Fiche technique DEL CMS 17-215/G6C-BM1N2L/3T - Jaune Vert Brillant - Boîtier 2.0x1.25x0.8mm - Tension 1.7-2.3V - Puissance 60mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 17-215/G6C-BM1N2L/3T est une diode électroluminescente (DEL) à montage en surface (CMS) conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Il utilise une puce semi-conductrice en AIGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium) pour produire une lumière Jaune Vert Brillant. L'avantage principal de ce composant est son encombrement miniature, qui permet des réductions significatives de la taille des cartes de circuits imprimés (PCB), une densité de composants accrue, et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus petits et plus légers. Sa construction légère le rend particulièrement adapté aux applications où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

La DEL est fournie sur bande industrielle standard de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés par pick-and-place. Elle est conçue pour être compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur, facilitant ainsi une fabrication moderne à grand volume. Le produit est classé comme monochrome, est sans plomb, et est confirmé conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité, notamment la directive européenne RoHS, les règlements REACH et les exigences sans halogène (avec Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm et leur somme <1500 ppm).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Ces valeurs ne sont pas destinées au fonctionnement normal. Pour la DEL 17-215, la tension inverse maximale (VR) est de 5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction. Le courant direct continu (IF) est nominalement de 25 mA, tandis qu'un courant direct de crête (IFP) plus élevé de 60 mA est autorisé en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 60 mW, un paramètre crucial pour la conception de la gestion thermique. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000V selon le modèle du corps humain (HBM). La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +85°C, et la plage de température de stockage (Tstg) est de -40°C à +90°C, indiquant des performances robustes dans une large gamme de conditions environnementales.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées dans des conditions de test standard : une température ambiante (Ta) de 25°C et un courant direct (IF) de 20 mA. L'intensité lumineuse (Iv) varie d'un minimum de 18,0 mcd à un maximum de 45,0 mcd, la valeur typique dépendant du code de bin spécifique. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total à mi-intensité, est typiquement de 130 degrés, offrant un diagramme d'émission large adapté au rétroéclairage et aux applications d'indicateurs.

Les caractéristiques spectrales sont définies par la longueur d'onde de crête (λp), typiquement de 575 nm, et la longueur d'onde dominante (λd), qui varie de 567,5 nm à 575,5 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est typiquement de 20 nm. La tension directe (VF) nécessaire pour alimenter la DEL à 20 mA varie de 1,7V à 2,3V, avec une valeur typique autour du milieu de cette plage. Le courant inverse (IR) est spécifié à un maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée. Il est crucial de noter que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; la cote VR est uniquement destinée au test du paramètre IR.

3. Explication du système de binning

Pour garantir la cohérence de la production et aider les concepteurs à sélectionner des composants adaptés à leurs besoins spécifiques, les DEL sont triées en bins selon trois paramètres clés : l'intensité lumineuse, la longueur d'onde dominante et la tension directe.

3.1 Bins d'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en quatre bins : M1 (18,0-22,5 mcd), M2 (22,5-28,5 mcd), N1 (28,5-36,0 mcd) et N2 (36,0-45,0 mcd). Cela permet aux concepteurs de choisir des DEL avec le niveau de luminosité approprié pour leur application, garantissant une cohérence visuelle dans les réseaux multi-DEL ou répondant à des exigences de luminosité spécifiques.

3.2 Bins de longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui est étroitement corrélée à la couleur perçue, est répartie en quatre codes : C15 (567,5-569,5 nm), C16 (569,5-571,5 nm), C17 (571,5-573,5 nm) et C18 (573,5-575,5 nm). Ce binning serré, avec une tolérance de ±1 nm, est essentiel pour les applications nécessitant un appariement de couleurs précis, comme les indicateurs d'état ou le rétroéclairage où l'uniformité des couleurs est critique.

3.3 Bins de tension directe

La tension directe est divisée en six bins, étiquetés de 19 à 24, chacun couvrant une plage de 0,1V de 1,7V à 2,3V. La connaissance du bin VF est importante pour concevoir des circuits de limitation de courant efficaces, en particulier lors de l'alimentation de plusieurs DEL en série, afin d'assurer une distribution de courant uniforme et une consommation d'énergie prévisible.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que la fiche technique indique une section pour les courbes caractéristiques électro-optiques typiques, les graphiques spécifiques (par exemple, intensité lumineuse relative en fonction du courant direct, tension directe en fonction de la température de jonction, distribution spectrale) ne sont pas fournis dans le texte extrait. Dans une fiche technique complète, ces courbes sont vitales pour comprendre le comportement du composant dans des conditions non standard. Les concepteurs s'appuient généralement sur la courbe IV pour déterminer la résistance dynamique, sur la courbe de déclassement thermique pour comprendre la réduction de luminosité à haute température, et sur le tracé spectral pour vérifier la pureté de la couleur et la largeur à mi-hauteur (FWHM).

