Fiche technique DEL CMS 19-223/S2BHC-A01/2T - Boîtier 2.0x1.25x0.8mm - Tension 2.0V/3.0V - Multi-couleur - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le 19-223/S2BHC-A01/2T est une DEL à montage en surface (CMS) compacte et multi-couleur conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Son principal avantage réside dans son empreinte significativement réduite par rapport aux DEL traditionnelles à broches, permettant des conceptions de circuits imprimés (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée et, in fine, des équipements finaux plus compacts. Sa construction légère la rend également adaptée aux applications miniatures et portables où le poids et l'espace sont des contraintes critiques.

Le produit est proposé dans une configuration multi-couleur, supportant spécifiquement des émissions orange vif (via une puce AlGaInP) et bleu (via une puce InGaN). Il est conditionné sur une bande de 8 mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatiques pick-and-place standards. Le dispositif est entièrement conforme aux directives RoHS, REACH de l'UE et sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), le rendant adapté aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies séparément pour ses deux variantes de puces, S2 (AlGaInP, Orange) et BH (InGaN, Bleu), à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Courant direct (IF) : La puce S2 a un courant direct continu maximal nominal de 25 mA, tandis que la puce BH est nominale pour 20 mA. Dépasser ces valeurs risque d'endommager définitivement le composant.
• Courant direct de crête (IFP) : Pour un fonctionnement en impulsions avec un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1 kHz, la puce S2 peut supporter des crêtes de 50 mA, et la puce BH des crêtes de 40 mA.
• Dissipation de puissance (Pd) : La dissipation de puissance maximale admissible est de 60 mW pour la puce S2 et de 75 mW pour la puce BH. Ce paramètre est crucial pour la gestion thermique.
• Décharge électrostatique (ESD) : La puce S2 offre une protection ESD robuste jusqu'à 2000V (Modèle du corps humain), tandis que la puce BH est nominale pour 150V. Des procédures de manipulation ESD appropriées sont essentielles, en particulier pour la variante BH.
• Plages de température : La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, et la plage de température de stockage est de -40°C à +90°C.
• Température de soudure : La DEL peut résister à un soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes ou à un soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les principales métriques de performance sont mesurées à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) : Pour la puce S2 (Orange), l'intensité varie d'un minimum de 72,0 mcd à un maximum de 140,0 mcd. La puce BH (Bleu) a une plage de 36,0 mcd à 72,0 mcd. Une tolérance de ±11% s'applique.
• Angle de vision (2θ1/2) : Les deux puces présentent un large angle de vision de 120 degrés, typique.
• Longueur d'onde : La puce S2 a une longueur d'onde de crête typique (λp) de 611 nm et une longueur d'onde dominante (λd) de 605 nm. La puce BH a une longueur d'onde de crête typique de 468 nm et une longueur d'onde dominante de 470 nm.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) : La largeur spectrale est d'environ 17 nm pour la puce S2 et de 25 nm pour la puce BH.
• Tension directe (VF) : La puce S2 fonctionne à une tension directe typique de 2,0V, dans une plage de 1,7V à 2,4V. La puce BH a une VF typique de 3,0V à 3,5V. Une tolérance de ±0,1V s'applique.
• Courant inverse (IR) : À une tension inverse (VR) de 5V, le courant inverse maximal est de 10 µA pour S2 et de 50 µA pour BH.Note importante :Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation.

3. Explication du système de classement (Binning)

Les DEL sont triées (classées) en fonction de paramètres clés pour garantir l'homogénéité au sein d'un lot de production.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Puce S2 (Orange) :

• Classe Q1 : 72,0 - 90,0 mcd
• Classe Q2 : 90,0 - 112,0 mcd
• Classe R1 : 112,0 - 140,0 mcd

Puce BH (Bleu) :

• Classe N2 : 36,0 - 45,0 mcd
• Classe P1 : 45,0 - 57,0 mcd
• Classe P2 : 57,0 - 72,0 mcd

