Fiche technique LED CMS 19-21/G6C-FM1N2B/3T - Dimensions 2.0x1.25x0.8mm - Tension 1.75-2.35V - Couleur Jaune-Vert Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La LED CMS 19-21 est un composant monté en surface compact, conçu pour les applications électroniques modernes nécessitant un placement dense de composants et des performances fiables. Cette LED utilise la technologie de puce AlGaInP pour produire une lumière jaune-verte brillante. Ses principaux avantages incluent un encombrement significativement réduit par rapport aux LED à broches traditionnelles, permettant des conceptions de PCB plus petites et des produits finaux plus compacts. Sa construction légère la rend idéale pour les applications miniatures et portables où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

Ce composant est entièrement conforme aux directives RoHS, REACH de l'UE et sans halogènes, garantissant ainsi son adéquation aux marchés mondiaux soumis à des réglementations environnementales strictes. Il est conditionné sur bande de 8mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement à grande vitesse, optimisant ainsi le processus de fabrication.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Boîtier miniaturisé :Le format CMS permet une taille de carte beaucoup plus petite et une densité de placement plus élevée que les composants à broches.
• Adapté à l'automatisation :Fourni en conditionnement bande et bobine compatible avec les machines de placement automatique standard.
• Soudage robuste :Compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge et à la vapeur.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme RoHS, conforme REACH et sans halogènes (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Type monochrome :Émet une couleur jaune-vert brillante unique et constante.

1.2 Applications cibles

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

• Rétroéclairage pour tableaux de bord automobiles, interrupteurs et panneaux de commande.
• Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les dispositifs de télécommunication tels que téléphones et télécopieurs.
• Unités de rétroéclairage plat pour affichages LCD, panneaux d'interrupteurs et symboles.
• Voyants indicateurs à usage général dans l'électronique grand public, les commandes industrielles et l'instrumentation.

2. Spécifications techniques et interprétation objective

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti.

La tension inverse nominale de 5V est relativement faible, soulignant que cette LED n'est pas conçue 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 standard pour les petites LED CMS. La tenue aux décharges électrostatiques de 2000V (HBM) indique que les précautions de manipulation standard doivent être observées. La large plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C la rend adaptée aux environnements automobiles et industriels.2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à un courant direct (IF) de 20mA et une température ambiante (Ta) de 25°C, représentant des conditions de fonctionnement typiques.

Paramètre

La plage d'intensité lumineuse est large (18-45 mcd), gérée via un système de tri (détaillé plus loin). L'angle de vision typique de 100 degrés offre un motif d'émission large adapté au rétroéclairage et à l'indication diffuse. La longueur d'onde dominante de 570-574,5 nm place la sortie fermement dans la région jaune-verte du spectre visible. La plage de tension directe de 1,75V à 2,35V est relativement faible, typique de la technologie AlGaInP, ce qui aide à minimiser la consommation d'énergie. La note précise explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement inverse ; la valeur VR est uniquement pour les tests IR.3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en catégories de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des critères spécifiques de luminosité, de couleur et de caractéristiques électriques.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Code de tri

Le code CAT sur l'étiquette d'emballage correspond à ce tri. Sélectionner un tri supérieur (par exemple, N2) garantit une luminosité minimale plus élevée, ce qui est crucial pour les applications nécessitant une luminosité uniforme du panneau ou une visibilité à longue distance.3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Code de tri

Le code HUE sur l'étiquette fait référence à ce tri de chromaticité/longueur d'onde. Un contrôle plus strict de la longueur d'onde (plages de tri plus petites) est essentiel pour les applications où la cohérence des couleurs entre plusieurs LED est critique, comme dans les affichages multi-segments ou les réseaux d'indicateurs assortis.3.3 Tri par tension directe

Code de tri

Le code REF indique le tri de tension. Utiliser des LED du même tri de tension peut aider à garantir une distribution de courant plus uniforme lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle, évitant ainsi que certaines LED ne soient suralimentées.4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques typiques illustrant le comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre que la sortie lumineuse augmente avec le courant direct, mais selon une relation non linéaire. Alimenter la LED au-delà des 20mA recommandés peut donner des rendements de luminosité décroissants tout en augmentant significativement la dissipation de puissance et la température de jonction, réduisant potentiellement la durée de vie.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

La courbe démontre le coefficient de température négatif de l'intensité lumineuse. Lorsque la température ambiante augmente, la sortie lumineuse diminue. C'est une considération critique pour les conceptions fonctionnant dans des environnements à haute température ; une déclassification ou une gestion thermique peut être nécessaire pour maintenir les niveaux de luminosité requis.

4.3 Courbe de déclassification du courant direct

Ce graphique définit le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour éviter la surchauffe et garantir la fiabilité, le courant direct doit être réduit lors d'un fonctionnement à haute température ambiante. Le respect de cette courbe est essentiel pour la fiabilité à long terme.

4.4 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe IV montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension directe augmente avec le courant. La pente de la courbe dans la région de fonctionnement informe sur la tension d'alimentation nécessaire et aide au calcul des valeurs de résistance série pour la limitation de courant.

