Fiche technique LED CMS 18-225/S2G6C-A01/3T - Dimensions 1,6x0,8x0,5mm - Tension 1,75-2,35V - Puissance 60mW - Orange/Verte-Jaune - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 18-225/S2G6C-A01/3T est une LED à montage en surface compacte, conçue pour les applications haute densité. Il s'agit d'un dispositif monochrome disponible en deux variantes de puce distinctes : la S2 (Orange Brillant) et la G6 (Vert-Jaune Brillant). L'avantage principal de ce composant est son encombrement miniature, mesurant 1,6 mm x 0,8 mm x 0,5 mm, ce qui permet des économies d'espace significatives sur les cartes de circuit imprimé, réduit les besoins de stockage et permet la conception d'équipements finaux plus compacts. Sa construction légère le rend également idéal pour les dispositifs électroniques portables et miniatures.

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 standards d'assemblage automatique par pick-and-place. Elle est conçue pour être utilisée avec les procédés de soudage par refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur. Le produit est conforme aux principales normes environnementales et de sécurité : sans plomb, conforme RoHS, conforme REACH UE et sans halogène (avec Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm et Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Applications cibles

Cette série de LED est polyvalente et trouve son utilité dans divers rôles d'éclairage et d'indication. Les principaux domaines d'application incluent le rétroéclairage des tableaux de bord, interrupteurs et symboles ; les fonctions d'indicateur et de rétroéclairage dans les dispositifs de télécommunication tels que téléphones et télécopieurs ; le rétroéclairage plat pour affichages LCD ; et les applications d'indicateur à usage général nécessitant un éclairage fiable et compact.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les valeurs maximales absolues sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Tension inverse (V_R) :5 V
• Courant direct continu (I_F) :25 mA pour les deux variantes S2 et G6.
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA (avec un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1 kHz) pour les deux variantes.
• Dissipation de puissance (P_d) :60 mW pour les deux variantes.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) : 2000V.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-40°C à +90°C.
• Température de soudure (T_sol) :Pour le soudage par refusion, une température de crête de 260°C pendant 10 secondes est spécifiée. Pour le soudage manuel, la limite est de 350°C pendant 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres suivants sont mesurés à Ta=25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA, sauf indication contraire. Les tolérances sont critiques pour la conception : Intensité lumineuse (±11%), Longueur d'onde dominante (±1 nm) et Tension directe (±0,10 V).

Pour S2 (Orange Brillant) :

• Intensité lumineuse (I_v) :36,0 - 112 mcd (voir classement par bacs).
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :611 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :599,0 - 611,0 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :17 nm (typique).
• Tension directe (V_F) :1,75 - 2,35 V.
• Courant inverse (I_R) :10 μA max à V_R=5 V.

Pour G6 (Vert-Jaune Brillant) :

• Intensité lumineuse (I_v) :16,0 - 45,0 mcd (voir classement par bacs).
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :575 nm (typique).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :568,5 - 574,5 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (typique).
• Tension directe (V_F) :1,75 - 2,35 V.
• Courant inverse (I_R) :10 μA max à V_R=5 V.

Paramètre commun :

• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique) pour les deux variantes.

3. Explication du système de classement par bacs

Pour garantir l'uniformité de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en bacs selon l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante.

3.1 Classement S2 (Orange)

Bacs d'intensité lumineuse (à I_F=20 mA) :

• Bac 1 : 36 - 72 mcd
• Bac 2 : 72 - 112 mcd

Bacs de longueur d'onde dominante (à I_F=20 mA) :

• Bac 1 : 599 - 605 nm
• Bac 2 : 605 - 611 nm

3.2 Classement G6 (Vert-Jaune)

Bacs d'intensité lumineuse (à I_F=20 mA) :

• Bac 1 : 16,0 - 28,5 mcd
• Bac 2 : 28,5 - 36,0 mcd
• Bac 3 : 36,0 - 45,0 mcd

Bacs de longueur d'onde dominante (à I_F=20 mA) :

• Bac 1 : 568,5 - 570,5 nm
• Bac 2 : 570,5 - 572,5 nm
• Bac 3 : 572,5 - 574,5 nm

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit des courbes caractéristiques typiques pour les deux types de LED, essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions de fonctionnement.