3.2 Classement par tension directe (puce BH uniquement)

La tension directe pour la puce BH (Bleu) est également classée :

• Classe 1 : 3,00 - 3,15 V
• Classe 2 : 3,15 - 3,30 V
• Classe 3 : 3,30 - 3,50 V

Cela permet aux concepteurs de sélectionner des DEL avec une correspondance VF plus serrée pour les applications nécessitant une distribution de courant uniforme dans des chaînes en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques électro-optiques typiques pour les puces S2 et BH. Bien que les données graphiques spécifiques ne soient pas fournies dans le texte, ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF), l'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse et la distribution spectrale de puissance relative. L'analyse de ces courbes est essentielle pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard (par exemple, différents courants d'alimentation ou températures) et pour une conception de circuit et une modélisation thermique précises.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La DEL présente un boîtier CMS compact. Les dimensions du boîtier sont fournies dans un dessin détaillé avec une note indiquant que les tolérances sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. L'unité de mesure est le millimètre (mm). Ces informations sont cruciales pour la conception de l'empreinte PCB, garantissant un placement correct et évitant les interférences mécaniques avec d'autres composants.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Stockage et manipulation

Les DEL sont conditionnées dans des sacs résistants à l'humidité avec un dessiccant.

1. Ne pas ouvrir le sac étanche à l'humidité avant d'être prêt à l'emploi.
2. Après ouverture, les DEL non utilisées doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 60% d'Humidité Relative.
3. La "durée de vie au sol" après ouverture est de 168 heures (7 jours). Les DEL non utilisées doivent être rescellées dans un emballage étanche à l'humidité.
4. Si le dessiccant indique une absorption d'humidité ou si la durée de vie au sol est dépassée, un traitement de séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.

6.2 Processus de soudage

Soudage par refusion :Un profil de température de refusion sans plomb est recommandé. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Éviter d'appliquer une contrainte mécanique à la DEL pendant le chauffage et ne pas déformer le PCB après soudage.Soudage manuel :Si nécessaire, utiliser un fer à souder avec une température de pointe < 350°C et une puissance nominale < 25W. Le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Respecter un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne. Le soudage manuel présente un risque plus élevé d'endommagement.Réparation :La réparation après soudage est déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder à double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, évitant ainsi les contraintes thermiques. L'impact sur les caractéristiques de la DEL doit être évalué au préalable.

7. Conditionnement et informations de commande

Le produit est fourni sur bande porteuse sur des bobines de 7 pouces, avec une quantité standard chargée de 2000 pièces par bobine. Les dimensions détaillées de la bobine et de la bande porteuse sont fournies (tolérances ±0,1 mm). L'étiquette de conditionnement comprend des champs pour le Numéro de Produit Client (CPN), le Numéro de Produit (P/N), la Quantité d'Emballage (QTY), le Rang d'Intensité Lumineuse (CAT), le Rang de Chromaticité/Longueur d'Onde Dominante (HUE), le Rang de Tension Directe (REF) et le Numéro de Lot (LOT No.).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour les indicateurs de tableau de bord, l'éclairage des commutateurs et le rétroéclairage plat pour les LCD et les symboles.
• Équipement de télécommunication :Adapté comme indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
• Utilisation générale comme indicateur :Peut être utilisé dans une grande variété d'électroniques grand public et industriels où un indicateur compact et fiable est nécessaire.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe estobligatoire. La tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'une légère augmentation de la tension peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant si elle n'est pas correctement contrôlée.Gestion thermique :Respectez les valeurs nominales maximales de dissipation de puissance. Assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou d'autres méthodes de dissipation thermique si vous fonctionnez près des valeurs nominales maximales ou à des températures ambiantes élevées.Protection ESD :Mettez en œuvre des mesures de protection ESD appropriées sur le PCB, en particulier pour la variante BH (Bleu) avec sa cote HBM inférieure de 150V.

