Fiche technique LED CMS 19-21/S2C-AL2M2VY/3T - Dimensions 2.0x1.25x0.8mm - Tension 1.7-2.2V - Couleur Orange Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-21/S2C-AL2M2VY/3T est une LED à montage en surface (CMS) utilisant la technologie de puce AlGaInP pour émettre une couleur orange brillant. Ce composant est conçu pour les assemblages électroniques modernes et compacts, offrant des avantages significatifs en termes d'utilisation de l'espace sur carte et de processus de fabrication automatisés.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de cette LED est son empreinte miniature. Étant nettement plus petite que les LED traditionnelles à broches, elle permet la conception de cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée, une réduction des besoins en espace de stockage et, finalement, la création d'équipements finaux plus compacts. Sa construction légère en fait un choix idéal pour les applications où la taille et le poids sont des contraintes critiques.

Cette LED est monochrome, sans plomb (Pb-free) et conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH de l'UE et les normes sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Elle est fournie en bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements automatiques de placement standard utilisés dans la fabrication électronique de grande série. Le composant est également compatible avec les processus de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur.

2. Spécifications techniques et interprétation approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F) :25 mA (continu).
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA (avec un cycle de service de 1/10 et une fréquence de 1 kHz). Cette valeur est uniquement pour un fonctionnement en impulsions.
• Puissance dissipée (P_d) :60 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :2000 V. Cela indique un niveau modéré de sensibilité aux ESD ; des procédures de manipulation appropriées contre les décharges électrostatiques sont requises.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 °C à +85 °C. Le composant est conçu pour des applications dans la plage de température industrielle.
• Température de stockage (T_stg) :-40 °C à +90 °C.
• Température de soudage :Pour le soudage par refusion, une température de pic de 260 °C pendant un maximum de 10 secondes est spécifiée. Pour le soudage manuel, la température de la panne du fer ne doit pas dépasser 350 °C pendant un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à une température ambiante (T_a) de 25 °C et un courant direct (I_F) de 5 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend d'un minimum de 14,5 mcd à un maximum de 28,5 mcd. La valeur typique se situe dans cette plage. Une tolérance de ±11 % s'applique.
• Angle de vision (2θ_1/2) :L'angle à mi-intensité est typiquement de 100 degrés, indiquant un diagramme de vision large.
• Longueur d'onde de pic (λ_p) :Typiquement 611 nm.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 600,5 nm à 612,5 nm, avec une tolérance de ±1 nm. Ce paramètre définit la couleur perçue.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 17 nm, mesurée à la moitié de l'intensité de pic (Largeur à mi-hauteur).
• Tension directe (V_F) :S'étend de 1,70 V à 2,20 V à I_F=5 mA, avec une tolérance de ±0,05 V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5 V est appliquée.Note importante :Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation du courant de fuite.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en catégories (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Trié à I_F= 5 mA.

• L2 :14,5 mcd à 18,0 mcd
• M1 :18,0 mcd à 22,5 mcd
• M2 :22,5 mcd à 28,5 mcd

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Trié à I_F= 5 mA.

• D8 :600,5 nm à 603,5 nm
• D9 :603,5 nm à 606,5 nm
• D10 :606,5 nm à 609,5 nm
• D11 :609,5 nm à 612,5 nm

3.3 Tri par tension directe

Trié à I_F= 5 mA.

• 19 :1,70 V à 1,80 V
• 20 :1,80 V à 1,90 V
• 21 :1,90 V à 2,00 V
• 22 :2,00 V à 2,10 V
• 23 :2,10 V à 2,20 V

Le code produit "19-21" dans la référence fait probablement référence à des catégories spécifiques de ces groupes (par exemple, le bin V_F19-21).

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques typiques qui sont cruciales pour la conception.

4.1 Distribution spectrale

The curve shows a single, dominant peak centered around 611 nm, which is characteristic of AlGaInP-based orange LEDs. The narrow bandwidth (typically 17 nm) results in a saturated, pure orange color.

.2 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current

Cette courbe est généralement linéaire à faible courant mais montre des effets de saturation lorsque le courant augmente. Elle est essentielle pour déterminer le courant d'alimentation nécessaire pour atteindre un niveau de luminosité souhaité.

4.3 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

L'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. Cette courbe est critique pour les applications fonctionnant sur une large plage de températures, car elle permet aux concepteurs de déclasser la sortie attendue ou de compenser dans le circuit d'alimentation.

4.4 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique montre le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal doit être réduit pour rester dans les limites de dissipation de puissance du composant et éviter l'emballement thermique.

4.5 Tension directe en fonction du courant direct (Courbe I-V)

Cette courbe diode standard montre la relation exponentielle. La tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente.