4.5 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le tracé spectral confirme la nature monochromatique avec un pic autour de 575nm et une largeur de bande typique de 20nm. Le diagramme de rayonnement illustre le profil d'émission de type Lambertien avec l'angle de vision de 100 degrés, montrant comment l'intensité varie avec l'angle par rapport à l'axe central.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier 19-21 a des dimensions nominales de 2,0mm (longueur) x 1,25mm (largeur) x 0,8mm (hauteur). Le dessin spécifie des tolérances de ±0,1mm sauf indication contraire. Une marque de cathode claire est indiquée sur le boîtier, ce qui est vital pour une orientation correcte lors de l'assemblage. Le motif de pastilles recommandé sur le PCB doit être conçu selon ces dimensions pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique.

5.2 Identification de la polarité

Une polarité correcte est essentielle au fonctionnement de la LED. Le boîtier présente un marquage distinct (généralement une encoche, un point ou un coin chanfreiné) pour identifier la borne cathode. Les concepteurs doivent s'assurer que la sérigraphie du PCB et la documentation d'assemblage reflètent clairement cette orientation pour éviter une installation inversée.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour maintenir les performances et la fiabilité de la LED.

6.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Avant utilisation :

• Ne pas ouvrir le sac barrière anti-humidité avant d'être prêt pour l'assemblage.Après ouverture :
• Utiliser dans les 168 heures (7 jours). Stocker les pièces non utilisées à ≤30°C et ≤60% HR.Rebaking :
• Si le temps de stockage est dépassé ou si le dessiccant indique une entrée d'humidité, cuire à 60±5°C pendant 24 heures avant utilisation.6.2 Profil de soudage par refusion (sans plomb)

Le profil recommandé est crucial pour former des joints de soudure fiables sans endommager la LED.

Préchauffage :

• 150-200°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/sec jusqu'à 255°C.Taux de refroidissement :
• Maximum 3°C/sec.Limite :
• Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.6.3 Précautions pour le soudage manuel

Si le soudage manuel est inévitable, une extrême prudence est nécessaire :

Utiliser un fer à souder avec une température de pointe <350°C.

• Limiter le temps de contact à ≤3 secondes par borne.
• Utiliser un fer d'une puissance ≤25W.
• Laisser un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne.
• 6.4 Protection contre le courant et réparation

Limitation de courant :

Une résistance série externe est obligatoire. La caractéristique IV exponentielle de la LED signifie qu'une petite augmentation de tension peut provoquer une forte surintensité, entraînant une défaillance immédiate. La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation et de la tension directe de la LED au courant de fonctionnement souhaité.Réparation :
La réparation après soudage n'est pas recommandée. Si elle est absolument nécessaire, utiliser un fer à souder à deux pointes pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes mécaniques. Vérifier toujours la fonctionnalité après réparation.7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de conditionnement

Les LED sont fournies dans un emballage résistant à l'humidité :

Bande porteuse :

• Largeur de 8mm.Bobine :
• Diamètre de 7 pouces (178mm).Quantité par bobine :
• 3000 pièces.Conditionnement :
• Les composants sont scellés dans un sac en aluminium anti-humidité avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité.7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des codes qui définissent le tri spécifique des LED contenues :

P/N :

• Numéro de produit (par exemple, 19-21/G6C-FM1N2B/3T).CAT :
• Classe d'intensité lumineuse (par exemple, M1, N2).HUE :
• Coordonnées de chromaticité & Classe de longueur d'onde dominante (par exemple, CC3).REF :
• Classe de tension directe (par exemple, 1).LOT No :
• Numéro de lot de fabrication traçable.8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

La méthode d'alimentation la plus courante est une source de courant constant ou une source de tension avec une résistance série limitant le courant. Pour une tension d'alimentation V_supply, la valeur de la résistance R est calculée comme suit : R = (V_supply - V_F) / I_F, où V_F est la tension directe de la LED au courant de fonctionnement souhaité I_F (typiquement 20mA). Utiliser toujours la V_F maximale de la fiche technique ou du tri pour garantir que le courant ne dépasse pas les limites dans les pires conditions.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (jusqu'à 60mW) peut encore provoquer une élévation de température. Pour les applications fonctionnant à haute température ambiante ou à courants élevés, assurer une surface de cuivre PCB adéquate (plots thermiques) autour des pastilles de soudure de la LED pour servir de dissipateur thermique et évacuer la chaleur de la jonction.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 100 degrés fournit une lumière large et diffuse. Pour une lumière focalisée ou dirigée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La résine transparente du boîtier de la LED est adaptée à une utilisation avec des guides de lumière.

9. Comparaison et différenciation technique

La LED 19-21, basée sur la technologie AlGaInP, offre des avantages distincts pour l'émission jaune-verte :

vs. LED à broches traditionnelles :

• L'avantage principal est le format CMS, permettant un assemblage automatisé, une taille et un poids réduits.vs. Autres couleurs CMS :
• Les LED AlGaInP ont généralement une efficacité lumineuse plus élevée dans le spectre jaune/ambre/vert par rapport aux technologies plus anciennes, ce qui se traduit par une sortie plus lumineuse à courant égal.vs. LED blanches :
• Pour l'indication de couleur pure (par exemple, voyants d'état), les LED monochromes comme celle-ci sont plus efficaces et saturées en couleur que les LED blanches à conversion de phosphore.10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Pourquoi une résistance série est-elle absolument nécessaire ?

