Fiche technique LED CMS 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C - Boîtier 2.0x1.25x0.8mm - Tension 2.7-3.4V - Puissance 40mW - Blanc Pur - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C est une LED CMS compacte conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un éclairage fiable et à faible encombrement. Ce composant représente une avancée significative par rapport aux LED à broches traditionnelles, permettant une miniaturisation substantielle et des améliorations d'efficacité dans la conception des produits finaux.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de cette LED est son empreinte extrêmement réduite. Les dimensions du boîtier permettent une densité d'implantation plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB), contribuant directement à réduire la taille de la carte et, par conséquent, celle de l'équipement final. Sa légèreté la rend particulièrement adaptée aux applications portables et miniatures où le poids et l'espace sont des contraintes critiques. Le produit est positionné comme une solution polyvalente d'indication et de rétroéclairage à usage général, conforme aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH et les exigences sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Marché cible et applications

Cette LED est conçue pour un large éventail d'applications dans les secteurs de l'électronique grand public, de l'automobile et des télécommunications. Les principaux domaines d'application comprennent le rétroéclairage des combinés d'instruments, des interrupteurs et des symboles ; les fonctions d'indication et de rétroéclairage dans les appareils de télécommunication tels que les téléphones et les télécopieurs ; et le rétroéclairage plat général pour les panneaux LCD. Sa compatibilité avec les équipements de placement automatique et les processus standards de soudage par refusion infrarouge/phase vapeur en fait un choix idéal pour la fabrication en grande série.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit fiable et pour garantir des performances à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Tension inverse (V_R):5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture immédiate de la jonction.
• La polarité correcte est critique. Le boîtier comporte une marque de cathode distincte. La fiche technique inclut un diagramme détaillé montrant cette identification. Installer la LED en polarité inverse l'empêchera de s'allumer et appliquer la tension inverse maximale absolue de 5V pourrait endommager le composant._F):10 mA (Continu).
• Courant direct de crête (I_FP):100 mA (Rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz). Cela permet de brèves impulsions de courant plus élevé, utiles pour le multiplexage ou pour atteindre une luminosité instantanée plus élevée.
• Dissipation de puissance (P_d):40 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur sans dépasser ses limites thermiques.
• Décharge électrostatique (ESD) :Modèle du corps humain (HBM) 150 V. Cela indique une sensibilité modérée aux ESD, nécessitant des procédures de manipulation appropriées dans un environnement protégé contre les ESD.
• Température de fonctionnement (T_opr):-40°C à +85°C. Cette large plage convient aux environnements automobiles et industriels.
• Température de stockage (T_stg):-40°C à +90°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (T_a= 25°C)

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard et définissent les performances du composant.

• Intensité lumineuse (I_v):45,0 mcd (Min), 112,0 mcd (Max) à I_F= 5 mA. La valeur typique n'est pas spécifiée, indiquant que les performances sont gérées via le système de tri.
• Angle de vision (2θ_1/2):110 degrés (Typique). Cet angle de vision large est caractéristique d'un boîtier en résine jaune diffusante, offrant une distribution de lumière large et uniforme.
• Tension directe (V_F):2,70 V (Min), 3,40 V (Max) à I_F= 5 mA. La tolérance serrée de ±0,05V par classe garantit une chute de tension cohérente entre les lots de production.
• Courant inverse (I_R):50 μA (Max) à V_R= 5 V. Ce paramètre est uniquement à des fins de test ; le composant n'est pas destiné à fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de tri

Le produit est classé en catégories basées sur des paramètres de performance clés pour garantir la cohérence pour l'utilisateur final. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des caractéristiques étroitement regroupées pour une apparence uniforme dans un réseau.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont triées en quatre catégories (P1, P2, Q1, Q2) en fonction de l'intensité lumineuse mesurée à 5 mA. Les catégories vont d'un minimum de 45,0 mcd (P1) à un maximum de 112,0 mcd (Q2). Une tolérance de ±11% est appliquée au sein de chaque catégorie. La sélection dans une seule catégorie est cruciale pour les applications nécessitant une luminosité uniforme.

3.2 Tri par tension directe

La tension directe est triée en sept catégories (Codes de classe 34 à 40), chacune couvrant 0,1V, de 2,70-2,80V (Code 34) à 3,30-3,40V (Code 40). La tolérance de ±0,05V par classe garantit une consommation de courant prévisible lorsque les LED sont pilotées en parallèle avec une résistance de limitation de courant commune.

