Fiche technique LED CMS 23-22B/R7G6C-A30/2T - Bicolore - 2.0V - 60mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 23-22B/R7G6C-A30/2T est une diode électroluminescente (LED) bicolore à montage en surface (CMS), conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Ce composant intègre deux types de puces distinctes dans un seul boîtier : la puce R7 émettant une couleur rouge foncé et la puce G6 émettant un vert jaune brillant. Son principal avantage réside dans sa taille miniature, qui permet une densité de placement plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), conduisant à une réduction de la taille et du poids global de l'équipement. Cela le rend particulièrement adapté aux applications où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

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 automatiques de prélèvement et de placement à grande vitesse utilisés dans la fabrication en série. Elle est fabriquée à partir de matériaux sans plomb (Pb-free) et est conforme aux principales réglementations environnementales, notamment RoHS, REACH de l'UE et les normes sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Le composant est également qualifié pour les procédés standards de soudage par refusion infrarouge et en phase vapeur.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de cette LED CMS découlent de son facteur de forme réduit et de sa capacité bicolore. En étant nettement plus petite que les LED traditionnelles à broches, elle permet aux concepteurs de créer des produits plus compacts. L'espace de stockage réduit pour les composants et le produit assemblé final offre des avantages logistiques et économiques. Sa légèreté est idéale pour les appareils portables et miniatures.

Les applications cibles sont variées, se concentrant sur les fonctions d'indicateur et de rétroéclairage. Les marchés clés incluent l'intérieur automobile (par exemple, rétroéclairage du tableau de bord et des interrupteurs), les équipements de télécommunication (par exemple, indicateur et rétroéclairage dans les téléphones et télécopieurs) et l'électronique grand public (par exemple, rétroéclairage plat pour écrans LCD, interrupteurs et symboles). Elle convient également pour une utilisation générale comme indicateur lorsqu'une signalisation bicolore fiable est requise.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Valeurs limites absolues

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

• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut endommager la jonction semi-conductrice de la LED.
• Courant direct (IF) :25 mA pour les puces R7 et G6. C'est le courant continu maximal.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA pour les deux puces, permis uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz).
• Puissance dissipée (Pd) :60 mW pour chaque puce. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper.
• Température de fonctionnement (Topr) :-40 à +85 °C. Le composant est conçu pour des gammes de températures industrielles.
• Température de stockage (Tstg) :-40 à +90 °C.
• Décharge électrostatique (ESD) :2000 V (Modèle du corps humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires.
• Température de soudure (Tsol) :Pour le soudage par refusion, une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes est autorisée. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350°C pour un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les performances typiques sont mesurées à Ta=25°C et IF=20mA, sauf indication contraire. Un angle de vision (2θ1/2) de 130 degrés est typique pour ce boîtier.

Pour la puce R7 (Rouge foncé) :

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 18,0 mcd (minimum) à 72,0 mcd (maximum), avec une tolérance typique de ±11%.
• Longueur d'onde de crête (λp) :Typiquement 639 nm.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Typiquement 631 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 20 nm.
• Tension directe (VF) :S'étend de 1,70 V (min) à 2,40 V (max), avec une valeur typique de 2,00 V.

Pour la puce G6 (Vert jaune brillant) :

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend de 14,5 mcd (min) à 45,0 mcd (max), avec une tolérance typique de ±11%.
• Longueur d'onde de crête (λp) :Typiquement 575 nm.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Typiquement 573 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 20 nm.
• Tension directe (VF) :S'étend de 1,70 V (min) à 2,40 V (max), avec une valeur typique de 2,00 V.

Paramètre commun :

• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 µA pour les deux puces lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de classement

L'intensité lumineuse des LED est triée en classes pour assurer l'uniformité au sein d'un lot de production. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques.

3.1 Classement de la puce R7

Les LED rouge foncé R7 sont catégorisées en trois classes basées sur leur intensité lumineuse mesurée à IF=20mA.

• Code de classe 1 :18,0 mcd (Min) à 28,5 mcd (Max)
• Code de classe 2 :28,5 mcd (Min) à 45,0 mcd (Max)
• Code de classe 3 :45,0 mcd (Min) à 72,0 mcd (Max)

3.2 Classement de la puce G6

Les LED vert jaune brillant G6 sont également catégorisées en trois classes.