4.6 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire confirme le diagramme d'émission large, de type lambertien, avec un angle de vision typique de 100 degrés, fournissant un éclairage uniforme sur une large zone.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED CMS 19-21 a un boîtier rectangulaire compact. Les dimensions clés (en mm, tolérance ±0,1 mm sauf indication) incluent une taille de corps d'environ 2,0 mm de longueur et 1,25 mm de largeur, avec une hauteur d'environ 0,8 mm. Le dessin détaillé spécifie l'emplacement des pastilles, la hauteur de dégagement et la position de la marque d'identification de la cathode.

5.2 Identification de la polarité

Une marque de cathode claire est indiquée sur le boîtier et le dessin de dimension. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour éviter les dommages par polarisation inverse.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Limitation du courant

Obligatoire :Une résistance de limitation de courant externe ou un pilote à courant constant doit toujours être utilisé en série avec la LED. La tension directe de la LED a un coude abrupt ; une petite augmentation de la tension d'alimentation peut provoquer une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice.

6.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessicant.

1. Ne pas ouvrir le 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 au sol" après ouverture du sac est de 168 heures (7 jours).
4. Si le temps d'exposition est dépassé ou si l'indicateur de dessicant a changé de couleur, les composants doivent être séchés à 60 °C ±5 °C pendant 24 heures avant le soudage par refusion pour éviter les dommages de type "pop-corn".

6.3 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb (Pb-free) est spécifié :

• Préchauffage :150-200 °C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :Au-dessus de 217 °C pendant 60-150 secondes.
• 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.

Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Éviter les contraintes mécaniques sur la LED pendant le chauffage et ne pas déformer le PCB après le soudage.

6.4 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, utiliser un fer à souder avec une température de panne <350 °C, appliquer la chaleur pendant ≤3 secondes par borne, et utiliser un fer d'une puissance <25 W. Laisser un intervalle de refroidissement >2 secondes entre les bornes. La retouche est fortement déconseillée. Si elle est absolument nécessaire, utiliser un fer à souder à deux pointes pour chauffer simultanément les deux bornes et soulever le composant pour éviter d'endommager les pastilles. Vérifier toujours la fonctionnalité de la LED après toute retouche.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. La largeur de la bande est de 8 mm. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine sont fournies dans la fiche technique.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs champs clés :

• CPN :Numéro de produit du client
• P/N :Numéro de produit du fabricant (ex. : 19-21/S2C-AL2M2VY/3T)
• QTY :Quantité conditionnée
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (Code de bin, ex. : M1)
• HUE :Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (Code de bin, ex. : D10)
• REF :Classe de tension directe (Code de bin, ex. : 20)
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Intérieur automobile :Rétroéclairage pour les indicateurs de tableau de bord, interrupteurs et panneaux de commande.
• Équipements de télécommunications :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et matériel réseau.
• Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour petits écrans LCD, éclairage d'interrupteurs et indicateurs symboliques.
• Indication générale :État de l'alimentation, indication de mode et signaux d'alerte dans une grande variété d'appareils électroniques.

8.2 Considérations de conception

1. Circuit d'alimentation :Toujours mettre en œuvre une source de courant constant ou une source de tension avec une résistance en série. Calculer la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alim- V_F) / I_F, où V_Fdoit être choisie à partir de la valeur maximale du bin (2,2 V) pour une conception robuste.
2. Gestion thermique :Bien que la puissance soit faible, assurez une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sous les pastilles de la LED si elle fonctionne à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal, pour aider à dissiper la chaleur et maintenir la stabilité de la sortie lumineuse.
3. Conception optique :Le large angle de vision de 100 degrés le rend adapté aux applications nécessitant un éclairage de grande surface sans optique secondaire. Pour des faisceaux focalisés, une lentille peut être requise.
4. Protection ESD :Intégrer des diodes de protection ESD sur les lignes de signal sensibles si la LED est dans un emplacement accessible à l'utilisateur, car le composant a une classification HBM de 2 kV.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux anciennes technologies de LED traversantes, la LED CMS 19-21 offre :

• Réduction de taille :Empreinte et profil considérablement plus petits.
• Efficacité de fabrication :Permet un assemblage entièrement automatisé et à grande vitesse.
• Performance :La technologie AlGaInP offre un rendement élevé et une bonne saturation des couleurs dans le spectre orange/rouge.
• Fiabilité :La construction CMS solide est généralement plus robuste contre les vibrations et les chocs mécaniques que les dispositifs avec des fils de liaison sur un cadre de broches.

Comparé à certaines autres LED CMS orange, la structure de tri spécifique (Intensité lumineuse, Longueur d'onde dominante, Tension directe) de cette référence permet un appariement plus précis de la couleur et de la luminosité au niveau du système lorsque plusieurs LED sont utilisées dans un réseau.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

A : La longueur d'onde de pic (λ_p) est la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. Pour les LED avec un spectre symétrique, elles sont souvent proches, mais λ_dest plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Puis-je alimenter cette LED à 20 mA en continu ?

