Fiche technique LED CMS 12-22/R6GHC-A30/2C - Bicolore Rouge/Vert - 2,0V/3,3V - 60mW/95mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LED CMS 12-22 est une diode électroluminescente de montage en surface compacte, conçue pour les applications à haute densité sur circuit imprimé. Il s'agit d'un type multicolore, disponible en rouge vif (utilisant la technologie de puce AlGaInP) et en vert vif (utilisant la technologie de puce InGaN). Le principal avantage de ce composant est son empreinte significativement réduite par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant la miniaturisation des produits finaux, une densité de placement plus élevée sur les cartes de circuits et des besoins de stockage réduits. Sa construction légère le rend particulièrement adapté aux appareils électroniques portables et miniatures.

1.1 Caractéristiques principales et conformité

• Conditionné en bande de 8 mm sur bobines de 7 pouces de diamètre pour l'assemblage automatisé par pick-and-place.
• Entièrement compatible avec les procédés standards de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur.
• Construit avec des matériaux sans plomb, garantissant la conformité aux réglementations environnementales.
• Le produit est conforme à la directive européenne RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Conforme aux règlements européens REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des produits chimiques).
• Construction sans halogène : Brome (Br) < 900 ppm, Chlore (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.

1.2 Applications cibles

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

• Rétroéclairage :Idéale pour les indicateurs de tableau de bord, le rétroéclairage des interrupteurs et l'éclairage des symboles.
• Équipements de télécommunication :Sert d'indicateur d'état et de rétroéclairage de clavier dans des appareils comme les téléphones et les télécopieurs.
• Technologie d'affichage :Utilisée pour le rétroéclairage plat des panneaux LCD.
• Indication à usage général :Adaptée à une large gamme d'électronique grand public et industrielle nécessitant des voyants d'état compacts et fiables.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

Analyse clé :La variante GH (Vert) a une tolérance au courant de crête plus élevée mais une tenue aux décharges électrostatiques significativement plus faible (150V contre 2000V pour le Rouge). Cela indique que la puce InGaN est plus sensible aux décharges électrostatiques et nécessite des précautions de manipulation plus strictes. Les deux variantes supportent une large plage de température industrielle.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à une température ambiante (T_a) de 25°C, ces paramètres définissent la performance typique.

Analyse clé :La LED verte (GH) offre typiquement une intensité lumineuse plus élevée mais à une tension directe plus élevée (~3,3V contre ~2,0V pour le rouge). Cela a des implications directes sur la conception de l'alimentation électrique. Le large angle de vision de 120 degrés fournit un motif d'émission étendu adapté à l'éclairage de zone. Les plages de tension directe doivent être prises en compte lors de la conception des circuits limiteurs de courant pour garantir une luminosité constante entre les lots de production.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité de la luminosité, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20mA.

3.1 Classement par intensité lumineuse

R6 (Rouge AlGaInP) :

• Classe Q :72,0 mcd (Min) à 112,0 mcd (Max)
• Classe R :112,0 mcd (Min) à 180,0 mcd (Max)

GH (Vert InGaN) :

• Classe R :112,0 mcd (Min) à 180,0 mcd (Max)
• Classe S :180,0 mcd (Min) à 285,0 mcd (Max)

Note :La fiche technique spécifie une tolérance de ±11% pour l'intensité lumineuse. Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour leur application, garantissant ainsi une uniformité visuelle dans les réseaux multi-LED ou les paires d'indicateurs assortis.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit les courbes caractéristiques typiques pour la variante R6 (Rouge), illustrant la relation entre les paramètres clés.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

La sortie lumineuse de la LED diminue lorsque la température ambiante augmente. C'est une considération critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température ou lorsque l'auto-échauffement de la LED est significatif. Les concepteurs doivent déclasser la sortie lumineuse attendue en fonction de la température de jonction.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre que la sortie lumineuse n'est pas proportionnelle au courant, en particulier à des courants plus élevés. Un fonctionnement au-delà du courant direct continu recommandé (20mA) peut donner des rendements lumineux décroissants tout en augmentant considérablement la dissipation de puissance et en réduisant la durée de vie.