• Code de classe 1 :14,5 mcd (Min) à 18,0 mcd (Max)
• Code de classe 2 :18,0 mcd (Min) à 28,5 mcd (Max)
• Code de classe 3 :28,5 mcd (Min) à 45,0 mcd (Max)

Le code de classe est indiqué sur l'étiquette de l'emballage du produit (sous "CAT"). Les concepteurs doivent spécifier le code de classe requis lors de la commande pour garantir le niveau de luminosité souhaité pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques électro-optiques typiques pour les puces R7 et G6. Bien que les données graphiques spécifiques ne soient pas fournies sous forme de texte, ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct (IF) et l'intensité lumineuse (Iv), la tension directe (VF), et l'effet de la température ambiante sur le flux lumineux.

Déductions clés des courbes typiques :Pour les deux types de LED, l'intensité lumineuse augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire, en particulier lorsque le courant approche la valeur maximale. La tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente. Comprendre ces courbes est crucial pour concevoir des circuits de limitation de courant appropriés et pour la gestion thermique afin de maintenir des performances optiques constantes sur toute la plage de température de fonctionnement.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du contour du boîtier

La LED CMS 23-22B a un encombrement physique spécifique. Le dessin du contour du boîtier fournit les dimensions critiques pour la conception du motif de pastilles sur le PCB. Les dimensions clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que la position et la taille des plots de soudure. La cathode (borne négative) est généralement identifiée par un marquage sur le boîtier. Toutes les tolérances sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. Les concepteurs doivent respecter ces dimensions pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique.

5.2 Emballage résistant à l'humidité

Les composants sont expédiés dans un emballage sensible à l'humidité pour éviter les dommages dus à l'humidité ambiante. L'emballage consiste en une bande porteuse chargée de LED, placée à l'intérieur d'un sac étanche à l'humidité en aluminium avec un dessiccant et une carte indicateur d'humidité. Les dimensions de la bobine et des alvéoles de la bande porteuse sont spécifiées pour assurer la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés. Chaque bobine contient 2000 pièces.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Stockage et manipulation

• Ne pas ouvrir le sac étanche à l'humidité avant d'être prêt à l'emploi.
• Avant ouverture : Stocker à ≤ 30°C et ≤ 90% HR.
• Après ouverture : La "durée de vie en atelier" est de 1 an à ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées dans un emballage sec.
• Si le dessiccant indique une exposition à l'humidité ou si le temps de stockage est dépassé, un traitement de séchage (60 ± 5°C pendant 24 heures) est requis avant le soudage.

6.2 Profil de soudage par refusion

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

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes.
• Temps au-dessus de 217°C (Liquidus) :60–150 secondes.
• Température de crête :260°C maximum, maintenue pendant un maximum de 10 secondes.
• Taux de chauffage :Maximum 6°C/sec au-dessus de 255°C.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/sec.
• Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

6.3 Soudage manuel et réparation

• Utiliser un fer à souder avec une température de pointe < 350°C et une puissance < 25W.
• Limiter le temps de soudage à 3 secondes par borne.
• Éviter toute contrainte sur la LED pendant le chauffage et ne pas déformer le PCB après soudage.
• La réparation après soudage n'est pas recommandée. Si elle est inévitable, utiliser un fer à souder double tête spécialisé pour chauffer simultanément les deux bornes et vérifier que les caractéristiques de la LED ne sont pas dégradées.

7. Informations sur l'emballage et la commande

L'étiquette produit sur la bobine fournit des informations essentielles pour la traçabilité et l'application correcte :

• CPN :Numéro de produit du client
• P/N :Numéro de produit (ex. : 23-22B/R7G6C-A30/2T)
• QTY :Quantité par emballage (2000 pcs/bobine)
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (Code de classe)
• HUE :Coordonnées de chromaticité & Classe de longueur d'onde dominante
• REF :Classe de tension directe
• LOT No :Numéro de lot de fabrication

8. Considérations de conception d'application

8.1 Protection du circuit

Critique :Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. La tension directe a une plage (1,7V à 2,4V) et la caractéristique IV est raide. Un petit changement dans la tension d'alimentation peut provoquer un changement important, potentiellement destructeur, du courant direct si aucune résistance n'est présente. La valeur de la résistance doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation maximale et du courant direct maximal nominal de la LED, en considérant la tension directe dans le pire des cas.

