Fiche technique LED CMS 19-217/S2C-AL1M2VY/3T - Orange Brillant - 5mA - 1.7-2.2V - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-217/S2C-AL1M2VY/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant un éclairage indicateur fiable, compact et efficace. Ce composant utilise la technologie semi-conductrice AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour produire une lumière orange brillante. Ses principaux objectifs de conception sont la miniaturisation, la compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés et le respect de normes environnementales et de sécurité strictes.

Les avantages principaux de cette LED découlent de son boîtier CMS. Il est nettement plus petit que les LED traditionnelles à broches, permettant une densité de composants plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Cela conduit à une réduction de la taille globale de la carte, minimise les besoins en espace de stockage et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus petits et légers. La nature légère du boîtier le rend particulièrement adapté aux applications miniatures et portables où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

Le marché cible de ce produit est large, englobant l'électronique générale, les appareils grand public et les équipements industriels. Il est conçu pour répondre aux besoins des concepteurs recherchant une solution d'indicateur orange fiable, conforme RoHS et sans halogène, pouvant être intégrée en utilisant des lignes standards de technologie de montage en surface (SMT).

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances électro-optiques sont spécifiées dans des conditions de test standard : température ambiante (Ta) de 25°C et courant direct (IF) de 5mA. Les paramètres clés définissent la sortie lumineuse et la qualité de la couleur.

• Intensité lumineuse (Iv) :La puissance rayonnante ajustée pour la sensibilité de l'œil humain. La valeur typique n'est pas spécifiée comme un nombre unique ; à la place, le produit est trié en classes (L1, L2, M1, M2) avec des valeurs minimales allant de 11,5 mcd à 22,5 mcd. Le maximum pour la classe la plus élevée (M2) est de 28,5 mcd. Une tolérance de ±11% s'applique à l'intensité lumineuse.
• Angle de vision (2θ1/2) :C'est l'angle auquel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité à 0 degré (sur l'axe). Cette LED présente un angle de vision très large de 120 degrés, la rendant adaptée aux applications où la lumière doit être visible depuis une large gamme de perspectives.
• Longueur d'onde de crête (λp) :La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est maximale. La valeur typique est de 611 nanomètres (nm), la plaçant fermement dans la région orange du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λd) :C'est la longueur d'onde unique que l'œil humain perçoit comme la couleur de la lumière. Elle varie de 600,5 nm à 612,5 nm, avec une tolérance serrée de ±1 nm. La longueur d'onde dominante est également triée en classes (D8 à D11).
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :La largeur du spectre émis à la moitié de sa puissance maximale. La valeur typique est de 17 nm, indiquant une émission de couleur relativement pure, caractéristique de la technologie AlGaInP.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites de fonctionnement et les conditions pour une performance fiable.

• Tension directe (VF) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne au courant spécifié. À IF=5mA, elle varie d'un minimum de 1,70V à un maximum de 2,20V, avec une tolérance de ±0,05V. Cette faible tension directe est avantageuse pour les dispositifs à faible consommation et alimentés par batterie. La tension est également classée (codes 19 à 23).
• Tension inverse (VR) :La tension maximale qui peut être appliquée en sens inverse sans endommager le composant. La valeur absolue maximale est de 5V.
• Courant inverse (IR) :Le courant de fuite lorsque la tension inverse maximale (5V) est appliquée. Il a une valeur maximale de 10 µA.
• Courant direct (IF) :Le courant de fonctionnement continu recommandé est de 25 mA.
• Courant direct de crête (IFP) :Pour un fonctionnement en impulsions (rapport cyclique 1/10 à 1 kHz), la LED peut supporter un courant de crête allant jusqu'à 60 mA.

2.3 Caractéristiques thermiques et limites absolues

Ces valeurs définissent les limites environnementales et de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir.

