Fiche technique de la LED CMS 19-213/R6C-AM2P1VY/3T - Rouge vif - 5mA - 2.2V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La 19-213 est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications générales de voyants lumineux et de rétroéclairage. Elle utilise une puce AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour produire une lumière rouge vif. Ce composant se caractérise par sa taille compacte, ce qui facilite une densité d'intégration plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB) et permet la conception d'équipements finaux plus petits. Le dispositif est fourni sur des bobines de ruban de 8 mm, le rendant entièrement compatible avec les processus d'assemblage automatisés par placement.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette LED incluent son encombrement miniature, sa construction légère et sa conformité aux normes modernes de fabrication et environnementales. Elle est sans plomb, conforme RoHS, conforme REACH et classée sans halogène. Ces caractéristiques la rendent adaptée à une large gamme d'applications : électronique grand public, équipements de télécommunication (téléphones, télécopieurs), rétroéclairage de tableaux de bord et commutateurs automobiles, et rétroéclairage général pour écrans LCD et symboles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement en dehors de ces limites n'est pas conseillé.

• Tension inverse (V_R):5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F):25mA DC. Le courant continu ne doit pas dépasser cette valeur.
• Courant direct de crête (I_FP):60mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, 1kHz) pour gérer les surtensions transitoires.
• Puissance dissipée (P_d):60mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante (T_a) de 25°C.
• Décharge électrostatique (ESD) :2000V (Modèle du corps humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont essentielles pendant l'assemblage.
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage).
• Température de soudage :Pic du profil de refusion à 260°C max pendant 10 secondes ; soudage manuel à 350°C max pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard de I_F= 5mA et T_a= 25°C. Ils définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_v):S'étend de 22,5 mcd (min) à 57,0 mcd (max), avec une tolérance typique de ±11%. La valeur réelle est déterminée par le code de tri (M2, N1, N2, P1).
• Angle de vision (2θ_1/2):Un angle typique large de 120 degrés, fournissant un diagramme d'émission étendu adapté à l'éclairage de surface.
• Longueur d'onde de pic (λ_p):Typiquement 632 nm, plaçant l'émission dans la région rouge du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):Spécifiée entre 617,5 nm et 633,5 nm, avec une tolérance de ±1 nm. C'est la coordonnée de couleur principale, triée de E4 à E7.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 20 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière rouge.
• Tension directe (V_F):S'étend de 1,70V à 2,20V à 5mA, avec une tolérance de ±0,05V. Elle est triée du code 19 à 23. Une résistance limitant le courant est obligatoire en série pour éviter l'emballement thermique dû à de légères fluctuations de tension.
• Courant inverse (I_R):Maximum 10 µA à V_R=5V. Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de tri

Le produit est trié en catégories basées sur des paramètres de performance clés pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production. Les concepteurs peuvent spécifier des catégories pour répondre à des exigences d'application strictes.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Catégories : M2 (22,5-28,5 mcd), N1 (28,5-36,0 mcd), N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd). Sélectionner une catégorie supérieure (ex : P1) garantit une luminosité minimale plus élevée.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Catégories : E4 (617,5-621,5 nm), E5 (621,5-625,5 nm), E6 (625,5-629,5 nm), E7 (629,5-633,5 nm). Ceci permet une cohérence de couleur dans les applications où plusieurs LED sont utilisées côte à côte.

3.3 Tri par tension directe

Catégories : 19 (1,70-1,80V), 20 (1,80-1,90V), 21 (1,90-2,00V), 22 (2,00-2,10V), 23 (2,10-2,20V). Faire correspondre les catégories V_Fpeut aider à obtenir un partage de courant uniforme dans les configurations en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes typiques pour une telle LED incluraient :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La tension de seuil est d'environ 1,7-2,2V.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :L'intensité augmente avec le courant mais peut saturer à des courants plus élevés en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :L'intensité diminue typiquement lorsque la température ambiante augmente, un facteur critique pour la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un graphique montrant la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 632 nm avec une largeur de bande d'environ 20 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier CMS standard. Le dessin dimensionnel spécifie la longueur, la largeur, la hauteur, les dimensions des pastilles et leurs positions avec une tolérance typique de ±0,1mm. Un agencement correct des pastilles est crucial pour un soudage fiable et une stabilité mécanique.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est typiquement marquée sur le corps du dispositif ou indiquée dans le diagramme d'empreinte. Une orientation correcte est essentielle pour le fonctionnement du circuit.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb est recommandé : Préchauffage à 150-200°C pendant 60-120s, temps au-dessus de 217°C (liquidus) pendant 60-150s, température de pic à 260°C max pendant 10 secondes max. Le taux de chauffage maximum doit être de 6°C/s et le taux de refroidissement de 3°C/s. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C, en appliquant la chaleur sur chaque borne pendant pas plus de 3 secondes. Utilisez un fer de faible puissance (<25W) et laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre les bornes pour éviter les dommages thermiques.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont emballés dans des sacs résistants à l'humidité avec dessiccant. Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'emploi. Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 60% d'HR et utilisées dans les 168 heures (7 jours). Si ce délai est dépassé, un traitement de séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification de l'emballage

