) plutôt qu'une tension, car de petites variations de tension peuvent provoquer de grandes variations de courant et de luminosité.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

La sortie d'une LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe montre typiquement un déclin graduel de l'intensité des basses températures jusqu'à la température de fonctionnement maximale (+85°C). Les concepteurs doivent tenir compte de cette dégradation thermique dans les applications où des températures ambiantes élevées ou une dissipation thermique médiocre sont attendues.

4.3 Courbe de déclassement du courant direct

C'est un outil de conception critique. Elle dicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal sûr diminue pour éviter de dépasser la limite de dissipation de puissance de 40mW et de provoquer un emballement thermique.

4.4 Distribution spectrale

Le tracé spectral confirme une bande d'émission étroite centrée autour de 468 nm (bleu), avec une largeur de bande typique de 25 nm. Ce spectre pur est caractéristique du matériau semi-conducteur InGaN.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire illustre l'angle de vision de 120°, montrant comment l'intensité lumineuse est distribuée spatialement. Le diagramme est typiquement Lambertien ou quasi-Lambertien, fournissant un éclairage uniforme sur une large zone.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a une empreinte très compacte. Les dimensions clés (en mm, tolérance ±0,1mm sauf indication contraire) incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que la disposition des pastilles de soudure et le motif de pastilles PCB recommandé. Des dimensions précises sont critiques pour la conception du PCB et du pochoir de pâte à souder afin d'assurer une soudure et un alignement corrects.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est typiquement marquée, souvent par une teinte verte sur le côté correspondant du boîtier ou une encoche dans le moulage. La polarité correcte doit être respectée pendant le placement pour assurer un fonctionnement correct.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Le respect de ces directives est primordial pour la fiabilité à long terme.

6.1 Profil de soudure par refusion (sans plomb)

Un profil de température détaillé est fourni :

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes pour augmenter lentement la température et activer la flux.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :60-150 secondes au-dessus de 217°C.
• Température de crête :Maximum 260°C, maintenue pendant pas plus de 10 secondes.
• Taux de chauffage/refroidissement :Maximum 6°C/sec en chauffage, 3°C/sec en refroidissement pour minimiser le choc thermique.

La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois sur la même LED.

6.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

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

• Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'emploi.
• Après ouverture, utiliser dans les 168 heures (7 jours) si stocké à ≤30°C et ≤60% HR.
• Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessiccant est saturé, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à l'humidité vaporisée).

6.3 Soudure manuelle et retouche

Si une soudure manuelle est nécessaire :

• Utiliser une température de pointe de fer à souder ≤350°C.
• Limiter le temps de contact à ≤3 secondes par borne.
• Utiliser un fer à souder de faible puissance (≤25W).
• Laisser un intervalle de refroidissement de ≥2 secondes entre les bornes.
• Éviter la retouche après la soudure initiale. Si inévitable, utiliser un fer à souder à deux pointes pour chauffer simultanément les deux bornes et soulever le composant sans stresser les joints de soudure.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bobine et de la bande

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée sur des bobines de 7 pouces. La largeur de la bande est de 8mm. Chaque bobine contient 3000 pièces. Des dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande porteuse et le moyeu/flasque de la bobine sont fournies pour assurer la compatibilité avec les chargeurs automatiques.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs identifiants clés :

• P/N :Numéro de produit complet.
• QTY :Quantité sur la bobine.
• CAT/HUE/REF :Codes correspondant respectivement aux classes d'Intensité lumineuse, de Longueur d'onde dominante et de Tension directe.
• LOT No :Numéro de lot de traçabilité.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour les indicateurs de tableau de bord, les interrupteurs à membrane et l'éclairage de symboles en raison de sa petite taille et de sa distribution lumineuse uniforme.
• Équipement de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et matériel réseau.
• Rétroéclairage plat pour LCD :Peut être utilisé en matrices pour les petits panneaux LCD à éclairage latéral ou direct.
• Indication générale :État de l'alimentation, indicateurs de mode et éclairage décoratif dans l'électronique grand public et industrielle.