4.3 Tension directe en fonction du courant direct

La courbe IV démontre la relation exponentielle caractéristique de la diode. Un petit changement de tension directe peut provoquer un grand changement de courant. Cela souligne la nécessité absolue d'utiliser une résistance limitatrice de courant ou un pilote à courant constant en série avec la LED pour éviter l'emballement thermique et la destruction.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED CMS 12-22 a un corps rectangulaire compact. Les dimensions critiques incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que les recommandations pour le motif des pastilles de soudure. La cathode est généralement indiquée par un marquage vert ou une encoche sur le boîtier. Le respect du motif de pastilles spécifié est essentiel pour un soudage fiable et un bon alignement pendant la refusion.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est conçu pour le soudage par refusion sans plomb. Le profil de température recommandé est crucial :

• 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 montée en température :Maximum 6°C/seconde.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.

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

6.2 Précautions pour le soudage manuel

Si le soudage manuel est inévitable :

• Utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C.
• Limitez le temps de contact à 3 secondes par borne.
• Utilisez un fer d'une puissance nominale de 25W ou moins.
• Laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne.
• Évitez d'appliquer une contrainte mécanique sur le corps de la LED pendant le chauffage.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

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

• Avant ouverture :Stockez à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture (Durée de vie en atelier) :168 heures (7 jours) à ≤30°C et ≤60% HR.
• Séchage (Baking) :Si la durée de vie en atelier est dépassée ou si le dessiccant indique de l'humidité, séchez à 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre.

• Largeur de la bande porteuse :8 mm.
• Pas des alvéoles :Spécifié dans le dessin dimensionnel.
• Quantité par bobine :2000 pièces.

7.2 Explication de l'étiquette

Les étiquettes des bobines contiennent des codes pour la traçabilité et la spécification :

• P/N :Numéro de produit (ex. : 12-22/R6GHC-A30/2C).
• QTY :Quantité conditionnée.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (Code de bin : Q, R, S).
• HUE :Coordonnées de chromaticité & Classe de longueur d'onde dominante.
• REF :Classe de tension directe.
• N° de LOT :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Considérations pour la conception d'application

8.1 Impératif de conception de circuit

La limitation de courant est obligatoire.Une LED est un dispositif piloté par le courant. La connecter directement à une source de tension la fera consommer un courant excessif, entraînant une défaillance immédiate. Une résistance en série doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation (V_CC), de la tension directe de la LED (V_F) et du courant direct souhaité (I_F) : R = (V_CC - V_F) / I_F. Utilisez toujours la valeur V_F maximale de la fiche technique pour une conception prudente._s), the LED's forward voltage (V_f), and the desired forward current (I_f): R = (V_s- V_f) / I_f. Always use the maximum V_ffrom the datasheet for a conservative design.

8.2 Gestion thermique

Bien que petite, la dissipation de puissance (jusqu'à 95mW pour la variante verte) doit être prise en compte, en particulier dans les boîtiers scellés ou les réseaux à haute densité. Assurez-vous que le circuit imprimé dispose d'une surface de cuivre ou de vias thermiques adéquats pour dissiper la chaleur et empêcher la température de jonction de la LED de dépasser la limite de fonctionnement maximale, ce qui dégraderait la sortie lumineuse et la durée de vie.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Particulièrement pour la variante GH (verte) avec une faible tenue ESD HBM de 150V, mettez en œuvre des mesures de protection ESD pendant la manipulation et l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques et d'ioniseurs dans les environnements de production.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le boîtier 12-22 offre un équilibre entre taille et performance. Comparé aux LED CMS plus grandes (ex. : 3528, 5050), il fournit moins de lumière totale mais permet une ultra-miniaturisation. Comparé aux LED à puce plus petites (ex. : 0402, 0603), il est plus facile à manipuler et à souder manuellement si nécessaire, et offre souvent de meilleurs angles de vision et une intensité supérieure grâce à sa lentille moulée. La capacité multicolore (rouge/vert) dans une seule empreinte de boîtier offre une flexibilité de conception pour les indicateurs bicolores.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Puis-je alimenter cette LED sans résistance ?

