Fiche technique LED SMD 19-213 Rouge Foncé Transparent - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-213 est une LED à montage en surface compacte, conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un placement de composants à haute densité. Elle utilise la technologie semi-conductrice AlGaInP pour produire une émission de couleur rouge foncé. L'avantage principal de ce composant réside dans son empreinte miniature, qui permet des conceptions de circuits imprimés plus petites, réduit les besoins en stockage et contribue finalement à la miniaturisation des équipements finaux. Sa construction légère en fait également un choix idéal pour les applications portables et à espace contraint.

La LED est conditionnée sur une bande de 8 mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatique par pick-and-place. Elle est conçue pour la fiabilité et la conformité environnementale : sans plomb, conforme RoHS, conforme au règlement REACH de l'UE et répondant aux normes sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Avantages fondamentaux

• Miniaturisation :Significativement plus petite que les LED traditionnelles à boîtier à broches, permettant une densité de placement plus élevée.
• Adapté à l'automatisation :Livrée en conditionnement bande et bobine pour un assemblage automatisé à grande vitesse.
• Compatibilité des procédés :Adaptée aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR) et par phase vapeur.
• Conformité environnementale :Respecte les principales normes environnementales et de sécurité mondiales (sans plomb, RoHS, REACH, sans halogène).
• Performance fiable :Caractéristiques électro-optiques stables dans les conditions de fonctionnement spécifiées.

1.2 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans divers rôles d'éclairage et d'indication, notamment :

• Rétroéclairage :Pour les tableaux de bord, les interrupteurs et les symboles.
• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
• Écrans LCD :Unités de rétroéclairage plat.
• Indication à usage général :Toute application nécessitant un indicateur compact, lumineux et de couleur rouge foncé.

2. Analyse approfondie des spécifications 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 ou au-delà de ces limites n'est pas conseillé.

Interprétation :La faible tension inverse nominale (5V) indique que ce dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse et nécessite une protection dans les circuits où une tension inverse est possible. Le courant direct nominal de 25mA est la limite continue en courant continu. La valeur de crête de 60mA permet de brèves impulsions, utiles dans les applications d'affichage multiplexé. La valeur ESD de 2000V HBM est standard pour les LED, indiquant la nécessité de précautions de manipulation ESD standard pendant l'assemblage.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température de jonction (Tj) de 25°C sous un courant direct (IF) de 20mA, sauf indication contraire. Ils définissent la performance typique du dispositif.

Interprétation :L'intensité lumineuse a une large plage de classement (45-112 mcd), qui est traitée dans le système de binning. L'angle de vision de 120 degrés est très large, fournissant un motif lumineux diffus et étendu adapté au rétroéclairage et à l'indication générale. La plage de longueur d'onde dominante de 625,5-637,5 nm place l'émission fermement dans la partie rouge foncé du spectre. La largeur de bande spectrale typique de 20 nm indique une émission de couleur relativement pure. La tension directe est relativement faible, typique des LED AlGaInP, ce qui aide à minimiser la consommation d'énergie.

2.3 Considérations thermiques

Bien que non détaillée explicitement dans un paramètre de résistance thermique séparé, la gestion thermique est critique. La puissance dissipée maximale absolue est de 60 mW. La dépasser, surtout à des températures ambiantes élevées, réduira le flux lumineux et la durée de vie. La courbe de déclassement (montrée dans le PDF) illustre comment le courant direct maximal autorisé diminue à mesure que la température ambiante augmente au-dessus de 25°C. Une conception de circuit imprimé appropriée avec un dégagement thermique adéquat est recommandée pour les applications fonctionnant à des courants élevés ou dans des environnements à température élevée.

3. Explication du système de binning

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées (binnées) en fonction de paramètres de performance clés. Le modèle 19-213 utilise un système de binning tridimensionnel pour l'Intensité Lumineuse (Iv), la Longueur d'Onde Dominante (λd) et la Tension Directe (VF).

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

Le code produit \"R7C-AP1Q2L/3T\" suggère une combinaison de bins spécifique. En l'analysant : \"Q2\" correspond probablement au bin d'intensité lumineuse (90-112 mcd).

3.2 Binning de la longueur d'onde dominante

Dans le code produit, \"R7C\" peut indiquer le bin de longueur d'onde. \"R\" désigne souvent le rouge, et \"7C\" pourrait spécifier une coordonnée de chromaticité ou un sous-bin de longueur d'onde particulier dans la plage E6-E8.

