Fiche technique LED CMS 25-21/GHC-YSU/2A - Boîtier 2,5x2,1mm - Tension 3,5V - Vert Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La 25-21/GHC-YSU/2A est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une taille compacte, une haute fiabilité et des performances efficaces. Ce composant appartient à une famille de LED caractérisée par son encombrement miniature et son adéquation aux processus d'assemblage automatisés.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de cette LED est sa taille considérablement réduite par rapport aux composants traditionnels à broches. Cette miniaturisation offre plusieurs avantages clés aux concepteurs et fabricants :

• Efficacité spatiale :Permet des conceptions de cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites, conduisant à des produits finaux plus compacts.
• Haute densité d'intégration :Permet de placer un plus grand nombre de composants dans une zone donnée, idéal pour les assemblages électroniques denses.
• Réduction de l'empreinte logistique et de stockage :La taille réduite du composant et le conditionnement en bande et bobine minimisent les besoins en espace de stockage.
• Construction légère :Rend la LED idéale pour les applications portables et miniatures où le poids est un facteur critique.
• Compatibilité de fabrication :Le composant est fourni en bande de 8mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec l'équipement automatique standard de prélèvement et de placement utilisé en production de grande série.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED cible un large éventail de marchés électroniques commerciaux et industriels. Ses spécifications la rendent adaptée à la fois pour les fonctions d'indication et de rétroéclairage. Les principaux domaines d'application incluent :

• Intérieur automobile :Rétroéclairage des instruments de tableau de bord, des interrupteurs et des panneaux de commande.
• Équipements de télécommunications :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans des appareils tels que téléphones et télécopieurs.
• Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour affichages à cristaux liquides (LCD), éclairage d'interrupteurs et de symboles.
• Indication générale :Toute application nécessitant un indicateur lumineux vert brillant et fiable.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse détaillée des paramètres électriques, optiques et thermiques qui définissent les limites opérationnelles et les performances de la LED.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité dans les conceptions fiables.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en sens inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25 mA. Le courant continu maximum pouvant être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. Utile pour le multiplexage ou des scénarios de surintensité brève.
• Dissipation de puissance (P_d) :95 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme V_F* I_F.
• Température de fonctionnement & stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage). Cette large plage assure la fiabilité dans des environnements sévères.
• Décharge électrostatique (ESD) :Niveau de protection selon le modèle du corps humain (HBM) de 150V. Il s'agit d'un niveau de protection ESD relativement basique ; des procédures de manipulation appropriées sont essentielles.
• Température de soudage :Résiste au soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes ou au soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres, mesurés à une température de jonction standard de 25°C et un courant direct de 20mA, définissent l'émission lumineuse et le comportement électrique de la LED.

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend d'un minimum de 180 mcd à un maximum de 715 mcd, avec une valeur typique définie par le système de tri. La tolérance sur le flux lumineux est de ±11%.
• Angle de vision (2θ_1/2) :60 degrés (typique). C'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale, définissant la largeur du faisceau.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :518 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :S'étend de 520 nm à 535 nm. C'est la perception monocromatique de la couleur de la LED par l'œil humain et est soumise à une tolérance serrée de ±1 nm. C'est le paramètre principal pour le tri couleur.
• Largeur spectrale (Δλ) :35 nm (typique). La largeur du spectre émis à mi-puissance.
• Tension directe (V_F) :3,5 V (typique), avec un maximum de 4,3 V à 20mA. Ce paramètre est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 50 µA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la luminosité et de la couleur en production, les LED sont triées en classes. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont classées en trois catégories selon leur intensité lumineuse mesurée à I_F= 20mA :

• Classe S :180 mcd (Min) à 285 mcd (Max)
• Classe T :285 mcd (Min) à 450 mcd (Max)
• Classe U :450 mcd (Min) à 715 mcd (Max)

Le code de classe (ex. : S, T, U) est indiqué sur l'étiquette du conditionnement (champ CAT).

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les LED sont également triées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler la cohérence des couleurs. Elles sont regroupées et triées comme suit :

• Groupe Y :
  • Classe X :520 nm à 525 nm
  • Classe Y :525 nm à 530 nm
  • Classe Z :530 nm à 535 nm

Le code de groupe et de classe pour la longueur d'onde (ex. : YX, YY, YZ) est indiqué sur l'étiquette du conditionnement (champ HUE).