4.1 Courant direct vs Intensité lumineuse

Ces courbes montrent que l'intensité lumineuse augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire. Les concepteurs doivent opérer dans les limites de courant spécifiées pour éviter une dégradation accélérée. Les courbes de déclassement illustrent comment le courant direct maximal admissible diminue lorsque la température ambiante dépasse 25°C, ce qui est critique pour la gestion thermique.

4.2 Courant direct vs Tension directe (Courbe IV)

La courbe IV démontre la relation exponentielle de la diode. La tension directe (V_F) a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente. Ceci doit être pris en compte dans la conception des pilotes à courant constant.

4.3 Distribution spectrale

Les tracés spectraux confirment la nature monochromatique des LED. La puce S2 émet dans la région orange centrée autour de 611 nm, tandis que la puce G6 émet dans la région verte-jaune autour de 575 nm. La faible largeur de bande (FWHM de ~17-20 nm) indique une pureté de couleur élevée.

4.4 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire confirme le large angle de vision de 120 degrés, offrant un motif d'émission large, de type lambertien, adapté à l'éclairage de surface et aux indicateurs grand angle.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement rectangulaire compact. Les dimensions clés (en mm, tolérance ±0,1 mm sauf indication) sont : Longueur=1,6, Largeur=0,8, Hauteur=0,5. La cathode est marquée pour l'identification de la polarité. Un schéma de pastilles de soudure recommandé est fourni (0,7 mm x 0,8 mm pour les pastilles, espacement de 0,3 mm), mais celui-ci doit être optimisé en fonction des règles de conception spécifiques du PCB et des procédés de soudage.

5.2 Bobine, bande et conditionnement sensible à l'humidité

Les composants sont fournis sur bande porteuse sur des bobines de 7 pouces, avec une quantité standard de 3000 pièces par bobine. Les dimensions détaillées de la bobine et de la bande sont fournies pour la compatibilité avec les chargeurs. Les LED sont conditionnées dans un sac aluminium résistant à l'humidité avec un dessiccant pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui est crucial pour prévenir la fissuration par effet "pop-corn" pendant le soudage par refusion.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage

Le dispositif est conçu pour le soudage par refusion sans plomb avec une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Un profil de refusion standard avec des phases de préchauffage, montée en température, maintien et refroidissement appropriées doit être suivi. Le soudage manuel est autorisé à 350°C pendant 3 secondes maximum, mais il faut veiller à éviter les chocs thermiques.

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

Protection contre les surintensités :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. Les LED sont des dispositifs à commande par courant ; un petit changement de tension peut provoquer une forte surintensité, entraînant une défaillance immédiate.

Sensibilité à l'humidité :Il s'agit d'un composant de Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL). Le sac non ouvert doit être stocké à ≤30°C et ≤90% d'HR. Une fois ouvert, la "durée de vie en atelier" est de 1 an dans des conditions de ≤30°C et ≤60% d'HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées dans un sac étanche à l'humidité avec dessiccant. Si l'indicateur de dessiccant montre une saturation ou si le temps de stockage est dépassé, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

7. Informations d'étiquetage et de commande

L'étiquette sur la bobine fournit les données clés de traçabilité et techniques : Numéro de pièce client (CPN), Numéro de pièce fabricant (P/N), Quantité par conditionnement (QTY), Classe d'intensité lumineuse (CAT), Classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (HUE), Classe de tension directe (REF) et Numéro de lot (LOT No.). Ces informations sont cruciales pour le contrôle qualité et pour garantir l'utilisation des composants corrects en production.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de pilotage

Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une source de tension avec une résistance en série. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alim- V_F) / I_F, en considérant la valeur maximale de V_Fissue de la fiche technique pour garantir que I_Fne dépasse jamais 25 mA. Pour les applications de précision, sélectionnez des bacs pour l'intensité et la longueur d'onde afin d'obtenir un aspect uniforme sur plusieurs LED.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (60 mW), une disposition adéquate du PCB est essentielle. Utilisez des vias thermiques sous la pastille thermique de la LED (le cas échéant) et assurez une surface de cuivre suffisante pour dissiper la chaleur, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'un fonctionnement à des courants plus élevés. Respectez la courbe de déclassement du courant direct.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 120 degrés rend ces LED adaptées aux applications nécessitant un éclairage large sans optique secondaire. Pour une lumière focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. Le boîtier en résine transparente offre une bonne extraction de la lumière.