3.3 Tri par coordonnées chromatiques

La lumière Blanc Pur est définie par des coordonnées chromatiques sur le diagramme CIE 1931. La fiche technique spécifie quatre catégories (1-4), chacune définie par un quadrilatère de paires de coordonnées (x, y). La tolérance pour ces coordonnées est de ±0,01. Ce tri garantit la cohérence des couleurs, ce qui est vital pour les applications de rétroéclairage et d'indication où l'homogénéité des couleurs est importante.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un boîtier CMS standard avec des dimensions d'environ 2,0 mm de longueur, 1,25 mm de largeur et 0,8 mm de hauteur (tolérance ±0,1 mm sauf indication contraire). Le dessin du boîtier indique clairement la marque de la cathode, ce qui est essentiel pour une orientation correcte sur le PCB. Le motif de pastilles recommandé (empreinte) est fourni pour assurer un soudage correct et une stabilité mécanique.

4.2 Identification de la polarité

Correct polarity is critical. The package features a distinct cathode mark. The datasheet includes a detailed diagram showing this identification. Installing the LED in reverse polarity will prevent it from illuminating and applying the absolute maximum reverse voltage of 5V could damage the device.

5. Directives de soudage et d'assemblage

Le respect de ces directives est obligatoire pour éviter les dommages thermiques ou mécaniques pendant le processus d'assemblage.

5.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est compatible avec les processus de soudage par refusion sans plomb (Pb-free). Le profil de température spécifié est critique :

• 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 chauffage :Maximum 6°C/seconde.
• Temps au-dessus de 255°C :Maximum 30 secondes.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.

Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même composant.

5.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de rigueur. La température de la pointe du fer à souder doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer de faible capacité (≤25W) est recommandé. Un intervalle minimum de 2 secondes doit être observé entre le soudage de chaque borne pour permettre le refroidissement.

5.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont emballées dans des sachets barrières résistants à l'humidité avec 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 une entrée d'humidité, séchez à 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

N'ouvrez pas le sachet anti-humidité avant que les composants ne soient prêts pour l'assemblage.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Emballage standard

Les LED sont fournies en bande porteuse de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. Les dimensions de la bande porteuse et de la bobine sont spécifiées dans la fiche technique pour faciliter la manutention automatisée et la configuration des machines pick-and-place.

6.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et la vérification :

• CPN :Numéro de produit du client.
• P/N :Numéro de produit du fabricant (ex. : 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C).
• QTY :Quantité d'emballage.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (Code de classe : P1, P2, Q1, Q2).
• HUE :Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (Code de classe : 1, 2, 3, 4).
• REF :Classe de tension directe (Code de classe : 34 à 40).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

7. Considérations de conception pour l'application

7.1 La limitation de courant est obligatoire

Les LED sont des dispositifs pilotés en courant.Une résistance de limitation de courant externe est absolument requise.La tension directe a un coefficient de température négatif et une dispersion de fabrication (comme visible dans le tri). Une légère augmentation de la tension d'alimentation ou une diminution de V_Fdue à la température peut provoquer une forte augmentation, potentiellement destructrice, du courant direct si aucune résistance série n'est utilisée. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F, où I_Fest le courant de fonctionnement souhaité (ex. : 5mA).

7.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (40mW max), une conception thermique appropriée sur le PCB reste importante pour la longévité, en particulier dans les applications à température ambiante élevée. Assurez-vous que la pastille de cuivre du PCB connectée au chemin thermique de la LED (souvent la cathode) est suffisamment dimensionnée pour servir de dissipateur thermique et est connectée à des plans de cuivre plus grands si possible.

7.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

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Avec une classification ESD de 150V (HBM), ces dispositifs sont sensibles. Mettez en œuvre des mesures de contrôle ESD tout au long de la manipulation, du stockage et de l'assemblage. Cela inclut l'utilisation de postes de travail mis à la terre, de bracelets antistatiques et de conteneurs conducteurs.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED traversantes plus grandes, la 12-21C offre une réduction drastique de la taille et du poids, permettant des conceptions modernes miniaturisées. Son large angle de vision de 110 degrés, fourni par la résine jaune diffusante, offre une émission de lumière plus uniforme par rapport aux boîtiers en résine transparente avec des faisceaux plus étroits, la rendant supérieure pour l'éclairage de zone et le rétroéclairage. Le système de tri complet pour l'intensité, la tension et la couleur fournit un niveau de cohérence essentiel pour les applications professionnelles où l'uniformité visuelle est primordiale, la distinguant des LED de commodité non triées ou faiblement triées.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

No.Cela est explicitement déconseillé dans la section "Précautions d'utilisation". La LED est très sensible aux variations de tension. La faire fonctionner directement à partir d'une source de tension, même régulée, est très susceptible de provoquer une défaillance immédiate due au surcourant.

