Fiche technique LED CMS 19-22/R6G6C-A01/2T - Multicolore (Rouge/Ambre-Vert) - Boîtier 2.0x1.25x0.8mm - Tension 2.0V - Puissance 60mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La LED CMS 19-22 est un dispositif compact à montage en surface conçu pour les applications à haute densité sur circuit imprimé. Cette variante multicolore intègre deux puces LED distinctes dans un seul boîtier : une émettant du Rouge Brillant (R6) et l'autre de l'Ambre-Vert Brillant (G6). Son empreinte miniature permet des économies d'espace significatives par rapport aux composants traditionnels à broches, contribuant à des conceptions de produits finaux plus petits, des besoins de stockage réduits et une densité d'assemblage plus élevée. Sa construction légère la rend idéale pour les appareils électroniques portables et miniatures.

Le produit est conçu pour être compatible avec les lignes d'assemblage automatisées modernes de type "pick-and-place" et les processus standards de soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Il respecte des normes environnementales et de sécurité strictes, étant entièrement sans plomb, conforme à la directive européenne RoHS, aux règlements REACH de l'UE, et répondant aux critères sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le dispositif. Un fonctionnement à ces limites ou au-delà n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable à long terme.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25 mA pour les deux puces R6 et G6. C'est le courant continu maximal pour un fonctionnement continu à Ta=25°C.
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA (Rapport cyclique 1/10 @1KHz). Adapté pour un fonctionnement en impulsions mais pas en continu.
• Dissipation de puissance (P_d) :60 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Décharge électrostatique (ESD) HBM :2000 V. Indique la sensibilité du dispositif ; des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement normal.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C.
• Température de soudage :Refusion : pic à 260°C pendant 10 secondes max. Soudage manuel : 350°C pendant 3 secondes max par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (I_F=20mA, Ta=25°C).

• Intensité lumineuse (I_v) :
  • R6 (Rouge) : 45,0 - 112,0 mcd (voir classement).
  • G6 (Ambre-Vert) : 45,0 - 72,0 mcd (voir classement).
  • Tolérance : ±11 %.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130° (typique). Cet angle large assure une bonne visibilité sous divers angles.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :
  • R6 : 632 nm (typique).
  • G6 : 575 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :
  • R6 : 617,5 - 633,5 nm.
  • G6 : 567,5 - 575,5 nm.
  • Tolérance : ±1 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (typique) pour les deux couleurs, indiquant une émission de couleur relativement pure.
• Tension directe (V_F) :
  • R6 & G6 : 1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) @ I_F=20mA.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (Max) @ V_R=5V.

3. Explication du système de classement

Les LED sont triées (classées) en fonction de paramètres optiques clés pour garantir l'uniformité au sein d'un lot de production. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants correspondant à des exigences spécifiques de luminosité et de couleur.

3.1 Classement R6 (Rouge Brillant)

• Classes d'intensité lumineuse :
  • P1 : 45,0 - 57,0 mcd
  • P2 : 57,0 - 72,0 mcd
  • Q1 : 72,0 - 90,0 mcd
  • Q2 : 90,0 - 112,0 mcd
• Classes de longueur d'onde dominante :
  • E4 : 617,50 - 621,50 nm
  • E5 : 621,50 - 625,50 nm
  • E6 : 625,50 - 629,50 nm
  • E7 : 629,50 - 633,50 nm

3.2 Classement G6 (Ambre-Vert Brillant)

• Classes d'intensité lumineuse :
  • P1 : 45,0 - 57,0 mcd
  • P2 : 57,0 - 72,0 mcd
• Classes de longueur d'onde dominante :
  • C15 : 567,50 - 569,50 nm
  • C16 : 569,50 - 571,50 nm
  • C17 : 571,50 - 573,50 nm
  • C18 : 573,50 - 575,50 nm

Un code produit complet inclut à la fois les codes de classe d'intensité (CAT) et de longueur d'onde (HUE), permettant une sélection précise.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Caractéristiques de la puce R6

Les courbes fournies pour la puce R6 (Rouge) illustrent les relations clés :

• Intensité lumineuse relative vs Température ambiante :La sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente, un comportement typique des LED dû à une réduction de l'efficacité quantique interne et à une augmentation des recombinaisons non radiatives à des températures plus élevées.
• Tension directe vs Courant direct (Courbe I-V) :Montre la relation exponentielle. La tension de seuil de la courbe est d'environ 1,7-2,0V. La résistance dynamique peut être déduite de la pente au-dessus de la tension de seuil.
• Intensité lumineuse relative vs Courant direct :La sortie est à peu près linéaire avec le courant dans la plage de fonctionnement normale (jusqu'à ~20-30mA), après quoi l'efficacité peut chuter en raison de l'échauffement et d'autres effets.
• Distribution spectrale :Le graphique montre un pic dominant autour de 632 nm (rouge) avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) typique d'environ 20 nm.