• Dissipation de puissance (Pd) :La dissipation de puissance maximale autorisée est de 60 mW.
• Température de fonctionnement (Topr) :La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable est de -40°C à +85°C.
• Température de stockage (Tstg) :La plage de température pour le stockage hors fonctionnement est de -40°C à +90°C.
• Décharge électrostatique (ESD) :Le composant peut résister à 2000V selon le modèle du corps humain (HBM), ce qui est un niveau de protection standard pour la manipulation dans un environnement contrôlé contre l'ESD.
• Température de soudure :Le boîtier est compatible avec le soudage par refusion et le soudage manuel.
  • Soudage par refusion : Température de crête maximale de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes.
  • Soudage manuel : Température de la pointe du fer jusqu'à 350°C pour un maximum de 3 secondes par borne.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes basées sur des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre classes (L1, L2, M1, M2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 5mA. Cela permet une sélection pour des applications nécessitant différents niveaux de luminosité tout en maintenant des performances prévisibles.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La couleur (teinte) est étroitement contrôlée à travers quatre classes de longueur d'onde (D8, D9, D10, D11), chacune couvrant une plage de 3nm de 600,5nm à 612,5nm. Cela garantit une cohérence visuelle de la couleur sur plusieurs unités dans un assemblage.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée en cinq classes (19 à 23), chacune couvrant une plage de 0,1V de 1,70V à 2,20V. Ceci est particulièrement utile pour les concepteurs qui doivent gérer précisément la conception de l'alimentation et les calculs de résistance limiteuse de courant, surtout dans les grands réseaux où la chute de tension peut être un problème.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, leurs implications peuvent être décrites sur la base du comportement standard des LED et des paramètres fournis.

Lacourbe Courant vs. Tension (I-V)montrerait la relation exponentielle typique d'une diode. La plage de tension directe spécifiée (1,7-2,2V à 5mA) indique le "coude" de cette courbe. Fonctionner nettement au-dessus de 5mA nécessiterait une tension directe plus élevée, remontant la pente exponentielle. Cela souligne l'importance d'utiliser une résistance limiteuse de courant ou un pilote à courant constant, car une petite augmentation de tension peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant.

Lacourbe Intensité Lumineuse vs. Courant Direct (L-I)est généralement linéaire sur une certaine plage. Fonctionner au courant continu maximum (25mA) produirait une sortie lumineuse nettement plus élevée qu'au courant de test de 5mA, mais cela augmenterait également la dissipation de puissance et la température de jonction, qui doivent être gérées par une conception thermique appropriée du PCB.

Lescaractéristiques de Dépendance à la Températuresont critiques. Pour les LED AlGaInP, l'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Bien que la courbe exacte de déclassement ne soit pas fournie, la large plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) confirme la robustesse du dispositif. Les concepteurs doivent tenir compte de la baisse d'intensité dans les environnements à haute température. La tension directe a également un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température augmente.

Lacourbe de Distribution Spectralemontrerait un seul pic relativement étroit centré autour de 611 nm (typique), avec la largeur de bande de 17 nm définissant sa largeur. Cela confirme la nature monochromatique de la sortie, adaptée aux applications nécessitant une couleur orange spécifique et saturée.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED 19-217 est fournie dans un boîtier CMS standard. Les dimensions exactes sont fournies dans un dessin détaillé dans la fiche technique, avec des tolérances standard de ±0,1mm sauf indication contraire. Les caractéristiques mécaniques clés incluent :

• Contour du boîtier :Le dessin spécifie la longueur, la largeur et la hauteur du corps de la LED, ainsi que les dimensions et l'espacement des bornes soudables (plots).
• Conception des plots :L'empreinte sur le PCB doit correspondre à la disposition des plots recommandée pour assurer un soudage correct, une stabilité mécanique et potentiellement une certaine dissipation thermique.
• Identification de la polarité :Le dessin de la fiche technique indique clairement les bornes anode et cathode. Une polarité correcte est essentielle au fonctionnement du dispositif. Typiquement, un plot peut être marqué ou avoir une forme différente (par exemple, une encoche ou un coin biseauté sur le boîtier de la LED elle-même) pour indiquer la cathode.
• Matériau :La couleur de la lentille (résine) est spécifiée comme "Transparente", ce qui signifie que la lumière orange est émise à travers un encapsulant transparent, ce qui contribue au large angle de vision de 120 degrés.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont cruciaux pour la fiabilité. La LED est fournie dans un emballage résistant à l'humidité (bande sur bobine) compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement.

6.1 Paramètres de soudage par refusion

Un profil de soudage par refusion sans plomb (Pb-free) est recommandé. Le profil comprend :

• Préchauffage :Montée de la température ambiante à 150-200°C sur 60-120 secondes.
• Maintien/Refusion :Le temps au-dessus du liquidus (217°C) doit être de 60-150 secondes. La température de crête ne doit pas dépasser 260°C, et le temps à ou au-dessus de 255°C doit être limité à un maximum de 30 secondes.
• Refroidissement :La vitesse de refroidissement maximale doit être de 6°C par seconde.