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Leur tension directe a un coefficient de température négatif et une tolérance de production. Une source de tension sans limite de courant permettrait un courant incontrôlé lorsque la LED chauffe, entraînant une défaillance rapide. La résistance série fournit une limite de courant linéaire simple.

10.2 Puis-je piloter cette LED avec un signal PWM pour l'atténuation ?

Oui, la modulation de largeur d'impulsion (PWM) est une méthode efficace pour atténuer les LED. Elle fonctionne en allumant et éteignant rapidement la LED. La luminosité perçue est proportionnelle au rapport cyclique. Cette méthode évite le décalage de couleur qui peut se produire avec l'atténuation analogique (réduction de courant). Assurer que la fréquence PWM est suffisamment élevée (typiquement >100Hz) pour éviter le scintillement visible.

10.3 Que signifient les codes de tri et comment les sélectionner ?

Les codes de tri catégorisent les LED par performance. Par exemple, si votre conception nécessite une luminosité uniforme sur un panneau, vous devez spécifier un tri d'intensité lumineuse serré (par exemple, uniquement N1). Si la cohérence des couleurs est primordiale, spécifiez un tri de longueur d'onde serré (par exemple, uniquement CC3). Consulter votre fournisseur pour garantir la disponibilité de combinaisons de tri spécifiques.

10.4 Combien de fois puis-je refusionner cette LED ?

La fiche technique spécifie un maximum de deux cycles de soudage par refusion. Chaque cycle thermique induit des contraintes sur la fixation interne de la puce et les liaisons par fils. Dépasser deux cycles augmente significativement le risque de défaillances latentes ou de dégradation des performances.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

11.1 Rétroéclairage d'interrupteur de tableau de bord

Dans un tableau de bord automobile, plusieurs LED 19-21 peuvent être placées derrière des capots d'interrupteur translucides. Leur petite taille leur permet de s'adapter dans des espaces restreints. Utiliser des LED du même tri d'intensité lumineuse et de longueur d'onde garantit que tous les interrupteurs ont une couleur et une luminosité uniformes. Le large angle de vision fournit un éclairage uniforme sur la surface de l'interrupteur. La plage de température de fonctionnement couvre confortablement l'environnement intérieur automobile.

11.2 Réseau d'indicateurs d'état sur PCB

Sur un routeur réseau ou un contrôleur industriel, une rangée de ces LED peut indiquer l'alimentation, l'activité réseau et les défauts système. Leur faible tension directe minimise la consommation d'énergie de la ligne logique du système (par exemple, 3,3V). En les plaçant en grille et en spécifiant un tri de tension cohérent, les concepteurs peuvent utiliser une seule valeur de résistance limitant le courant pour plusieurs LED en parallèle, simplifiant la nomenclature.

12. Introduction au principe technologique

La LED 19-21 est basée sur le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce système de matériau est particulièrement efficace pour produire de la lumière dans les régions jaune, orange, rouge et verte du spectre. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des couches AlGaInP détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans ce dispositif, la composition est ajustée pour produire des photons avec une longueur d'onde dominante entre 570nm et 574,5nm, que l'œil humain perçoit comme un jaune-vert brillant. La résine époxy transparente encapsule la puce semi-conductrice et agit comme une lentille primaire, façonnant le faisceau lumineux de sortie.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée, des boîtiers plus petits et une plus grande intégration. Bien que le 19-21 représente une taille de boîtier mature et fiable, des boîtiers plus récents comme le 1,6x0,8mm ou même plus petits deviennent courants pour les applications à espace limité. Il y a également un accent croissant sur l'amélioration de la cohérence des couleurs et la réduction de l'écart de tri au niveau de la fabrication grâce à des technologies avancées de croissance épitaxiale et de tri. De plus, la recherche d'une fiabilité plus élevée dans les applications automobiles et industrielles pousse à l'amélioration des performances dans des conditions de haute température et d'humidité élevée. La technologie sous-jacente AlGaInP reste un cheval de bataille pour les couleurs saturées, bien que les progrès dans les LED vertes à conversion de phosphore et à émission directe utilisant d'autres systèmes de matériaux (comme l'InGaN) continuent d'évoluer pour des objectifs de performance spécifiques.

The trend in indicator and backlight LEDs continues toward higher efficiency, smaller packages, and greater integration. While the 19-21 represents a mature and reliable package size, newer packages like 1.6x0.8mm or even smaller are becoming common for space-constrained applications. There is also a growing emphasis on improving color consistency and reducing bin spread at the manufacturing level through advanced epitaxial growth and sorting technologies. Furthermore, the drive for higher reliability in automotive and industrial applications pushes for improved performance under high-temperature and high-humidity conditions. The underlying AlGaInP technology remains a workhorse for saturated colors, though advancements in phosphor-converted and direct-emission green LEDs using other material systems (like InGaN) continue to evolve for specific performance targets.