8.2 Considérations de conception critiques

1. Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe estabsolument obligatoire. La caractéristique I-V exponentielle de la LED signifie qu'une petite augmentation de la tension provoque une forte augmentation du courant, conduisant à une défaillance rapide. La valeur de la résistance est calculée en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
2. Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques si l'on fonctionne près du courant maximal ou à des températures ambiantes élevées, conformément à la courbe de déclassement.
3. Protection ESD :Mettre en œuvre une protection ESD sur les lignes d'entrée si la LED est accessible à l'utilisateur, et suivre les protocoles ESD appropriés pendant la manipulation.
4. Conception optique :L'angle de vision de 120° offre une large couverture. Pour une lumière focalisée, une lentille externe ou un guide de lumière peut être nécessaire.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes LED bleues traversantes ou aux boîtiers CMS plus grands, le 19-217 offre des avantages distincts :

• Taille :Son empreinte miniature de 2,0mm x 1,25mm permet une densité de conception sans précédent.
• Uniformité des performances :Le classement serré sur l'intensité, la longueur d'onde et la tension assure une apparence et un comportement uniformes dans les applications à plusieurs LED.
• Fabricabilité :La compatibilité totale avec les lignes d'assemblage SMT automatisées réduit significativement le coût de production et augmente la fiabilité par rapport à l'insertion manuelle.
• Conformité :Le respect des normes RoHS, REACH et Sans Halogène garantit la pérennité de la conception pour les marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

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

Q1 : Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle nécessaire alors que la tension directe est spécifiée ?

R1 : La tension directe est une caractéristique à un courant spécifique (2mA). Les tensions d'alimentation varient, et le V_Fde la LED lui-même a une tolérance et varie avec la température. La résistance fournit une méthode linéaire et stable pour régler le courant, protégeant la LED des conditions de surintensité.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED à 10mA en continu ?

R2 : Oui, 10mA est la valeur maximale absolue en continu à 25°C. Cependant, vous devez consulter la courbe de déclassement du courant direct. Si la température ambiante est plus élevée, le courant maximal autorisé est plus faible. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est souvent recommandé de l'alimenter à un courant plus faible comme 5mA.

Q3 : Que signifie le "B3X" dans le numéro de pièce pour ma conception ?

R3 : Cela indique la classe de performance spécifique. "B3X" fait référence à des classes particulières pour l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante. Pour une conception nécessitant une uniformité de couleur et de luminosité sur plusieurs unités ou lots de production, spécifier et respecter un numéro de pièce complet incluant le code de classe est essentiel.

Q4 : Comment interpréter l'angle de vision de 120° ?

R4 : Cela signifie que la LED émet de la lumière dans un large cône. Vue de face (0°), la luminosité est maximale. À ±60° du centre (total 120°), la luminosité tombe à la moitié de la valeur maximale. Ceci convient aux applications où la LED doit être vue sous différents angles.

11. Étude de cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario :Conception d'un panneau de commande compact avec quatre indicateurs d'état bleus.

Mise en œuvre :

1. Conception du circuit :Utilisation d'une alimentation système 5V. Cible I_F= 5mA pour une bonne luminosité et longévité. En supposant un V_Ftypique de 2,7V, calculer R = (5V - 2,7V) / 0,005A = 460Ω. Utiliser la valeur standard la plus proche, 470Ω.
2. Implantation PCB :Placer les quatre LED en alignement. Suivre précisément le motif de pastilles recommandé dans la fiche technique. Inclure un petit remplissage de cuivre connecté aux pastilles de cathode pour un léger dégagement thermique.
3. Assemblage :Garder les bobines scellées jusqu'à ce que la ligne de production soit prête. Suivre le profil de refusion exact. Effectuer une inspection visuelle après soudure.
4. Résultat :Quatre indicateurs avec une couleur et une luminosité bleues uniformes, un fonctionnement fiable et une apparence professionnelle et miniaturisée.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde de la lumière émise—dans ce cas, environ 468 nm (bleu). L'encapsulant en résine époxy transparente protège la puce, agit comme une lentille pour façonner la sortie lumineuse, et est formulé pour une haute clarté optique et une stabilité à long terme.

13. Tendances technologiques et contexte

La LED 19-217 illustre les tendances clés en optoélectronique : une miniaturisation incessante, une fabricabilité améliorée via la compatibilité SMT, et une adhésion stricte aux normes environnementales. L'utilisation de la technologie InGaN pour l'émission bleue est désormais mature et très fiable. L'évolution future de tels composants pourrait se concentrer sur une efficacité encore plus élevée (plus de lumière par mA), un contrôle paramétrique plus serré pour les applications premium, et l'intégration avec des pilotes ou circuits de contrôle embarqués. La demande pour de tels indicateurs et rétroéclairages compacts, fiables et conformes continue de croître dans les marchés de l'automobile, de l'industrie, du grand public et des dispositifs IoT.