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La DEL présente un boîtier CMS compact. Les dimensions clés (en millimètres) sont les suivantes : la longueur totale est de 2,0 mm, la largeur de 1,25 mm et la hauteur de 0,8 mm. La cathode est généralement identifiée par un marquage ou un coin chanfreiné sur le boîtier. La recommandation de motif de pastilles (empreinte) pour la conception de PCB inclut les dimensions et l'espacement des plots pour assurer un soudage fiable et une stabilité mécanique. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm.

5.2 Spécifications d'emballage

Les composants sont livrés dans un système d'emballage résistant à l'humidité. Ils sont logés dans une bande porteuse avec des alvéoles dimensionnées pour l'empreinte de 2,0x1,25mm. Cette bande porteuse est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. L'emballage comprend un dessiccant et est scellé dans un sac étanche à l'humidité en aluminium pour protéger les DEL de l'humidité ambiante pendant le stockage et le transport, ce qui est crucial pour prévenir l'effet "pop-corn" pendant le soudage par refusion.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Pour le soudage sans plomb, un profil de température spécifique doit être suivi. La zone de préchauffage doit monter de 150°C à 200°C sur 60 à 120 secondes. Le temps au-dessus de la température du liquidus (217°C) doit être maintenu pendant 60 à 150 secondes. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps à ce pic doit être au maximum de 10 secondes. La vitesse de montée maximale vers le pic est de 6°C/sec, et le temps maximum au-dessus de 255°C est de 30 secondes. La vitesse de refroidissement doit être contrôlée à un maximum de 3°C/sec. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur la même DEL.

6.2 Soudage manuel et stockage

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de rigueur. La température de la pointe du fer à souder doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact avec chaque borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à faible puissance (≤25W) est recommandé, avec un intervalle d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne. Aucune contrainte ne doit être appliquée sur la DEL pendant le chauffage, et le PCB ne doit pas être déformé après le soudage.

Pour le stockage, le sac étanche à l'humidité ne doit pas être ouvert avant que les DEL ne soient prêtes à être utilisées. Après ouverture, les DEL non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'humidité relative. La "durée de vie au sol" après ouverture du sac est de 168 heures (7 jours). Si ce délai est dépassé ou si l'indicateur de dessiccant montre une saturation, un traitement de séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Applications typiques

Cette DEL est bien adaptée à diverses fonctions d'indicateur et de rétroéclairage. Les applications courantes incluent le rétroéclairage des tableaux de bord et commutateurs automobiles, les indicateurs d'état et le rétroéclairage des claviers dans les appareils de télécommunication (téléphones, télécopieurs), le rétroéclairage plat pour petits écrans LCD, et l'utilisation générale comme indicateur lorsqu'un signal jaune-vert brillant est requis.

7.2 Considérations de conception critiques

Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. Les DEL présentent une caractéristique IV hautement non linéaire ; une petite augmentation de la tension directe au-delà de la valeur nominale peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant. La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation, de la tension directe de la DEL (en tenant compte de son bin) et du courant de fonctionnement souhaité (≤25 mA en continu).

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (60 mW max), une conception thermique appropriée sur le PCB reste importante, surtout lors d'un fonctionnement à haute température ambiante ou dans des espaces clos. Une surface de cuivre adéquate autour des plots thermiques peut aider à dissiper la chaleur et à maintenir les performances et la longévité de la DEL.

Protection ESD :Bien que la DEL ait une cote ESD HBM de 2000V, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation pour prévenir les dommages latents.