9. Comparaison et différenciation technique

La différenciation clé de cette famille de DEL réside dans son offre à double puce (AlGaInP pour l'orange et InGaN pour le bleu) dans la même empreinte de boîtier compact. Cela offre une flexibilité de conception. Par rapport aux DEL traversantes plus grandes, ses principaux avantages sont la réduction spectaculaire de l'espace sur carte et du poids, la compatibilité avec l'assemblage entièrement automatisé et la conformité aux normes environnementales modernes. Le large angle de vision de 120 degrés convient aux applications nécessitant une visibilité étendue.

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

Q : Pourquoi une résistance de limitation de courant est-elle absolument nécessaire ?R : La tension directe de la DEL diminue lorsque la température de jonction augmente. Sans une résistance en série pour réguler le courant, cela peut conduire à un emballement thermique - une petite augmentation de tension provoque plus de courant, ce qui chauffe la DEL, abaissant encore sa Vf, attirant encore plus de courant, et provoquant finalement une défaillance.

Q : Que signifie la durée de vie au sol de 168 heures ?R : Après l'ouverture du sac étanche à l'humidité, les composants sont exposés à l'humidité ambiante. L'humidité absorbée peut se vaporiser pendant le processus de soudage par refusion à haute température, provoquant un délaminage interne ou des fissures ("effet pop-corn"). La limite de 168 heures est le temps d'exposition maximal sûr avant que ce risque ne devienne inacceptable sans un nouveau séchage.

Q : Puis-je alimenter la DEL avec une source de tension au lieu d'une source de courant ?R : C'est fortement déconseillé. L'alimentation avec une tension constante, même avec une résistance en série, est moins stable qu'un pilote à courant constant approprié car elle ne compense pas les variations de Vf dues à la température ou au classement. Conçoivez toujours pour un contrôle du courant.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau multi-indicateurs.Un concepteur a besoin de DEL d'état compactes orange et bleu sur une carte de contrôle à haute densité. Il sélectionne le 19-223/S2BHC-A01/2T pour sa petite taille et son option bi-couleur avec une seule référence, simplifiant l'approvisionnement. Il conçoit des valeurs de résistance de limitation de courant séparées pour les DEL orange (VF~2,0V) et bleu (VF~3,2V) pour obtenir une luminosité similaire à partir d'une alimentation commune de 5V. Il spécifie l'empreinte PCB exactement selon le dessin du boîtier. Pendant l'assemblage, il s'assure que la bobine de bande est utilisée dans la durée de vie au sol après ouverture et suit le profil de refusion recommandé pour éviter les dommages thermiques.

12. Introduction au principe technique

L'émission de lumière dans les DEL est basée sur l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. LeAlGaInP(Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) est un système de matériau efficace pour produire de la lumière dans le spectre ambre à rouge-orange. LeInGaN(Nitrure d'Indium Gallium) est utilisé pour produire de la lumière bleue, verte et blanche (avec phosphore). Le boîtier CMS encapsule la puce semi-conductrice dans une résine époxy transparente ou diffusante, qui agit également comme une lentille pour façonner le faisceau lumineux.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les DEL d'indication et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), des tailles de boîtier plus petites pour une densité accrue et une fiabilité améliorée. Il y a également une forte impulsion pour une adoption plus large de matériaux (sans halogène, sans plomb) et de processus respectueux de l'environnement. L'intégration, comme l'incorporation de résistances de limitation de courant ou de circuits intégrés de contrôle dans le boîtier de la DEL, est un autre développement en cours pour simplifier la conception des circuits de l'utilisateur final et améliorer la cohérence des performances.

Avis de restriction d'application :Ce produit est destiné à des applications générales. Il peut ne pas convenir à des applications de haute fiabilité sans consultation et qualification préalables. Ces applications incluent, sans s'y limiter, les systèmes militaires/aérospatiaux, les systèmes de sécurité automobile (par exemple, airbags, freinage) et les équipements médicaux critiques pour la vie. Pour ces utilisations, des produits conçus et qualifiés pour les exigences spécifiques d'environnement sévère et de fiabilité doivent être utilisés.