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un boîtier CMS de style "puce" compact. Les dimensions clés (en millimètres) incluent une taille de corps d'environ 2,5mm de longueur et 2,1mm de largeur. Les dessins mécaniques détaillés dans la fiche technique spécifient l'empreinte exacte, la hauteur du composant et les tolérances (typiquement ±0,1mm sauf indication contraire). Une conception correcte des pastilles est cruciale pour la fiabilité des soudures et un bon alignement pendant la refusion.

4.2 Conditionnement et manutention

Les composants sont fournis dans un emballage pour dispositif sensible à l'humidité (MSD) pour éviter les dommages dus à l'humidité ambiante pendant le stockage et le transport.

• Bande porteuse :Les composants sont chargés dans une bande porteuse de 8mm de large.
• Bobine :La bande est enroulée sur une bobine standard de 7 pouces de diamètre, avec une quantité typique de 2000 pièces par bobine.
• Sac barrière à l'humidité (MBB) :La bobine est scellée dans un sac étanche à l'humidité laminé aluminium avec une carte indicateur d'humidité et un dessicant.

4.3 Informations d'étiquetage

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 fabricant : 25-21/GHC-YSU/2A)
• QTY (Quantité conditionnée)
• CAT (Code de classe d'intensité lumineuse : S, T ou U)
• HUE (Code de classe de chromaticité/longueur d'onde dominante : ex. YX)
• REF (Classe de tension directe, le cas échéant)
• LOT No (Numéro de lot de fabrication pour traçabilité)

5. Recommandations de soudage et d'assemblage

Le respect de ces recommandations est essentiel pour obtenir des soudures fiables sans endommager la LED.

5.1 Profil de soudage par refusion

La LED est compatible avec les procédés de refusion infrarouge et à phase vapeur. Un profil de refusion sans plomb recommandé est fourni :

• Préchauffage :Montée de la température ambiante à 150-200°C sur 60-120 secondes.
• Maintien/Préréfusion :Maintenir entre 150-200°C.
• Refusion :Montée rapide à un taux maximum de 3°C/sec jusqu'à la température de pic.
• Température de pic :Maximum de 260°C, maintenue au-dessus de 217°C pendant 60-150 secondes, et au-dessus de 255°C pendant un maximum de 30 secondes. Le temps à 260°C ne doit pas dépasser 10 secondes.
• Refroidissement :Refroidir à un taux maximum de 6°C/sec.

Note critique :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même assemblage de LED.

5.2 Instructions de soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est requise :

• Utiliser un fer à souder avec une température de panne ne dépassant pas 350°C.
• Appliquer la chaleur sur chaque borne pendant un maximum de 3 secondes.
• Utiliser un fer d'une puissance nominale de 25W ou moins.
• Laisser un intervalle d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour éviter l'accumulation de chaleur.
• Éviter de mettre une contrainte mécanique sur la LED pendant ou après le soudage.

5.3 Rétroaction et réparation

La réparation après soudage est fortement déconseillée. Si elle est absolument inévitable, un fer à souder spécialisé à double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, permettant le retrait sans contrainte de torsion excessive sur les soudures. Le risque d'endommagement est élevé et les caractéristiques de la LED après réparation ne peuvent être garanties.

6. Stockage et sensibilité à l'humidité

En tant que dispositif sensible à l'humidité, des protocoles de stockage stricts doivent être suivis pour éviter l'effet "pop-corn" ou la délamination interne pendant la refusion.

• Sac non ouvert :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative.
• Durée de vie hors sac :Une fois le sac étanche ouvert, les LED doivent être utilisées dans les168 heures (7 jours).
• Reconditionnement :Si elles ne sont pas utilisées dans la durée de vie hors sac, les pièces inutilisées doivent être rescellées dans un sac étanche avec un dessicant frais.
• Séchage :Si l'indicateur d'humidité montre une exposition excessive à l'humidité ou si la durée de vie hors sac est dépassée, les LED doivent être séchées à 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation pour éliminer l'humidité.

7. Considérations de conception pour l'application

7.1 La limitation de courant est obligatoire

La fiche technique avertit explicitement :"Le client doit appliquer des résistances de protection, sinon un léger décalage de tension entraînera un grand changement de courant (un claquage se produira)."Les LED présentent une relation V-I non linéaire et exponentielle. Une petite augmentation de la tension directe au-delà de la valeur typique peut entraîner une augmentation très importante, potentiellement destructrice, du courant. Une résistance de limitation de courant externe ou un circuit d'alimentation à courant constant est absolument essentiel pour un fonctionnement fiable.