9.2 Quelle est la différence entre les classes P1, Q2, etc. ?

Ce sont des classes d'intensité lumineuse. P1 représente le groupe de luminosité le plus faible (45,0-57,0 mcd), et Q2 représente le plus élevé (90,0-112,0 mcd) lors d'un test à 5mA. Pour une apparence cohérente dans un réseau, toutes les LED doivent provenir de la même classe d'intensité.

9.3 Combien de fois puis-je ressouder ce composant par refusion ?

La fiche technique spécifie que le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus dedeux fois. Chaque cycle de refusion soumet le composant à une contrainte thermique, et dépasser deux cycles peut compromettre les liaisons internes par fil ou la résine époxy.

9.4 Le sachet est ouvert depuis une semaine. Puis-je encore utiliser les LED ?

Peut-être, mais elles nécessitent un séchage préalable. La durée de vie en atelier après ouverture est de 168 heures (7 jours) dans des conditions spécifiées. Si ce délai est dépassé, vous devez effectuer la procédure de séchage (60 ±5°C pendant 24 heures) pour éliminer l'humidité absorbée et éviter le "popcorning" ou le délaminage lors du soudage ultérieur.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau de commutateur à membrane rétroéclairé.Un concepteur a besoin de 20 LED blanches pour un rétroéclairage uniforme d'icônes. Il devrait :

1. Sélectionner la classe :Choisir toutes les LED dans la même classe d'intensité lumineuse (ex. : Q1) et la même classe chromatique (ex. : 2) pour garantir une luminosité et une couleur uniformes.
2. Calculer la résistance :En utilisant une alimentation de 5V et une V_Fnominale de 3,0V (de la classe 36), cibler I_F= 5mA. R = (5V - 3,0V) / 0,005A = 400Ω. Une résistance standard de 390Ω ou 430Ω serait appropriée.
3. Conception du PCB :Utiliser le motif de pastilles recommandé de la fiche technique. Connecter la pastille de cathode à une zone de cuivre légèrement plus grande pour un léger dissipateur thermique.
4. Assemblage :Garder les composants dans le sachet scellé jusqu'au moment de l'assemblage. Utiliser le profil de refusion sans plomb spécifié. Éviter le soudage manuel si possible.
5. Test :Vérifier la tension directe et la sortie lumineuse d'un échantillon du lot pour confirmer qu'il correspond à la classe sélectionnée.

Ce processus garantit un résultat fiable et de qualité professionnelle.

11. Principe de fonctionnement

La LED 12-21C est basée sur une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium). Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction de la diode (V_F) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active du semi-conducteur. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons, un processus appelé électroluminescence. La composition spécifique des couches InGaN détermine la longueur d'onde de la lumière émise, produisant le spectre "Blanc Pur" spécifié. La résine encapsulante jaune diffusante sert à protéger la puce, à façonner la sortie lumineuse en un large angle de vision et peut contenir des phosphores (bien que non explicitement indiqué pour ce type "Blanc Pur", il est courant que les LED blanches utilisent une puce bleue avec un phosphore jaune).

12. Tendances et contexte de l'industrie

La 12-21C illustre les tendances clés de la technologie LED : une miniaturisation incessante, une efficacité accrue (intensité lumineuse plus élevée dans un petit boîtier) et une fabricabilité améliorée via l'emballage CMS et l'approvisionnement en bande et bobine. L'accent mis sur la conformité environnementale (RoHS, sans halogène) reflète des exigences industrielles et réglementaires plus larges. Le système de tri détaillé souligne le besoin du marché de performances prévisibles et cohérentes dans l'électronique produite en masse. L'évolution future dans cette catégorie de produits se concentrerait probablement sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (plus de lumière par mA), l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) pour les LED blanches, et peut-être l'intégration de circuits de pilotage ou de plusieurs puces dans des boîtiers de taille similaire pour des solutions d'éclairage plus intelligentes et fonctionnelles.