8.2 Gestion thermique

Bien que la puissance dissipée soit faible (60mW), maintenir la température de jonction dans la plage de fonctionnement spécifiée est vitale pour la fiabilité à long terme et la stabilité du flux lumineux. Assurez-vous qu'une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques sont utilisés, surtout si plusieurs LED sont placées proches les unes des autres ou si la température ambiante est élevée.

8.3 Restrictions d'application

Ce produit est conçu pour des applications commerciales et industrielles générales. Il n'est pas spécifiquement qualifié pour des applications haute fiabilité telles que militaire/aérospatial, systèmes de sécurité automobile (par exemple, airbags, freinage) ou équipements médicaux critiques sans consultation préalable et qualification supplémentaire potentielle.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation principale du 23-22B réside dans sa capacité bicolore au sein d'un seul boîtier CMS très compact. Comparé à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, il économise de l'espace sur le PCB et simplifie l'assemblage. L'utilisation du matériau AlGaInP pour les deux couleurs offre une bonne efficacité lumineuse et une pureté de couleur. Sa compatibilité avec les procédés SMT standards de grande série en fait une solution rentable pour l'électronique grand public et automobile intérieure produite en masse.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je piloter les puces R7 et G6 indépendamment ?

Oui, le boîtier 23-22B contient deux puces LED électriquement isolées. Elles ont des connexions anode et cathode séparées, permettant de les piloter indépendamment par des circuits de limitation de courant distincts. Cela permet un mélange dynamique de couleurs ou une signalisation indépendante.

10.2 Quel est le but du système de classement ?

Le classement assure l'uniformité de la luminosité au sein d'une série de production. Pour les applications nécessitant un aspect uniforme (par exemple, rétroéclairage d'un réseau d'indicateurs), spécifier et utiliser des LED du même code de classe est essentiel pour éviter des variations de luminosité visibles.

10.3 Pourquoi un emballage sensible à l'humidité est-il nécessaire ?

Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se dilater rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn", qui fissure le boîtier et détruit le composant. Le sac barrière à l'humidité et le dessiccant préviennent cela pendant le stockage et le transport.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'état multifonction pour un routeur réseau.Un concepteur a besoin d'un seul composant pour indiquer l'alimentation (rouge fixe), l'activité réseau (vert clignotant) et un défaut (alternance rouge/vert). Le 23-22B est un choix idéal. Sa petite taille s'adapte à l'espace limité du panneau avant. Les puces rouge (R7) et verte (G6) indépendantes peuvent être contrôlées par les broches GPIO d'un simple microcontrôleur via des transistors pilotes. En spécifiant le Code de classe 2 pour les deux couleurs, une luminosité uniforme est obtenue sur toutes les unités fabriquées. Le concepteur suit les directives du profil de refusion et inclut des résistances série appropriées (par exemple, 150 Ohm pour une alimentation 5V, calculée pour le Vf dans le pire des cas) pour assurer un fonctionnement fiable sur la durée de vie du produit.

12. Principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène est appelé électroluminescence. Dans le 23-22B, la puce R7 utilise une structure semi-conductrice AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) optimisée pour émettre de la lumière dans la partie rouge du spectre (environ 631 nm de longueur d'onde dominante). La puce G6 utilise une composition différente d'AlGaInP pour émettre de la lumière dans la région jaune-verte (environ 573 nm). Lorsqu'une tension directe dépassant l'énergie de la bande interdite de la puce est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique du matériau détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'indicateur et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par watt d'entrée électrique), des tailles de boîtier plus petites pour une plus grande flexibilité de conception, et une amélioration de la constance et de la stabilité des couleurs sur la température et la durée de vie. Les boîtiers multi-puces comme le 23-22B représentent une tendance d'intégration, réduisant le nombre de composants sur le PCB. De plus, la conformité environnementale (sans plomb, sans halogène) est désormais une exigence standard dictée par les réglementations mondiales. Les développements futurs pourraient inclure des boîtiers encore plus fins et l'intégration avec des circuits de commande pour des modules de "LED intelligentes".