7.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier ait une puissance dissipée nominale de 95mW, une gestion thermique efficace est essentielle pour maintenir les performances et la longévité. Fonctionner à ou près du courant direct maximum (25mA) générera de la chaleur. Les concepteurs doivent assurer une surface de cuivre de PCB adéquate (pastilles de décharge thermique) pour aider à dissiper la chaleur, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lorsque plusieurs LED sont regroupées.

7.3 Restrictions d'application

La fiche technique inclut un avertissement clair concernant les applications à haute fiabilité. Ce produit est destiné à un usage commercial et industriel général. Il est explicitement indiqué qu'il peut ne pas convenir aux applications nécessitant une ultra-haute fiabilité, telles que :

• Systèmes militaires/aérospatiaux
• Systèmes de sécurité automobile (ex. : contrôle d'airbag, feux stop)
• Équipements médicaux de maintien des fonctions vitales

Pour de telles applications, des composants avec des qualifications et spécifications différentes doivent être sourcés.

8. Conformité environnementale et réglementaire

Le produit est conçu pour répondre à plusieurs normes environnementales internationales clés :

• Conforme RoHS :Le produit est exempt des substances dangereuses restreintes selon la directive européenne sur la restriction des substances dangereuses.
• Sans plomb :Les terminaisons et le processus de soudage sont sans plomb.
• Conformité REACH UE :Respecte le règlement sur l'enregistrement, l'évaluation, l'autorisation et la restriction des produits chimiques.
• Sans halogène :Conforme aux exigences sans halogène, contenant moins de 900 ppm de Brome (Br), moins de 900 ppm de Chlore (Cl), et une somme Br+Cl inférieure à 1500 ppm.

9. Comparaison et différenciation technique

La 25-21/GHC-YSU/2A se différencie sur le marché des LED CMS par plusieurs attributs clés :

• Taille du boîtier :L'empreinte de 2,5x2,1mm est une taille courante mais efficace, équilibrant le flux lumineux et l'espace sur carte. Elle est plus petite que les LED traversantes traditionnelles de 3mm et 5mm, permettant des conceptions modernes miniaturisées.
• Technologie des matériaux :Utilisant une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium), elle produit une couleur vert brillant. La technologie InGaN est connue pour son efficacité et sa capacité à produire de la lumière à courte longueur d'onde (bleu, vert, blanc) par rapport aux technologies plus anciennes comme l'AlGaAs (rouge).
• Performances optiques :Avec une intensité lumineuse allant jusqu'à 715 mcd et un angle de vision de 60 degrés, elle offre un bon équilibre entre luminosité et largeur de faisceau pour les rôles d'indicateur et de rétroéclairage.
• Robustesse :L'inclusion d'une protection ESD basique (150V HBM) et une large plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) confèrent un degré de robustesse adapté à de nombreux environnements non critiques.

10. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour alimenter cette LED à 20mA à partir d'une alimentation 5V ?

R : En utilisant la loi d'Ohm (R = (V_alimentation- V_F) / I_F) et la V_Ftypique de 3,5V : R = (5V - 3,5V) / 0,020A = 75 Ohms. Une résistance standard de 75Ω ou 82Ω serait appropriée. Toujours calculer en utilisant la V_Fmaximale (4,3V) pour s'assurer que le courant ne dépasse pas les limites dans les pires conditions.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour des applications extérieures ?

R : La plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C suggère qu'elle peut résister à une large gamme de conditions ambiantes. Cependant, la fiche technique ne spécifie pas d'indice de protection (IP) pour le boîtier lui-même. Pour une utilisation extérieure, la LED devra probablement être protégée de l'exposition directe à l'eau et aux contaminants par le boîtier du produit fini ou un revêtement conformable sur le PCB.

Q : L'étiquette indique CAT="T" et HUE="YY". Qu'est-ce que cela signifie ?

R : Cela signifie que les LED sur cette bobine proviennent de la Classe d'Intensité Lumineuse T (285-450 mcd) et de la Classe de Longueur d'Onde Dominante YY (525-530 nm dans le Groupe Y). Cette information est cruciale pour assurer la cohérence de la luminosité et de la couleur sur votre série de production.

Q : Pourquoi le stockage et la durée de vie hors sac sont-ils si critiques ?

R : La résine plastique (encapsulant) du boîtier CMS peut 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. Cela peut provoquer la fissuration du boîtier (effet "pop-corn") ou une délamination interne, entraînant une défaillance immédiate ou une fiabilité à long terme réduite.