4.2 Caractéristiques de la puce G6

Des courbes similaires sont fournies pour la puce G6 (Ambre-Vert), décrivant :

• Intensité lumineuse relative vs Température ambiante.
• Tension directe vs Courant direct.
• Intensité lumineuse relative vs Courant direct.
• Distribution spectrale :Pic attendu autour de 575 nm.

Ces courbes sont essentielles pour la conception de la gestion thermique et pour prédire les performances dans des conditions de fonctionnement non standard.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED CMS 19-22 a une empreinte très compacte. Les dimensions clés (tolérance ±0,1mm sauf indication contraire) incluent :

• Longueur du boîtier : 2,0 mm
• Largeur du boîtier : 1,25 mm
• Hauteur du boîtier : 0,8 mm
• Les dimensions et l'espacement des bornes sont définis pour un soudage fiable.

Le dessin coté détaillé est crucial pour la conception du motif de pastilles sur le CI (empreinte). Une empreinte correctement conçue assure la formation correcte des joints de soudure, l'alignement et la stabilité mécanique.

5.2 Identification de la polarité

Le boîtier inclut un indicateur de polarité, généralement une encoche ou une cathode marquée. L'orientation correcte lors du placement est vitale pour la fonctionnalité du circuit.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion (sans plomb)

Un processus critique pour un assemblage fiable. Le profil recommandé inclut :

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes. Chauffage progressif pour minimiser le choc thermique.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :60-150 secondes au-dessus de 217°C.
• Température de crête :Maximum 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes.
• Taux de chauffage :Maximum 6°C/seconde jusqu'à 255°C.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.
• Limite de refusion :L'assemblage ne doit pas subir le soudage par refusion plus de deux fois pour éviter une contrainte thermique excessive sur le boîtier de la LED et les fils de liaison.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Température de la pointe du fer : < 350°C.
• Temps de contact par borne : ≤ 3 secondes.
• Puissance du fer à souder : ≤ 25W.
• Éviter d'appliquer une contrainte mécanique au composant pendant ou après le soudage.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessicant pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer un "effet pop-corn" (fissuration du boîtier) pendant la refusion.

• Avant utilisation :Ne pas ouvrir le sac anti-humidité avant d'être prêt pour l'assemblage.
• Après ouverture :Utiliser dans les 168 heures (7 jours) si stocké à ≤ 30°C et ≤ 60 % HR.
• Re-séchage :Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessicant est saturé, sécher à 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse emboutie standard de l'industrie pour l'assemblage automatisé.

• Largeur de la bande porteuse :8 mm.
• Diamètre de la bobine :7 pouces.
• Pas des alvéoles :Défini dans le dessin de la bande porteuse.
• Quantité par bobine :2000 pièces.

Les dimensions détaillées de la bobine et de la bande sont fournies pour la compatibilité avec les équipements d'alimentation.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes essentiels pour la traçabilité et la vérification :