3.3 Binning de la tension directe

Le \"AP1\" dans le code produit pourrait être lié au bin de tension directe. Ce binning est crucial pour les concepteurs afin d'assurer une luminosité constante lorsque plusieurs LED sont alimentées en série, car une LED du bin Vf plus élevé chutera plus de tension, réduisant potentiellement le courant et la luminosité si cela n'est pas pris en compte dans le circuit de limitation de courant.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre que l'intensité lumineuse augmente de manière super-linéaire avec le courant direct à des courants plus faibles, puis tend à saturer à des courants plus élevés (typiquement au-dessus des 20mA recommandés). Alimenter la LED au-dessus de son courant nominal conduit à des rendements lumineux décroissants tout en augmentant significativement la chaleur et en accélérant la dégradation.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

Il s'agit d'une courbe critique pour la conception thermique. Elle démontre que le flux lumineux diminue à mesure que la température ambiante (et donc de jonction) augmente. Pour les LED AlGaInP, le flux peut chuter d'environ 20 à 30% sur la plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C. Les conceptions destinées aux environnements à haute température doivent tenir compte de ce déclassement pour maintenir une luminosité suffisante.

4.3 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe IV montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension directe a un coefficient de température négatif (elle diminue lorsque la température augmente). Ceci est important pour les schémas d'alimentation à tension constante, car une LED plus chaude tirera plus de courant, pouvant conduire à un emballement thermique si elle n'est pas correctement limitée en courant.

4.4 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le tracé spectral confirme la longueur d'onde de crête et la FWHM d'environ 20 nm. Le diagramme de rayonnement (diagramme polaire) confirme visuellement l'angle de vision de 120 degrés, montrant un profil d'émission large et régulier idéal pour un éclairage uniforme.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un boîtier SMD très compact. Les dimensions clés (en mm) sont approximativement : Longueur (L) = 2,0, Largeur (W) = 1,25, Hauteur (H) = 0,8. La cathode est généralement identifiée par un marquage ou un coin chanfreiné sur le boîtier. Les dimensions exactes et la disposition des pastilles doivent être prises à partir du dessin de dimension détaillé dans le PDF pour la conception de l'empreinte PCB. Les tolérances sont typiquement de ±0,1 mm.

5.2 Identification de la polarité

La polarité correcte est essentielle. Le dessin du boîtier dans la fiche technique indique les pastilles d'anode et de cathode. Une connexion incorrecte empêchera la LED de s'allumer et l'application de la tension inverse maximale de 5V pourrait endommager le dispositif.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La LED est compatible avec les procédés de refusion sans plomb. Le profil de température recommandé est crucial pour la fiabilité :

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :60-150 secondes au-dessus de 217°C.
• Température de pic :Maximum de 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes.
• Vitesse de montée :Maximum 6°C/seconde.
• Vitesse de descente :Maximum 3°C/seconde.

Règle critique :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même dispositif pour éviter les dommages par contrainte thermique à la résine époxy et aux liaisons internes.

6.2 Soudage manuel

Si une réparation manuelle est nécessaire, une extrême prudence est de mise :

• Température de la pointe du fer à souder : < 350°C.
• Temps de contact par borne : < 3 secondes.
• Puissance du fer à souder : < 25W.
• Respecter un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour permettre la dissipation de la chaleur.

La fiche technique avertit explicitement que les dommages surviennent souvent pendant le soudage manuel.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

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

1. Ne pas ouvrirle sac avant d'être prêt à l'emploi.
2. Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 60% d'Humidité Relative.
3. La \"Durée de vie hors sac\" après ouverture est de 168 heures (7 jours).
4. Si la durée de vie hors sac est dépassée ou si l'indicateur de dessiccant montre une saturation, untraitement de séchageest requis : 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bobine et de la bande

Le conditionnement standard est de 3000 pièces par bobine. La largeur de la bande porteuse est de 8 mm, enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les dimensions détaillées de la bobine, des alvéoles de la bande porteuse et de la bande de couverture sont fournies dans le PDF pour la compatibilité avec les chargeurs d'équipements automatisés.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations clés pour la traçabilité et la vérification :

• CPN :Numéro de pièce du client (si attribué).
• P/N :Numéro de pièce du fabricant (ex. : 19-213/R7C-AP1Q2L/3T).
• QTY :Quantité de pièces sur la bobine.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : Q2).
• HUE :Classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (ex. : liée à R7C).
• REF :Classe de tension directe (ex. : liée à AP1).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour le suivi qualité.

8. Considérations de conception d'application

8.1 La limitation de courant est obligatoire

La première \"Précaution d'utilisation\" de la fiche technique est catégorique :Une résistance de limitation de courant externe (ou un pilote à courant constant) DOIT être utilisée.Les LED présentent une augmentation rapide du courant avec une faible augmentation de la tension au-delà de leur tension directe (Vf). Un fonctionnement direct à partir d'une source de tension sans contrôle de courant entraînera un courant excessif, une surchauffe immédiate et une défaillance catastrophique.

8.2 Conception du circuit imprimé

Évitez les contraintes mécaniques sur la LED pendant et après le soudage. Ne pliez pas et ne déformez pas le PCB à proximité de la LED après l'assemblage, car cela peut fissurer les soudures ou le boîtier de la LED elle-même. Assurez-vous que l'empreinte PCB correspond au motif de pastille recommandé pour obtenir un cordon de soudure fiable.

