Fiche technique LED CMS 12-21/GHC-YR2S2/2C - Vert Brillant - 3,5V - 20mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 12-21/GHC-YR2S2/2C est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Ce composant représente une avancée significative par rapport aux LED traditionnelles à broches, offrant des avantages substantiels en termes d'utilisation de l'espace sur carte, d'efficacité d'assemblage et de miniaturisation globale du système. Son principal avantage réside dans son empreinte extrêmement réduite, ce qui contribue directement à une densité de placement plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), à des besoins de stockage réduits et, in fine, à la création d'équipements finaux plus petits et plus légers. La légèreté du boîtier le rend particulièrement adapté aux applications où le poids et l'espace sont des contraintes critiques.

Cette LED est de type monochrome, émettant une lumière verte brillante. Elle est fabriquée à partir d'une puce en InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium), encapsulée dans une résine transparente. Cette combinaison est responsable de ses caractéristiques optiques spécifiques. Le produit est entièrement conforme aux normes environnementales et de sécurité contemporaines : il est sans plomb (Pb-free), conforme au règlement REACH de l'UE et classé sans halogène, avec des limites strictes sur la teneur en Brome (Br) et Chlore (Cl).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le composant au-delà de ces limites peut entraîner des dommages permanents. Les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut endommager la jonction semi-conductrice.
• Courant direct continu (I_F) :25 mA. C'est le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz.
• Dissipation de puissance (P_d) :95 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du Corps Humain (HBM) :150 V. Cela indique la sensibilité du composant à l'électricité statique ; des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. Le fonctionnement du composant est garanti dans cette plage de température ambiante.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C.
• Température de soudage (T_sol) :Le composant peut supporter un soudage par refusion avec une température de pic de 260°C pendant 10 secondes maximum. Pour le soudage manuel, la température de la panne du fer ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres définissent la sortie lumineuse et le comportement électrique dans des conditions de fonctionnement normales, typiquement à I_F= 20 mA et Ta = 25°C.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend d'un minimum de 140 mcd à un maximum de 285 mcd, avec une tolérance typique de ±11%. Cela mesure la luminosité perçue de la source lumineuse.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). Cet angle de vision large rend la LED adaptée aux applications nécessitant une grande visibilité.
• Longueur d'onde de pic (λ_p) :518 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle l'émission optique est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 520 nm à 535 nm, avec une tolérance de ±1 nm. Cette longueur d'onde correspond le plus à la couleur perçue (vert).
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :35 nm (typique). Cela indique l'étalement des longueurs d'onde émises autour du pic.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 3,5 V, avec un maximum de 4,3 V à 20 mA, et une tolérance de ±0,1 V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 50 μA à V_R= 5 V. C'est le faible courant de fuite lorsque le composant est polarisé en inverse.

3. Explication du système de tri

Pour garantir une uniformité de luminosité et de couleur, les LED sont triées en lots ("bins") en fonction de leurs performances mesurées.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en trois lots (R2, S1, S2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à I_F= 20 mA.

• Lot R2 :140 mcd (Min) à 180 mcd (Max)
• Lot S1 :180 mcd (Min) à 225 mcd (Max)
• Lot S2 :225 mcd (Min) à 285 mcd (Max)

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les LED sont également triées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler la teinte de vert.

• Lot X :520 nm (Min) à 525 nm (Max)
• Lot Y :525 nm (Min) à 530 nm (Max)
• Lot Z :530 nm (Min) à 535 nm (Max)

Les codes de lot spécifiques (par exemple, YR2S2 dans la référence) indiquent la combinaison des lots de longueur d'onde et d'intensité pour une unité donnée, permettant aux concepteurs de sélectionner des LED aux caractéristiques étroitement appariées pour une apparence uniforme dans les réseaux à plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques électro-optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits ici, ils incluent généralement les relations suivantes, critiques pour la conception :