9. Comparaison et différenciation technique

La série 18-225 se différencie par l'utilisation du matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce système de matériau est très efficace pour produire une lumière rouge, orange, ambre et verte-jaune de haute luminosité, offrant des performances et une stabilité supérieures par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. La combinaison de la petite taille, de la haute fiabilité et de la conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, sans halogène) en fait un choix privilégié pour les conceptions électroniques contemporaines par rapport aux alternatives à broches plus volumineuses.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED directement depuis une alimentation logique 3,3V ou 5V ?

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 3,3V et une V_Ftypique de 2,0V à 20mA, R = (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ohms. Utilisez la V_Fmaximale (2,35V) pour un calcul plus sûr.

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 (λ_p) est la longueur d'onde au point d'intensité maximale dans le spectre. 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. La λ_dest plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Pourquoi le séchage est-il nécessaire avant le soudage ?

R : Les boîtiers plastiques peuvent absorber l'humidité. Pendant le processus de refusion à haute température, cette humidité se transforme rapidement en vapeur, créant une pression interne qui peut fissurer le boîtier ("effet pop-corn"). Le séchage élimine cette humidité absorbée.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état avec 10 indicateurs orange uniformément lumineux.

1. Sélection des composants :Choisir la variante S2 (Orange). Pour l'uniformité, spécifiez un classement serré à la fois pour l'intensité lumineuse (ex. : Bac 2 : 72-112 mcd) et la longueur d'onde dominante (ex. : Bac 1 : 599-605 nm).
2. Conception du circuit :Le système utilise une ligne d'alimentation 5V. En utilisant la V_Fmax de 2,35V et un I_Fcible de 20mA, calculez R = (5V - 2,35V) / 0,02A = 132,5 Ohms. Utilisez la valeur standard la plus proche de 130 ou 150 Ohms. Une résistance de 150 Ohms donne I_F≈ 17,7mA, ce qui est dans les spécifications et offre une marge de sécurité.
3. Disposition :Placez les LED sur une grille de 0,05" (1,27 mm). Suivez les dimensions recommandées des pastilles de soudure mais ajustez l'espacement à 0,25 mm pour correspondre aux capacités du fabricant de PCB. Incluez une petite zone de cuivre de masse autour de chaque LED pour une dissipation thermique mineure.
4. Assemblage :Assurez-vous que le sac d'usine est scellé à réception. Planifiez l'assemblage du PCB dans l'année suivant l'ouverture (durée de vie en atelier). Si cette durée est dépassée, séchez les bobines avant de les envoyer à l'atelier d'assemblage.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur une hétérostructure AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) déposée sur un substrat. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur spécifique (orange ou verte-jaune) est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur dans la région active, qui est contrôlée par les rapports précis d'aluminium, de gallium et d'indium. La lumière est émise à travers une lentille en résine époxy transparente qui assure également la protection environnementale.

13. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED CMS continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), des tailles de boîtier plus petites pour une densité accrue, et une meilleure uniformité et restitution des couleurs. Il existe également une forte impulsion pour une adoption plus large de matériaux et de procédés de fabrication respectueux de l'environnement. Bien que cette série 18-225 représente une technologie mature et fiable, les nouvelles générations peuvent utiliser des conceptions avancées à conversion par phosphore ou différents matériaux semi-conducteurs comme l'InGaN pour des gammes de couleurs plus étendues. Cependant, l'AlGaInP reste la technologie dominante et la plus efficace pour le spectre orange-rouge-jaune.