• P/N :Numéro de produit (ex. : 19-22/R6G6C-A01/2T).
• QTY :Quantité conditionnée.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (Code de classement).
• HUE :Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (Code de classement).
• REF :Classe de tension directe.
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour les indicateurs de tableau de bord, le rétroéclairage d'interrupteurs et le rétroéclairage plat pour symboles LCD en raison de leur petite taille et de leur bonne luminosité.
• Indicateurs d'état :Parfait pour les équipements de télécommunication (téléphones, télécopieurs), l'électronique grand public et les panneaux de contrôle industriel comme indicateurs d'état ou de fonction multicolores.
• Indication générale :Toute application nécessitant des indicateurs visuels compacts, fiables et lumineux.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant : Une résistance de limitation de courant externe est absolument obligatoire.La caractéristique I-V exponentielle de la LED signifie qu'une petite augmentation de tension provoque une forte augmentation du courant, entraînant une défaillance instantanée. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, maintenir la température de jonction dans les limites est essentiel pour la longévité et la stabilité de la sortie lumineuse. Assurer une surface de cuivre sur CI ou des vias thermiques adéquats si le fonctionnement se fait à des températures ambiantes ou des courants élevés.
• Protection ESD :Mettre en œuvre une protection ESD sur les lignes d'entrée si la LED est exposée aux interfaces utilisateur, et toujours suivre les procédures de manipulation sécurisées contre les ESD pendant l'assemblage.
• Conception du CI :Suivre le motif de pastilles recommandé du dessin de dimensions. Assurer des barrières de masque de soudure entre les pastilles pour éviter les ponts.

9. Comparaison et différenciation technique

La série 19-22 offre des avantages distincts dans des contextes spécifiques :

• vs. LED CMS plus grandes (ex. : 3528, 5050) :L'avantage principal est l'empreinte significativement plus petite (2,0x1,25mm), permettant des conceptions ultra-miniaturisées où l'espace sur carte est critique. Le compromis est généralement une luminosité totale par boîtier plus faible.
• vs. LED 19-22 monochromes :Cette variante spécifique A01/2T intègre deux puces de couleur différente (Rouge et Ambre-Vert) dans un seul boîtier. Cela économise de l'espace et le coût de placement par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, simplifiant les conceptions nécessitant une indication bicolore.
• vs. LED traversantes :Offre tous les avantages standards des CMS : adapté à l'assemblage automatisé, pas de pliage/rognage de broches, profil plus bas et meilleures performances dans les environnements à fortes vibrations.
• Conformité :Son ensemble complet de conformités (sans plomb, RoHS, REACH, sans halogène) le rend adapté aux marchés mondiaux les plus exigeants et aux conceptions soucieuses de l'environnement.

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

Q1 : Puis-je alimenter cette LED directement depuis une alimentation logique 3,3V ou 5V sans résistance ?

R :Non, jamais.Vous devez utiliser une résistance série de limitation de courant. Sans elle, la tension directe n'est que d'environ 2,0V, donc l'excès de tension d'une alimentation 3,3V ou 5V provoquera un courant excessif, détruisant instantanément la LED.

Q2 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

R : La Longueur d'onde de crête (λ_p) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité 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. λ_dest plus pertinente pour la spécification de la couleur. La fiche technique fournit les deux.

Q3 : Comment sélectionner les codes de classement corrects pour mon application ?

R : Si votre conception nécessite une luminosité uniforme sur plusieurs unités, spécifiez une classe d'intensité lumineuse plus étroite (ex. : P2 uniquement). Si l'uniformité de couleur est critique (ex. : pour l'appariement des couleurs), spécifiez une classe de longueur d'onde dominante étroite (ex. : E5 pour le rouge). Consultez les tableaux de classement dans les sections 3.1 et 3.2.

Q4 : La température de fonctionnement est jusqu'à 85°C. Puis-je l'utiliser dans une application extérieure ?

R : La valeur de 85°C fait référence à la température de l'air ambiant autour du dispositif. Dans un boîtier extérieur exposé à la lumière directe du soleil, les températures internes peuvent facilement dépasser cela. Vous devez concevoir le système pour garantir que la température ambiante locale de la LED reste entre -40°C et +85°C, en tenant compte du chauffage solaire, de la chaleur interne d'autres composants et du manque de ventilation.

Q5 : Pourquoi y a-t-il une durée de vie stricte de 7 jours après ouverture du sac barrière d'humidité ?

R : Le boîtier plastique de la LED peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée se transforme rapidement en vapeur, créant une pression qui peut délaminer le boîtier ou fissurer l'époxy, une défaillance connue sous le nom d'"effet pop-corn". La limite de 7 jours suppose des conditions de stockage appropriées (30°C/60%HR).

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

Scénario : Conception d'un indicateur d'état bicolore pour un dispositif médical portable.

Exigences :Le dispositif a besoin d'un seul indicateur minuscule pour montrer "Veille" (Vert) et "Défaut" (Rouge). L'espace sur carte est extrêmement limité. Le dispositif doit être conforme RoHS et sans halogène pour le marché médical mondial.