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Cette courbe non linéaire montre comment la tension augmente avec le courant. Fonctionner au courant recommandé de 20mA garantit des performances stables dans la plage V_F range.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, jusqu'à la valeur maximale. Elle souligne l'importance de la régulation du courant, et non de la tension, pour contrôler la luminosité.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre typiquement une diminution de la sortie lumineuse lorsque la température augmente. Ceci est crucial pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour du pic de 518 nm avec la largeur de bande de 35 nm, confirmant l'émission de couleur verte pure.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED CMS 12-21 a un boîtier rectangulaire compact. Les dimensions clés (en mm, avec une tolérance générale de ±0,1mm sauf indication contraire) incluent la longueur, la largeur et la hauteur totales. Le boîtier comporte deux bornes anode/cathode sur le dessous pour le montage en surface. La conception inclut des marquages de polarité clairs (généralement une encoche ou un point vert du côté cathode) pour assurer une orientation correcte lors de l'assemblage. Le dessin dimensionnel exact fournit des informations critiques pour la conception du masque de soudure sur le PCB afin d'assurer un soudage correct et une stabilité mécanique.

5.2 Conditionnement pour expédition et stockage

Les LED sont fournies dans un emballage résistant à l'humidité pour éviter les dommages dus à l'humidité ambiante, ce qui est critique pour la conformité au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL). Elles sont chargées dans une bande transporteuse de 8 mm de large, puis enroulées sur une bobine de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. L'emballage comprend un dessiccant et est scellé dans un sac étanche à l'humidité en aluminium. L'étiquette du sac contient les informations essentielles pour la traçabilité et l'identification, notamment le Numéro de Produit (P/N), la quantité (QTY) et les codes de lot spécifiques pour l'Intensité Lumineuse (CAT), la Longueur d'Onde Dominante/Teinte (HUE) et la Tension Directe (REF).

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Précautions critiques

• Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe estabsolument obligatoire. La tension directe de la LED a un coefficient de température négatif et de légères variations peuvent provoquer des augmentations importantes et dommageables du courant si elle est alimentée directement par une source de tension.
• Stockage et manipulation :Le sac ne doit pas être ouvert avant d'être prêt à l'emploi. Avant ouverture, stocker à ≤30°C et ≤90% HR. Après ouverture, la "durée de vie au sol" est de 168 heures à ≤30°C et ≤60% HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées avec un dessiccant. Un stockage dépassé nécessite un séchage à 60±5°C pendant 24 heures.
• Soudage par refusion :Un profil de température sans plomb est spécifié. Les paramètres clés incluent une préchauffe entre 150-200°C pendant 60-120s, un temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150s, et une température de pic ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.
• Soudage manuel :Si nécessaire, utiliser un fer à souder avec une température de panne ≤350°C, une capacité ≤25W, et limiter le temps de contact à 3 secondes par borne. Laisser un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre les bornes. Éviter toute contrainte sur le boîtier pendant le chauffage.
• Réparation :La réparation après soudage est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder spécialisé à double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, évitant ainsi les contraintes mécaniques. L'impact sur les caractéristiques de la LED doit être vérifié au préalable.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéale pour le rétroéclairage d'indicateurs sur les tableaux de bord automobiles, les panneaux de commande, les interrupteurs et les boutons-poussoirs en raison de sa petite taille et de sa luminosité.
• Équipements de télécommunication :Utilisée comme indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et matériels réseau.
• Rétroéclairage de panneaux LCD :Adaptée aux besoins de rétroéclairage plat derrière les petits écrans LCD, symboles ou légendes.
• Utilisation générale comme indicateur :Un composant polyvalent pour les indicateurs de mise sous tension, les témoins lumineux d'état et l'éclairage décoratif dans une grande variété d'électroniques grand public et industriels.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de commande :Toujours utiliser un pilote à courant constant ou une source de tension avec une résistance en série. Calculer la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F, où V_Fdoit être prise comme la valeur maximale (4,3V) pour une conception robuste.
• Gestion thermique :Bien que de faible puissance, assurez-vous que la conception du PCB prévoit une dissipation thermique adéquate, surtout si plusieurs LED sont regroupées ou fonctionnent à haute température ambiante, car la chaleur réduit la sortie lumineuse et la durée de vie.
• Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés offre une large visibilité. Pour des faisceaux focalisés, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.
• Protection ESD :Mettre en œuvre une protection ESD sur les lignes d'entrée si la LED est dans un emplacement accessible à l'utilisateur, car la cote HBM de 150V indique une sensibilité modérée.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux anciens boîtiers de LED traversants (par exemple, LED 3mm ou 5mm), le format CMS 12-21 offre des avantages décisifs :