Les LED sont fournies sur ruban porteur sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions de la bobine, du ruban et du ruban de couverture sont fournies dans la fiche technique.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette d'emballage inclut des informations critiques : Numéro de produit (P/N), quantité (QTY), et les codes de tri spécifiques pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante (HUE), et la Tension directe (REF), ainsi que le Numéro de lot.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Voyants d'état :Indicateurs d'alimentation, de connectivité ou de mode dans l'électronique grand public et les équipements de télécom.
• Rétroéclairage :Pour commutateurs à membrane, claviers, icônes de tableau de bord automobile et panneaux LCD nécessitant une luminosité faible à modérée.
• Éclairage décoratif général :Lorsqu'une petite taille et une couleur rouge spécifique sont nécessaires.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :TOUJOURS utiliser une résistance série. Calculez sa valeur en fonction de la tension d'alimentation (V_alim), de la tension directe de la LED (V_Fde sa catégorie), et du courant direct souhaité (I_F, ne pas dépasser 25mA). R = (V_alim- V_F) / I_F.
• Gestion thermique :Bien que de faible puissance, assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou des plots thermiques si le fonctionnement a lieu à haute température ambiante ou près du courant maximum pour maintenir le flux lumineux et la longévité.
• Protection ESD :Implémentez une protection ESD sur les lignes d'entrée si la LED est dans un emplacement accessible à l'utilisateur.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux anciens boîtiers de LED traversants, cette LED CMS offre des économies d'espace significatives, une meilleure adaptabilité à l'assemblage automatisé, et potentiellement de meilleures performances thermiques grâce à la fixation directe sur PCB. Dans la catégorie des LED rouges CMS, ses principaux points de différenciation sont sa technologie de puce AlGaInP spécifique (offrant un rendement élevé et une couleur rouge vif), son large angle de vision de 120 degrés, et sa conformité environnementale complète (RoHS, Sans Halogène).

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

10.1 Pourquoi une résistance série est-elle obligatoire ?

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Leur caractéristique V-I est exponentielle. Une petite augmentation de tension au-delà du point de seuil provoque une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant. Une résistance série rend le courant largement dépendant de la valeur de la résistance et de la tension d'alimentation, fournissant une approximation simple et efficace d'un courant constant.

10.2 Puis-je alimenter cette LED avec une tension de 3,3V ou 5V ?

Oui, les deux sont courants. Pour une alimentation de 3,3V et un I_Fcible de 5mA, avec une V_Ftypique de 2,0V, la résistance série serait R = (3,3V - 2,0V) / 0,005A = 260 Ohms. Pour une alimentation de 5V, R = (5V - 2,0V) / 0,005A = 600 Ohms. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la catégorie pour une conception conservatrice.

10.3 Que signifie l'information de "tri" pour ma conception ?

Le tri assure l'homogénéité. Si votre conception nécessite une luminosité uniforme sur plusieurs LED (ex : dans un réseau de rétroéclairage), vous devez spécifier une catégorie d'intensité lumineuse étroite (ex : P1 uniquement). De même, pour une couleur cohérente, spécifiez une catégorie de longueur d'onde dominante étroite (ex : E6 uniquement). Cela peut affecter le coût et la disponibilité.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau de voyants à plusieurs LED.Un concepteur a besoin de 10 voyants rouges sur un panneau alimenté par un rail 5V. Pour assurer une luminosité et une couleur uniformes, il spécifie les catégories P1 pour l'intensité et E6 pour la longueur d'onde. En utilisant la V_Fmaximale de la catégorie 23 (2,20V) pour une conception conservatrice, et en choisissant I_F= 10mA pour une bonne visibilité, la valeur de la résistance série est calculée : R = (5V - 2,20V) / 0,01A = 280 Ohms. La valeur standard la plus proche de 270 Ohms est sélectionnée, résultant en une légère augmentation du courant à ~10,4mA, ce qui reste dans la limite de 25mA. Les LED sont placées sur le PCB avec l'empreinte recommandée, et l'assemblage suit le profil de refusion spécifié.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une jonction p-n semi-conductrice en matériaux AlGaInP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière), un processus appelé électroluminescence. La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, le rouge vif (~632 nm). La lentille en résine transparente aide à extraire et distribuer la lumière.

13. Tendances technologiques

La tendance générale pour les LED CMS de type indicateur va vers des tailles de boîtier encore plus petites (ex : 0402, 0201 métrique) pour des dispositifs ultra-compacts, un rendement plus élevé conduisant à une intensité lumineuse plus grande à des courants plus faibles, et des gammes de couleurs étendues. Il y a également une poussée continue pour une fiabilité améliorée dans des conditions sévères (température, humidité plus élevées) et une conformité plus stricte aux réglementations environnementales mondiales. Les matériaux semi-conducteurs sous-jacents, comme l'AlGaInP et l'InGaN (pour le bleu/vert), sont constamment améliorés pour de meilleures performances et un meilleur rapport coût-efficacité.