Fiche technique LED CMS 17-21/Y2C Jaune Brillant - Dimensions 1,6x0,8x0,6mm - Tension 2,0V - Puissance 60mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED à montage en surface (CMS) identifiée 17-21/Y2C-AN1P2/3T. Il s'agit d'une LED monochrome jaune brillant conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant des solutions d'indication ou de rétroéclairage compactes, efficaces et fiables. Le produit est sans plomb et conforme aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH de l'UE et les exigences sans halogènes (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Avantages clés et marché cible

Le boîtier CMS 17-21 offre des avantages significatifs par rapport aux composants traditionnels à broches. Son empreinte miniature (1,6 mm x 0,8 mm) permet une densité de placement plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), réduisant ainsi la taille des cartes et, in fine, celle des équipements finaux. Sa légèreté le rend idéal pour les applications portables et miniatures. Les marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, les équipements de télécommunication (pour les indicateurs et le rétroéclairage de claviers), le rétroéclairage des tableaux de bord et des commutateurs automobiles, ainsi que les applications d'indication générales où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principales caractéristiques électriques, optiques et thermiques de la LED.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

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

• Tension inverse (V_R):5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F):25 mA. Le courant continu maximal pour un fonctionnement fiable.
• Courant direct de crête (I_FP):60 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1kHz).
• Dissipation de puissance (P_d):60 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à Ta=25°C.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle Corps Humain (HBM):2000V. Cela indique un niveau modéré de robustesse ESD ; des procédures de manipulation appropriées restent essentielles.
• 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 (T_sol):Refusion : 260°C max pendant 10 secondes. Soudage manuel : 350°C max pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à un courant direct (I_F) de 20 mA et une température ambiante (T_a) de 25°C, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_v):28,5 mcd (Min), 72,0 mcd (Max). La valeur typique n'est pas spécifiée, indiquant une large plage de classement (voir section 3). Une tolérance de ±11% s'applique.
• Angle de vision (2θ_1/2):140 degrés (Typique). Cet angle de vision large rend la LED adaptée aux applications où la visibilité sous des angles décalés est importante.
• Longueur d'onde de pic (λ_p):591 nm (Typique). La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):585,5 nm (Min), 594,5 nm (Max). Ceci définit la couleur perçue de la lumière. Une tolérance de ±1nm s'applique.
• Largeur de bande spectrale (Δλ):15 nm (Typique). La largeur du spectre émis à la moitié de l'intensité maximale (FWHM).
• Tension directe (V_F):1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max) à I_F=20mA. Ce paramètre est crucial pour le calcul de la résistance de limitation de courant dans la conception du circuit.
• Courant inverse (I_R):10 μA (Max) à V_R=5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement destiné aux tests de fuite.

3. Explication du système de classement (binning)

Pour gérer les variations de fabrication, les LED sont triées en classes de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de cohérence de couleur pour leur application.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les classes sont définies par des valeurs minimales et maximales d'intensité lumineuse à I_F=20mA.

• N1:28,5 mcd à 36,0 mcd
• N2:36,0 mcd à 45,0 mcd
• P1:45,0 mcd à 57,0 mcd
• P2:57,0 mcd à 72,0 mcd

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les classes sont définies par des valeurs minimales et maximales de longueur d'onde dominante à I_F=20mA.

• D3:585,5 nm à 588,5 nm
• D4:588,5 nm à 591,5 nm
• D5:591,5 nm à 594,5 nm

La combinaison d'un code de classe d'intensité (ex. : P1) et d'un code de classe de longueur d'onde (ex. : D4) spécifie entièrement les performances optiques clés de la LED.

4. Analyse des courbes de performance

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

• Courbe I-V (Courant-Tension):Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La courbe présente un coude autour de la V_Ftypique de 2,0V.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct:Montre généralement une augmentation quasi-linéaire de l'intensité avec le courant jusqu'à la valeur maximale, après quoi l'efficacité peut diminuer.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante:Montre la dégradation du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente. Pour les LED AlGaInP, la sortie diminue généralement avec la hausse de température.
• Distribution spectrale:Un graphique montrant l'intensité relative en fonction des longueurs d'onde, avec un pic à ~591 nm et une FWHM de ~15 nm, confirmant la couleur jaune brillant.
• Tension directe vs. Température ambiante:Montre généralement un coefficient de température négatif, où V_Fdiminue légèrement lorsque la température augmente.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier CMS standard 17-21. Les dimensions clés (en mm, tolérance ±0,1mm sauf indication) sont : Longueur=1,6, Largeur=0,8, Hauteur=0,6. Le boîtier inclut un marquage de cathode pour l'identification de la polarité lors de l'assemblage. Le schéma de pastilles exact (land pattern) est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique sur le PCB.