Note critique :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même assemblage de LED pour éviter les dommages dus au stress thermique.

6.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont emballés dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant.

• Avant ouverture :Stocker à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture :La "durée de vie au sol" (temps pendant lequel les composants peuvent être exposés à l'air ambiant de l'usine) est de 1 an à ≤30°C et ≤60% HR. Les pièces non utilisées doivent être refermées dans un emballage étanche à l'humidité.
• Séchage :Si le dessiccant indique une saturation ou si le temps de stockage est dépassé, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion pour éviter les fissures "pop-corn" pendant le soudage.

6.3 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire :

• Utiliser un fer à souder avec une température de pointe ≤350°C.
• Limiter le temps de contact à ≤3 secondes par borne.
• Utiliser un fer avec une puissance nominale ≤25W.
• Laisser un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne.

La retouche est fortement déconseillée.Si elle est absolument inévitable, un fer à souder spécialisé à double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et soulever le composant sans appliquer de stress mécanique. L'impact sur les caractéristiques de la LED doit être vérifié après toute retouche.

7. Emballage et informations de commande

L'emballage d'expédition standard est une bande porteuse de 8 mm de large enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces.

La bobine et la bande porteuse ont des dimensions spécifiques fournies dans les dessins de la fiche technique pour assurer la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés.

L'étiquette d'emballage contient des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte :

• CPN :Numéro de produit du client (si attribué).
• P/N :Le numéro de pièce du fabricant (19-217/S2C-AL1M2VY/3T).
• QTY :Quantité d'emballage (3000 pcs/bobine).
• CAT :Code de classe d'intensité lumineuse (ex. : L1, M2).
• HUE :Code de classe de longueur d'onde dominante (ex. : D9, D11).
• REF :Code de classe de tension directe (ex. : 20, 22).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour le rétroéclairage d'icônes de tableau de bord, d'interrupteurs à membrane et de panneaux de commande où un large angle de vision est bénéfique.
• Équipement de télécommunication :Sert d'indicateurs d'état, de témoins d'attente de message ou de rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et matériels de réseau.
• Rétroéclairage de panneau LCD :Peut être utilisé pour un rétroéclairage plat et latéral dans les petits afficheurs LCD monochromes ou pour éclairer des symboles spécifiques.
• Utilisation générale comme indicateur :Indicateurs de mise sous tension, sélecteurs de mode, signaux d'alarme et témoins lumineux dans une vaste gamme de produits électroniques grand public et industriels.

8.2 Considérations de conception critiques

1. La limitation de courant est obligatoire :Une résistance limiteuse de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. La tension directe a une tolérance et un coefficient de température négatif. Une légère augmentation de la tension d'alimentation ou une diminution de VF due à l'échauffement peut provoquer une forte surintensité destructrice si elle n'est pas correctement limitée. La valeur de la résistance (R) est calculée comme suit : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaité.
2. Gestion thermique :Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance maximale de 60mW doit être respectée. Fonctionner à des courants élevés (par exemple, 25mA) génère de la chaleur. La conception du PCB doit fournir une surface de cuivre adéquate autour des plots de la LED pour servir de dissipateur thermique, en particulier dans les environnements à température ambiante élevée ou lorsque plusieurs LED sont regroupées.
3. Précautions contre l'ESD :Bien que classée pour 2000V HBM, les procédures standard de manipulation contre l'ESD doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation pour prévenir les dommages latents.
4. Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés fournit un motif d'émission très large et diffus. Pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé, une lentille externe ou un guide de lumière peut être nécessaire.
5. Forme d'onde pour le fonctionnement en impulsions :Si vous utilisez le courant direct de crête (60mA) en mode pulsé, assurez-vous que le rapport cyclique ne dépasse pas 10% et que la fréquence est de 1kHz comme spécifié. Le courant moyen doit toujours être dans la limite continue de 25mA.

9. Conformité et normes environnementales

Ce produit est conçu pour répondre aux principales réglementations environnementales et de sécurité mondiales, ce qui est un avantage significatif pour l'accès au marché.