No.Cela détruira presque certainement la LED. La caractéristique IV exponentielle signifie qu'une légère surtension provoque un surcourant massif.

10.2 Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_P) :_pLa longueur d'onde unique à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale.The single wavelength at which the emission spectrum has its maximum intensity.
Longueur d'onde dominante (λ_D) :_dLa longueur d'onde de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. Elle est calculée sur la base de la réponse colorimétrique de l'œil humain (diagramme CIE). La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.The wavelength of monochromatic light that matches the perceived color of the LED. It is calculated based on the human eye's color response (CIE chart). Dominant wavelength is more relevant for color specification.

10.3 Pourquoi la tenue aux décharges électrostatiques (ESD) est-elle différente pour le rouge et le vert ?

Les différents matériaux semi-conducteurs (AlGaInP vs. InGaN) et structures de puce ont des différences inhérentes dans leur sensibilité aux décharges électrostatiques. Les LED à base d'InGaN (bleu, vert, blanc) sont généralement plus sensibles à l'ESD que les LED à base d'AlGaInP (rouge, ambre).

10.4 Puis-je l'utiliser pour l'éclairage intérieur automobile ?

Bien qu'elle puisse être techniquement adaptée à certaines applications intérieures (comme le rétroéclairage des interrupteurs), la fiche technique inclut une note "Restrictions d'application" déconseillant son utilisation dans les systèmes de sécurité/sûreté automobile à haute fiabilité sans qualification supplémentaire. Pour l'éclairage intérieur non critique, elle peut être acceptable, mais la large plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) est un facteur positif.

11. Étude de cas pratique de conception

11.1 Conception d'un indicateur d'état bicolore

Scénario :Créer un voyant d'état compact sur circuit imprimé qui affiche le rouge pour "Défaut" et le vert pour "Normal".
Solution :Utiliser une LED 12-22/R6 (rouge) et une LED 12-22/GH (verte) placées côte à côte.
Circuit :Concevoir deux circuits de pilotage indépendants. Pour une alimentation de 5V :
Pour le Rouge (V_F max = 2,4V, I_F = 20mA) : R_rouge = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ω. Utiliser une résistance standard de 130Ω ou 150Ω._fmax = 2.4V, I_f= 20mA): R_red= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Use a standard 130Ω or 150Ω resistor.
Pour le Vert (V_F max = 3,7V, I_F = 20mA) : R_vert = (5V - 3,7V) / 0,020A = 65 Ω. Utiliser une résistance standard de 68Ω._fmax = 3.7V, I_f= 20mA): R_green= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ω. Use a standard 68Ω resistor.
Implantation :Suivez le motif de pastilles recommandé du dessin du boîtier. Assurez-vous que les marquages de cathode sont orientés correctement. Prévoyez un petit thermique sur les pastilles du circuit imprimé si un soudage manuel est anticipé.

12. Principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons de la région de type n se recombinent avec les trous de la région de type p dans la couche active (le matériau de la puce : AlGaInP pour le rouge, InGaN pour le vert). Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé dans la couche active. Le boîtier en résine époxy moulée sert de lentille pour façonner la sortie lumineuse et protéger la puce semi-conductrice délicate.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED CMS comme la 12-22 suit les tendances plus larges de l'industrie vers la miniaturisation, l'augmentation de l'efficacité (lumens par watt) et une fiabilité accrue. Les progrès dans les techniques de croissance épitaxiale pour les matériaux AlGaInP et InGaN continuent d'améliorer l'efficacité quantique interne et la pureté des couleurs. La technologie de conditionnement se concentre sur une meilleure gestion thermique pour gérer des densités de puissance croissantes et des conceptions optiques améliorées pour des faisceaux contrôlés. La volonté d'être sans halogène et conforme RoHS/REACH reflète la réponse de l'industrie aux réglementations environnementales mondiales. L'intégration de plusieurs puces de couleur dans un seul boîtier (ex. : RVB) est une extension logique du concept multicolore présenté dans cette fiche technique.