A : Oui, le courant direct continu maximal absolu est de 25 mA, donc 20 mA est dans les spécifications. Cependant, vous devez vous référer à la courbe de déclassement si la température ambiante est nettement supérieure à 25 °C, et assurer une dissipation thermique appropriée.

Q : Pourquoi la tension inverse nominale n'est-elle que de 5 V ?

A : Cette LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse. La valeur nominale de 5 V est une condition de test pour mesurer le courant de fuite (I_R). Dans la conception du circuit, vous devez vous assurer que la LED n'est jamais soumise à une tension inverse, généralement en veillant à ce qu'elle soit correctement orientée ou en plaçant une diode de protection en parallèle (anti-parallèle) si l'application l'exige.

Q : Comment interpréter la référence 19-21/S2C-AL2M2VY/3T ?

A : Bien que le décodage complet puisse être propriétaire, un schéma courant est : "19-21" indique probablement la plage de bin de tension directe, "S2C" peut faire référence à la taille/style du boîtier (2,0x1,25 mm), "AL2M2VY" code probablement le matériau de la puce (AlGaInP), la couleur (Orange Brillant) et d'autres attributs, et "3T" peut indiquer le conditionnement en bande et bobine.

11. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un groupe de trois indicateurs d'état orange pour un appareil grand public alimenté par un rail 5 V. L'objectif est une luminosité et une couleur uniformes.

Étapes de conception :

1. Sélection du courant :Choisir I_F= 10 mA pour un bon équilibre entre luminosité et longévité, bien en dessous du maximum de 25 mA.
2. Calcul de la tension :Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique (2,20 V) pour une conception conservatrice. Résistance série R = (5 V - 2,20 V) / 0,010 A = 280 Ω. La valeur standard E24 la plus proche est 270 Ω ou 300 Ω. Choisir 270 Ω donne I_F≈ (5-2,2)/270 = 10,37 mA.
3. Puissance dans la résistance :P = I²² * R = (0,01037)² * 270 ≈ 0,029 W. Une résistance standard de 1/10 W (0,1 W) est largement suffisante.²Assurer l'uniformité :
4. Pour obtenir un aspect uniforme, spécifiez des exigences de tri strictes lors de la commande : demandez que toutes les LED proviennent du même bin de longueur d'onde dominante (ex. : D10) et du même bin d'intensité lumineuse (ex. : M1). Utiliser des résistances individuelles pour chaque LED (plutôt qu'une seule résistance pour toutes en parallèle) compense les petites variations de Vet assure un courant égal._FImplantation :
5. Placer les LED avec un espacement adéquat pour éviter le couplage thermique. Suivre la disposition recommandée des pastilles du dessin de dimension pour un soudage fiable.12. Introduction au principe technologique

La LED 19-21 est basée sur le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce semi-conducteur composé permet l'ingénierie de bande interdite directe nécessaire pour produire une émission de lumière efficace dans les régions spectrales orange, rouge et jaune. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. Le rapport spécifique d'aluminium, de gallium et d'indium dans le réseau cristallin détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. La résine encapsulante transparente protège la puce et agit comme une lentille primaire, façonnant la lumière émise en un diagramme à large angle de vision.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Le marché des LED CMS comme la 19-21 continue d'évoluer. Les tendances clés incluent :

Efficacité accrue :

• Les améliorations continues en science des matériaux et conception de puces conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique), permettant des courants d'alimentation plus faibles et une consommation d'énergie système réduite.Miniaturisation :
• La recherche d'appareils plus petits pousse les tailles de boîtier encore plus petites que la 19-21 (ex. : tailles métriques 1608, 1005), tout en maintenant ou en améliorant les performances.Fiabilité et durée de vie améliorées :
• Les améliorations dans les matériaux d'encapsulation, la fixation de la puce et la liaison par fils (ou conceptions flip-chip) prolongent la durée de vie opérationnelle et améliorent les performances dans des conditions de haute température et haute humidité.Intégration intelligente :
• Une tendance plus large implique l'intégration de circuits de contrôle, tels que des pilotes à courant constant ou même des contrôleurs adressables (comme le WS2812), directement dans le boîtier de la LED, simplifiant la conception du système pour des effets d'éclairage complexes.Durabilité :
• L'accent mis sur les matériaux sans halogène, sans plomb et conformes à REACH, comme on le voit dans cette fiche technique, est une exigence standard de l'industrie motivée par les réglementations environnementales mondiales.Bien que la technologie AlGaInP fondamentale pour l'orange/rouge soit mature, ces tendances en matière de conditionnement et d'intégration garantissent que des composants comme la 19-21 restent pertinents et s'améliorent avec le temps.

While the fundamental AlGaInP technology for orange/red is mature, these packaging and integration trends ensure that components like the 19-21 remain relevant and improve over time.