5.2 Identification de la polarité

Une polarité correcte est essentielle au fonctionnement. Le boîtier présente un marquage de cathode distinct. La fiche technique fournit un diagramme clair montrant l'emplacement de ce marquage par rapport à la puce interne et aux pastilles externes. Les concepteurs doivent l'aligner avec l'empreinte correspondante sur le schéma du PCB.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Le respect de ces recommandations est critique pour la fiabilité et pour prévenir les dommages pendant le processus de fabrication.

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage:150°C à 200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C):60-150 secondes.
• Température de pic:260°C maximum, maintenue pendant pas plus de 10 secondes.
• Taux de chauffage:Maximum 6°C/seconde jusqu'à 255°C.
• Taux de refroidissement:Maximum 3°C/seconde.

Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Utilisez un fer à souder avec une température de panne < 350°C.
• Appliquez la chaleur à chaque borne pendant < 3 secondes.
• Utilisez un fer d'une puissance < 25W.
• Laissez un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne.
• Faites preuve d'une extrême prudence car le soudage manuel présente un risque plus élevé de dommage thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Le produit est conditionné dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'utilisation.
• Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 60% d'Humidité Relative.
• La "durée de vie hors sac" après ouverture est de 168 heures (7 jours).
• Si la durée de vie hors sac est dépassée ou si le dessiccant indique une absorption d'humidité, un séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse de 8mm sur des bobines de diamètre 7 pouces. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine sont fournies pour assurer la compatibilité avec les équipements automatisés de pick-and-place.

7.2 Informations sur l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte :

• CPN:Numéro de produit client.
• P/N:Numéro de produit du fabricant (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:Quantité conditionnée.
• CAT:Classe d'intensité lumineuse (ex. : N1, P2).
• HUE:Classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (ex. : D4, D5).
• REF:Classe de tension directe.
• LOT No:Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage:Idéal pour les instruments de tableau de bord, les commutateurs à membrane et l'éclairage de symboles grâce à son large angle de vision et sa couleur uniforme.
• Télécommunications:Indicateurs d'état et rétroéclairage de claviers dans les téléphones, télécopieurs et équipements réseau.
• Électronique grand public:Indication d'état générale, voyants de mise sous tension et rétroéclairage pour petits écrans LCD dans divers appareils portables.
• Indication générale:Toute application nécessitant un signal visuel jaune brillant, compact et fiable.

8.2 Considérations de conception critiques

• Limitation de courant:Une résistance série externe estOBLIGATOIREpour limiter le courant direct. La V_Fde la LED a une plage (1,7V-2,4V), donc la résistance doit être calculée pour le pire cas (V_Fminimale) pour éviter le surcourant et la destruction. La formule est R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Gestion thermique:Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer un bon chemin thermique des pastilles de la LED vers le PCB est important pour maintenir l'intensité lumineuse et la longévité, surtout dans des environnements à haute température ambiante.
• Protection ESD:Mettre en œuvre les précautions ESD standard pendant la manipulation et l'assemblage. Bien que classée pour 2000V HBM, une protection de circuit supplémentaire peut être nécessaire dans des environnements sensibles.
• Conception optique:Prenez en compte l'angle de vision de 140 degrés lors de la conception de guides de lumière, de lentilles ou de diffuseurs pour obtenir le motif d'éclairage souhaité.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes technologies de LED traversantes, cette LED CMS offre :

• Réduction de taille:Empreinte et profil considérablement plus petits, permettant la miniaturisation.
• Compatibilité avec l'automatisation:Conçue pour le pick-and-place et le soudage par refusion automatisés à haute vitesse, réduisant les coûts d'assemblage.
• Fiabilité améliorée:La construction CMS offre souvent une meilleure résistance aux vibrations et aux cycles thermiques.
• Angle de vision plus large:L'angle de vision de 140 degrés est généralement supérieur à celui de nombreuses LED traditionnelles à faisceau plus étroit.

Dans la catégorie des LED CMS, l'utilisation d'une puce AIGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour l'émission jaune offre généralement une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux anciennes technologies comme le GaAsP.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Comment calculer la valeur de la résistance de limitation de courant ?

R : Utilisez la formule R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V, en utilisant la valeurminimale V_Fde la fiche technique (1,7V) et un I_Fcible de 20mA : R = (5 - 1,7) / 0,02 = 165 Ω. Choisissez la valeur standard la plus proche (ex. : 160 Ω ou 180 Ω) et vérifiez la puissance nominale.