Sélection du composant :Le 19-22/R6G6C-A01/2T est un candidat idéal. Son empreinte de 2,0x1,25mm économise un espace crucial. Les puces intégrées Rouge (R6) et Ambre-Vert (G6) éliminent le besoin de deux LED séparées et de leurs cycles de placement associés. Sa conformité environnementale complète répond aux besoins réglementaires.

Conception du circuit :Deux circuits de commande indépendants sont conçus, chacun consistant en une broche GPIO d'un microcontrôleur, une résistance de limitation de courant et l'anode correspondante du boîtier LED. La cathode commune est connectée à la masse. La valeur de la résistance est calculée pour un courant cible de 15mA (bien en dessous du max de 25mA) pour la longévité : R = (3,3V - 2,0V) / 0,015A ≈ 87Ω (utiliser 82Ω ou 100Ω valeur standard).

Conception du CI :Le motif de pastilles recommandé de la fiche technique est utilisé. De petites connexions de dégagement thermique sont utilisées sur les pastilles pour faciliter le soudage tout en maintenant une bonne connexion thermique à une petite zone de masse pour la dissipation thermique.

Assemblage & Résultat :Les pièces sont fournies sur bande de 8mm pour le placement automatique. Le profil de refusion conçu est suivi précisément. Le produit final a un indicateur bicolore propre et d'apparence professionnelle qui répond à toutes les exigences de taille, fiabilité et conformité.

12. Introduction technologique

La LED 19-22 utilise le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour les deux puces R6 (Rouge) et G6 (Ambre-Vert). L'AlGaInP est un semi-conducteur composé III-V à bande interdite directe bien adapté pour produire une émission de lumière à haute efficacité dans le spectre de couleur ambre à rouge (environ 560-650 nm). En ajustant soigneusement les rapports d'Aluminium, de Gallium et d'Indium dans le réseau cristallin, l'énergie de la bande interdite - et donc la longueur d'onde du photon émis - peut être précisément réglée.

Le principe de fonctionnement de base est l'électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Là, ils se recombinent de manière radiative, libérant de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde (couleur) de ces photons est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur dans la région active. La puce est encapsulée dans une résine époxy transparente qui protège la puce semi-conductrice, agit comme une lentille pour façonner la sortie lumineuse (obtenant l'angle de vision de 130°), et assure la stabilité mécanique.

13. Tendances technologiques

Le marché des LED CMS miniatures comme la 19-22 continue d'évoluer, poussé par plusieurs tendances clés :

• Miniaturisation accrue :La demande pour des appareils électroniques grand public, des wearables et des dispositifs médicaux toujours plus petits pousse vers des LED avec des empreintes plus petites et des profils plus bas que la 19-22, comme les LED en boîtier à l'échelle de la puce (CSP) ou des types de boîtiers encore plus petits.
• Efficacité et luminance plus élevées :Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale, la conception des puces et l'efficacité d'extraction du boîtier conduisent à une intensité lumineuse plus élevée à partir de tailles de puce identiques ou plus petites, permettant aux concepteurs d'utiliser moins de courant pour la même luminosité, améliorant ainsi l'autonomie de la batterie et les performances thermiques.
• Options de couleur avancées et intégration multi-puces :La tendance illustrée par ce produit - intégrer plusieurs couleurs - s'étend pour inclure RVB (Rouge-Vert-Bleu) ou RVBB (Rouge-Vert-Bleu-Blanc) dans de minuscules boîtiers, permettant une programmabilité en couleur complète dans une source ponctuelle unique.
• Fiabilité améliorée et adaptabilité aux environnements sévères :Les développements dans les matériaux d'encapsulation (ex. : silicones au lieu d'époxy pour une meilleure résistance à la chaleur et aux UV) et les structures de boîtier améliorent la durée de vie et les performances des LED dans les applications automobiles, industrielles et extérieures.
• Intégration intelligente :Une tendance plus large implique l'intégration de circuits de contrôle (comme des pilotes à courant constant ou une logique simple) directement avec la puce LED ou dans le boîtier, évoluant vers des composants "LED intelligentes" qui simplifient la conception du système.

La série 19-22 représente une solution mature et fiable dans ce paysage, particulièrement adaptée aux applications d'indicateur rentables et à espace limité nécessitant des performances robustes et une large conformité.