• Taille et densité :Considérablement plus petit, permettant des conceptions modernes miniaturisées impossibles avec les composants traversants.
• Coût et vitesse d'assemblage :Entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement et de soudage par refusion à grande vitesse, réduisant le temps et le coût d'assemblage par rapport à l'insertion et au soudage manuels.
• Uniformité des performances :Le processus de fabrication et de tri CMS produit généralement des paramètres optiques et électriques plus cohérents d'un lot à l'autre.
• Fiabilité :La construction solide et la fixation en surface peuvent offrir une meilleure résistance aux vibrations et aux chocs mécaniques.

Dans la catégorie des LED CMS, la combinaison spécifique de couleur verte brillante (via InGaN), d'angle de vision large et du système de tri détaillé pour l'intensité et la longueur d'onde rend ce composant adapté aux applications nécessitant une uniformité de couleur et de luminosité sur plusieurs unités.

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

Q : Pourquoi une résistance en série est-elle nécessaire si la tension directe est spécifiée ?

A : La tension directe est une caractéristique de la diode, pas un point de fonctionnement stable. Elle varie légèrement d'une unité à l'autre (tolérance) et diminue avec l'augmentation de la température. La connecter directement à une source de tension, même légèrement supérieure à son V_F, peut faire monter le courant de manière incontrôlable (emballement thermique), entraînant une défaillance immédiate. La résistance fournit une limitation de courant linéaire et stable.

Q : Que signifient les codes de lot (YR2S2), et pourquoi sont-ils importants ?

A : Les codes spécifient le sous-groupe de performance exact de la LED. 'Y' indique le lot de longueur d'onde dominante (525-530nm), 'R2' et 'S2' sont les lots d'intensité lumineuse. Pour les applications utilisant plusieurs LED (par exemple, un réseau ou un rétroéclairage), commander des pièces avec le même code de lot garantit une couleur et une luminosité visuellement uniformes, ce qui est critique pour la qualité du produit.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 5V ?

A : Oui, mais vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Par exemple, pour viser I_F=20mA avec un V_Fpire cas de 4,3V : R = (5V - 4,3V) / 0,020A = 35 ohms. La valeur standard la plus proche (33 ou 39 ohms) serait choisie, et la puissance nominale de la résistance (P = I²R) doit être calculée.

Q : À quel point les instructions de stockage et de séchage sont-elles critiques ?

A : Très critiques. Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn" qui fissure le boîtier et détruit la LED. Suivre les procédures de stockage et de séchage prévient ce mode de défaillance.

10. Clause de non-responsabilité sur les restrictions d'application

Ce produit est conçu pour des applications générales d'indication et de rétroéclairage dans l'électronique commerciale et industrielle. Il n'est explicitement pas qualifié ou recommandé pour une utilisation dans des systèmes à haute fiabilité ou critiques pour la sécurité sans consultation et qualification préalables. Ces systèmes incluent, sans s'y limiter :

• Équipements militaires, aérospatiaux ou aéronautiques.
• Systèmes de sécurité automobile (par exemple, feux stop, indicateurs d'airbag).
• Équipements médicaux de maintien des fonctions vitales ou de diagnostic.

Pour ces applications, des produits différents avec des plages de température étendues, un criblage de fiabilité plus élevé et des normes de qualification différentes sont requis. Les performances ne sont garanties qu'en tant que composant individuel dans les conditions spécifiées dans ce document. Utiliser le produit en dehors de ces spécifications annule toute garantie de performance ou de fiabilité.