Q2 : Puis-je piloter cette LED sans résistance si ma tension d'alimentation correspond à la V_Ftypique (2,0V) ?

R :No.La V_Fa une plage (1,7V-2,4V). Une alimentation de 2,0V pourrait suralimenter les LED ayant une V_Fréelle plus basse. De plus, V_Fdiminue avec la température, créant un risque d'emballement thermique. Utilisez toujours une résistance série.

Q3 : Que signifie la spécification de couleur "jaune brillant" ?

R : Cela fait référence à la teinte spécifique de jaune produite par la puce AIGaInP, caractérisée par une longueur d'onde dominante dans la plage 585-595 nm. C'est une couleur jaune saturée et vive.

Q4 : Pourquoi y a-t-il une limite de 7 jours après l'ouverture du sac étanche à l'humidité ?

R : Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut se dilater rapidement ("effet pop-corn"), provoquant un délaminage interne ou des fissures. La durée de vie hors sac de 7 jours et les instructions de séchage gèrent ce risque.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un dispositif médical portable.

Exigences:Plusieurs LED d'état (Alimentation, Batterie faible, Erreur), espace sur carte très limité, doit résister à un nettoyage occasionnel, luminosité et couleur uniformes sur toutes les unités.

Mise en œuvre avec la LED 17-21/Y2C :

1. Sélection des composants:Spécifiez des LED d'une seule classe d'intensité (ex. : P1) et d'une seule classe de longueur d'onde (ex. : D4) pour assurer une cohérence visuelle.
2. Conception du PCB:Utilisez la petite empreinte de 1,6x0,8mm pour placer 3-4 LED en rangée dans une zone très réduite. Suivez le land pattern recommandé pour un soudage fiable.
3. Conception du circuit:Utilisez un rail commun de 3,3V. Calculez la résistance pour chaque LED : R = (3,3 - 1,7) / 0,02 = 80 Ω (utilisez 82 Ω). Vérifiez la puissance de la résistance : P = I²R = (0,02)²*82 = 0,033W, donc une résistance en boîtier 0603 ou 0402 est suffisante.
4. Processus d'assemblage:Gardez les bobines scellées jusqu'à ce que la ligne de production soit prête. Suivez le profil de refusion exact. Effectuez une inspection visuelle après soudage.
5. Résultat:Un panneau d'indicateurs compact et fiable avec des signaux jaune brillant uniformes, répondant aux exigences d'espace, de fiabilité et d'esthétique.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif photonique à semi-conducteur. Son cœur est une puce fabriquée à partir de matériaux AIGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe supérieure au potentiel de jonction de la diode (V_F) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active du semi-conducteur. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches AIGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le jaune brillant (~591 nm). L'encapsulant en résine époxy protège la puce, agit comme une lentille pour façonner le faisceau lumineux (obtenant l'angle de vision de 140 degrés), et peut contenir des luminophores ou des colorants, bien que pour un jaune brillant "water-clear", il soit généralement non modifié.

13. Tendances et contexte industriel

La LED CMS 17-21 représente un standard de boîtier mature et largement adopté dans l'industrie électronique. Les tendances actuelles influençant ce segment de produit incluent :

• Miniaturisation accrue:Bien que le 17-21 (1608 métrique) reste populaire, il y a une poussée continue vers des boîtiers encore plus petits comme le 15-21 (1508) et le 10-20 (1005) pour les appareils ultra-compacts.
• Efficacité plus élevée:Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces visent à fournir une intensité lumineuse (mcd) plus élevée aux mêmes courants de commande ou inférieurs, améliorant l'efficacité énergétique globale du système.
• Cohérence de couleur améliorée:Des spécifications de classement plus strictes et des contrôles de fabrication avancés réduisent les variations au sein des lots de production et d'un lot à l'autre, ce qui est critique pour les applications nécessitant une apparence uniforme.
• Élargissement de la conformité environnementale:Au-delà de RoHS et REACH, une attention croissante est portée aux déclarations complètes de matériaux et à la réduction de l'utilisation d'autres substances préoccupantes dans toute la chaîne d'approvisionnement.
• Intégration:Une tendance vers l'intégration de plusieurs puces LED (RV B, ou plusieurs monochromes) dans un seul boîtier, ou la combinaison de la LED avec des circuits de commande, est observée pour des solutions d'éclairage et de signalisation plus avancées, bien que les LED discrètes simples comme celle-ci restent fondamentales pour les fonctions d'indication de base.

Cette LED, avec son boîtier standard, sa technologie AIGaInP éprouvée et sa conformité complète, est bien positionnée dans ces tendances en tant que composant fiable et polyvalent.