8. Restrictions d'application et notes de fiabilité

Ce produit est conçu pour des applications commerciales et industrielles générales. Il est explicitement indiqué qu'il peut ne pas convenir à des applications à haute fiabilité sans consultation préalable. Ces applications restreintes incluent les systèmes militaires et aérospatiaux, les systèmes de sécurité automobile (par exemple, commandes d'airbag, feux stop) et les équipements médicaux critiques pour la vie. Pour de telles utilisations, des produits avec des spécifications, des niveaux de qualification et des données de fiabilité différents sont généralement requis. Les garanties de performances fournies dans cette fiche technique ne s'appliquent que lorsque le composant est utilisé dans les limites des valeurs maximales absolues spécifiées et des conditions de fonctionnement recommandées.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation de cette DEL est la combinaison d'un matériau de puce AIGaInP spécifique produisant une couleur Jaune Vert Brillant avec un boîtier CMS très compact de 2,0x1,25mm. Comparée aux anciennes DEL traversantes ou aux DEL CMS plus grandes, elle offre des économies d'espace significatives. Le large angle de vision de 130 degrés est avantageux pour les applications nécessitant un éclairage large plutôt qu'un faisceau focalisé. Sa conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, REACH, Sans Halogène) la rend adaptée aux produits avec des déclarations de matériaux strictes. Le système de binning détaillé offre aux concepteurs un niveau élevé de contrôle sur la cohérence des couleurs et de la luminosité dans leurs produits.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la DEL. Pour un émetteur à bande étroite comme cette DEL, elles sont souvent proches, mais λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Puis-je alimenter cette DEL sans résistance de limitation de courant si mon alimentation est une source de courant constant ?

R : Oui, un pilote à courant constant est une méthode excellente et souvent préférée pour alimenter les DEL, car il contrôle directement la variable primaire (le courant) qui détermine la sortie lumineuse et assure un fonctionnement stable quelles que soient les variations de tension directe entre les unités ou avec la température.

Q : Pourquoi la procédure de stockage et de séchage est-elle si importante ?

R : Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier en résine époxy (un phénomène connu sous le nom d'effet "pop-corn" ou "délaminage"). Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) et les procédures de séchage préviennent ce mode de défaillance.

Q : Comment interpréter l'étiquette sur la bobine ?

R : L'étiquette de la bobine contient des informations clés : CPN (Numéro de pièce client), P/N (Numéro de pièce fabricant), QTY (Quantité sur la bobine), CAT (Code de bin d'intensité lumineuse), HUE (Code de bin de longueur d'onde dominante), REF (Code de bin de tension directe) et LOT No (Numéro de lot de fabrication traçable).

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau multi-indicateurs.Un concepteur crée un panneau de contrôle avec 20 indicateurs d'état. L'uniformité de la luminosité et de la couleur est critique pour l'expérience utilisateur. En utilisant les informations de binning, le concepteur peut spécifier des DEL provenant du même bin d'intensité lumineuse (par exemple, toutes du N1) et du même bin de longueur d'onde dominante (par exemple, toutes du C17) lors de la commande. Cette présélection au stade de l'approvisionnement minimise les variations de luminosité et de couleur sur le panneau assemblé final, éliminant le besoin d'étalonnage ou de tri post-production. De plus, connaître le bin de tension directe (par exemple, 21 pour 1,9-2,0V) permet un calcul précis de la valeur de la résistance de limitation de courant lors de la connexion de plusieurs DEL en série à une alimentation de 12V, garantissant que chaque DEL reçoit le courant prévu.

12. Principe de fonctionnement

Cette DEL fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La région active est composée d'AIGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium). Lorsqu'une tension de polarisation directe est appliquée, 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, libérant de l'énergie sous forme de photons. L'énergie de bande interdite spécifique de l'alliage AIGaInP détermine la longueur d'onde de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans la région jaune-vert du spectre visible (autour de 575 nm). Le boîtier en résine époxy sert à protéger la puce semi-conductrice, à fournir une stabilité mécanique et agit comme une lentille primaire pour façonner le faisceau lumineux de sortie.

13. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie des DEL CMS continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens ou de millicandelas par watt), des tailles de boîtier plus petites pour une densité accrue, et une amélioration de la cohérence et du rendu des couleurs. Il y a également un fort accent sur l'amélioration de la fiabilité et de la longévité sous des courants et températures de fonctionnement plus élevés. De plus, la quête de durabilité pousse à une conformité plus large aux réglementations environnementales et au développement de matériaux encore plus écologiques dans les processus d'emballage et de fabrication. Les procédures détaillées de binning et de gestion de la sensibilité à l'humidité mises en évidence dans cette fiche technique reflètent la tendance de l'industrie vers une plus grande précision et fiabilité dans les environnements de fabrication automatisés à grand volume.