8.3 Gestion thermique dans les matrices

Lors de la conception de matrices de ces LED pour le rétroéclairage, considérez la puissance totale dissipée. Espacer correctement les LED et prévoir des vias thermiques (si sur un circuit multicouche) peut aider à dissiper la chaleur et à éviter les points chauds localisés qui réduisent la luminosité et la longévité.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de la LED 19-213 dans sa catégorie sont la combinaison d'une taille de boîtier très compacte, d'un large angle de vision de 120 degrés avec une résine transparente (offrant une intensité élevée sur l'axe) et d'une conformité totale aux normes environnementales modernes. Comparée aux anciennes LED à résine diffusante, la lentille transparente offre une intensité lumineuse plus élevée pour la même taille de puce, bien qu'avec un faisceau plus directionnel qui est efficacement élargi par l'angle de 120 degrés. Sa technologie AlGaInP offre un rendement plus élevé et une meilleure saturation des couleurs dans le spectre rouge/orange par rapport aux anciennes technologies comme le GaAsP.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je alimenter cette LED sans résistance si mon alimentation est exactement de 2,0V ?

No.C'est dangereux. La tension directe (Vf) a une tolérance et un coefficient de température négatif. Une alimentation de 2,0V pourrait être inférieure à Vf à 25°C, mais à mesure que la LED chauffe, Vf diminue. Cela pourrait provoquer une augmentation incontrôlable du courant. Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant réglé sur 20mA ou moins.

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

Les boîtiers plastiques SMD peuvent 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 interne qui peut délaminer le boîtier ou fissurer l'époxy, entraînant une défaillance immédiate ou latente. Le processus de séchage élimine en toute sécurité cette humidité absorbée.

10.3 Comment interpréter le code produit 19-213/R7C-AP1Q2L/3T ?

Il s'agit d'un numéro de pièce complet spécifiant des bins de performance exacts :

• 19-213 :Famille de produit de base et boîtier.
• R7C :Spécifie probablement le bin de chromaticité/longueur d'onde rouge foncé.
• AP1 :Spécifie probablement le bin de tension directe.
• Q2 :Spécifie le bin d'intensité lumineuse (90-112 mcd).
• L/3T :Peut indiquer d'autres attributs comme le type de conditionnement ou un marquage spécial.

Consultez la documentation complète des codes de bin du fabricant pour des définitions précises.

11. Exemple de conception et de cas d'utilisation

11.1 Rétroéclairage d'interrupteur de tableau de bord

Scénario :Conception du rétroéclairage pour un interrupteur de tableau de bord automobile nécessitant une lueur rouge uniforme derrière un symbole.Mise en œuvre :Utilisez 2 à 3 pièces de la LED 19-213 placées derrière un guide de lumière ou un diffuseur. Leur large angle de vision de 120 degrés aide à créer un éclairage uniforme sans points chauds. Alimentez-les en série avec une seule résistance de limitation de courant à partir de l'alimentation 12V du véhicule (en utilisant un régulateur de tension approprié si nécessaire). Calculez la valeur de la résistance comme R = (V_alim - (N * Vf_LED)) / I_souhaitée. Pour 3 LED en série avec une Vf typique de 2,0V chacune, alimentées à 15mA à partir d'une ligne régulée de 5V : R = (5V - 6V) / 0,015A = -66,7 Ohms. Ce calcul montre un problème : la Vf totale (6V) dépasse l'alimentation (5V). Par conséquent, vous utiliseriez soit moins de LED en série (ex. : 2 LED : R = (5V - 4V)/0,015A ≈ 67 Ohms) soit vous les connecteriez en parallèle (chacune avec sa propre résistance) à partir d'une source de tension plus élevée. Cet exemple souligne l'importance de prendre en compte la tension directe dans la conception du circuit.

12. Principe de fonctionnement

La LED 19-213 est basée sur le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction P-N, les électrons du matériau de type N et les trous du matériau de type P sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour dicte la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge foncé (~639 nm de crête). La résine époxy transparente encapsule la puce semi-conductrice, assure la stabilité mécanique et agit comme une lentille pour façonner le faisceau lumineux selon l'angle de vision spécifié de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED comme le 19-213 suit plusieurs tendances clés de l'industrie :Miniaturisation :Réduction continue de la taille des boîtiers pour permettre une électronique plus dense.Rendement plus élevé :Améliorations continues de l'efficacité quantique interne et de l'extraction de la lumière du boîtier pour fournir plus de lumière (mcd) par unité d'entrée électrique (mA).Conformité environnementale :Le passage au soudage sans plomb et aux matériaux sans halogène est désormais une exigence de base dictée par des réglementations mondiales comme RoHS et REACH.Automatisation et standardisation :Le conditionnement en bande et bobine et l'adhésion aux empreintes SMD standard (comme cette taille approximative de 2,0x1,25 mm) sont essentiels pour une fabrication en volume rentable. Les futures itérations pourraient se concentrer sur une luminosité encore plus élevée dans la même empreinte, une performance thermique améliorée ou des gammes de couleurs et des indices de rendu des couleurs élargis pour les applications d'affichage.