• Conforme RoHS :Le produit est exempt des substances dangereuses restreintes conformément à la directive européenne sur la restriction des substances dangereuses.
• Sans plomb :Les finitions et matériaux de soudage ne contiennent pas de plomb.
• Conformité REACH UE :Respecte le règlement sur l'enregistrement, l'évaluation, l'autorisation et la restriction des produits chimiques.
• Sans halogène :Répond aux limites strictes sur la teneur en brome (Br) et chlore (Cl) : Br < 900 ppm, Cl < 900 ppm, et Br+Cl < 1500 ppm. Ceci est important pour réduire les émissions toxiques en cas d'incendie.

10. Restrictions d'application et note sur la fiabilité

Il est explicitement indiqué que ce produit, tel que spécifié dans cette fiche technique, n'est pas destiné à des applications de haute fiabilité ou critiques pour la sécurité sans consultation préalable. Cela inclut :

• Systèmes militaires et aérospatiaux.
• Systèmes de sécurité automobile (par exemple, commandes d'airbag, feux stop).
• Équipements médicaux de maintien des fonctions vitales ou de diagnostic critique.

Pour de telles applications, des qualités de produit différentes avec des tests plus approfondis, des plages de température plus larges et des garanties de durée de vie plus longues peuvent être requises. La spécification garantit la qualité et les performances de la LED en tant que composant individuel dans les conditions de test définies. L'utilisation du produit en dehors de ces limites spécifiées annule cette garantie.

11. Introduction au principe technique

La LED 19-217 est basée sur un matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) cultivé sur un substrat. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la jonction semi-conductrice. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans ce cas, la composition est ajustée pour produire des photons dans le spectre orange (~611 nm). L'encapsulant en résine époxy "transparente" protège la puce semi-conductrice, agit comme une lentille pour façonner la sortie lumineuse (obtenant le motif à 120 degrés) et fournit une protection mécanique et environnementale. Le boîtier à montage en surface comporte deux bornes métalliques (anode et cathode) qui sont soudées directement sur le PCB, éliminant le besoin de trous traversants et de fils.

12. Questions courantes basées sur les paramètres techniques

1. Q : Quelle résistance ai-je besoin pour une alimentation de 5V ?R : En utilisant le pire cas de VF maximum de 2,2V et un courant souhaité de 5mA : R = (5V - 2,2V) / 0,005A = 560 Ohms. En utilisant une résistance standard de 560Ω, le courant réel varierait d'environ ~5mA (si VF=2,2V) à ~5,9mA (si VF=1,7V). Une résistance de 470Ω est également courante, fournissant une luminosité légèrement plus élevée mais assurant que le courant reste inférieur à 25mA même avec une VF minimale.
2. Q : Puis-je la piloter directement depuis une broche de microcontrôleur ?R : Possible, mais avec prudence. Une broche de MCU typique peut fournir/absorber 20-25mA, ce qui est à la limite absolue maximale de la LED. Cela ne laisse aucune marge et sollicite à la fois le MCU et la LED. Il est toujours préférable d'utiliser la broche du MCU pour piloter un transistor (par exemple, un MOSFET) qui contrôle ensuite le courant de la LED.
3. Q : Pourquoi l'angle de vision est-il si large ?R : L'encapsulant en forme de dôme "transparent" agit comme une lentille qui réfracte la lumière provenant de la petite puce semi-conductrice sur une zone très large. C'est idéal pour les applications d'indicateur où la LED doit être vue sous de nombreux angles.
4. Q : Que signifie le code de classe "S2C-AL1M2VY/3T" ?R : C'est le code produit interne du fabricant. Il encode probablement des attributs spécifiques comme le type de boîtier (CMS), la technologie de puce (AlGaInP), la couleur (Orange/Jaune), la classe de luminosité et d'autres variantes de fabrication. Le décodage exact est propriétaire, mais les paramètres de performance clés sont entièrement définis dans les tableaux de la fiche technique.
5. Q : Combien de temps durera la LED ?R : Bien qu'une durée de vie spécifique L70/L50 (heures jusqu'à 70% ou 50% de la luminosité initiale) ne soit pas fournie dans cette fiche technique, les LED AlGaInP sont connues pour leur très longue durée de vie opérationnelle (souvent des dizaines de milliers d'heures) lorsqu'elles fonctionnent dans leurs limites électriques et thermiques spécifiées. Le principal mécanisme de dégradation de la durée de vie est une diminution progressive de la sortie lumineuse due aux défauts dans le matériau semi-conducteur et l'encapsulation sous l'effet du stress thermique et du courant.