Fiche technique LED CMS 17-215/S2C-CP2R1B/3T - Orange vif - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Max - 60mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 17-215/S2C-CP2R1B/3T est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) conçue pour des applications miniatures et à haute densité. Elle utilise la technologie semi-conductrice AIGaInP pour produire une lumière orange vif. Ce composant se caractérise par son encombrement réduit, sa construction légère et sa compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés modernes.

1.1 Avantages principaux

Les avantages principaux de cette LED découlent de son boîtier CMS. Sa taille significativement plus petite par rapport aux LED traditionnelles à broches permet la conception de cartes de circuits imprimés (PCB) plus compactes. Cela conduit à une densité de composants plus élevée, réduit les besoins en espace de stockage pour les composants et les produits finis, et permet finalement la création d'équipements finaux plus petits pour l'utilisateur. La nature légère du boîtier le rend particulièrement adapté aux appareils électroniques portables et miniatures où le poids est un facteur critique.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED est destinée aux applications d'éclairage général et d'indicateur dans l'électronique grand public et industrielle. Les domaines d'application spécifiques comprennent le rétroéclairage des tableaux de bord, des interrupteurs et des symboles ; les fonctions d'indicateur et de rétroéclairage dans les appareils de télécommunication tels que les téléphones et les télécopieurs ; et comme source de rétroéclairage plat pour les affichages à cristaux liquides (LCD). Sa conception polyvalente la rend adaptée à une large gamme d'autres tâches d'indication et d'éclairage de faible niveau.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques de l'appareil, tels que définis dans ses valeurs maximales absolues et ses caractéristiques électro-optiques.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents à l'appareil peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement recommandées.

• Tension inverse (V_R):5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F):25 mA. Le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP):60 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 à 1 kHz) pour gérer les surtensions transitoires.
• Dissipation de puissance (P_d):60 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme la tension directe multipliée par le courant direct, en tenant compte des limitations thermiques.
• Décharge électrostatique (ESD) :Classification Modèle du Corps Humain (HBM) de 2000V. Cela indique un niveau de robustesse ESD modéré ; des procédures de manipulation appropriées restent essentielles.
• Plages de température :Fonctionnement de -40°C à +85°C et stockage de -40°C à +90°C, le rendant adapté aux environnements industriels.
• Température de soudage :Résiste au soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes ou au soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes, compatible avec les processus sans plomb (Pb-free).

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées dans des conditions de test standard de 25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA, ces paramètres définissent les performances de l'appareil.

• Intensité lumineuse (I_v):S'étend d'un minimum de 57,00 mcd à un maximum de 140,00 mcd. La valeur typique n'est pas spécifiée, indiquant que les performances sont gérées via un système de tri (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2):Un angle de vision large typique de 130 degrés, fournissant un diagramme d'émission étendu adapté au rétroéclairage et aux applications d'indicateur.
• Longueur d'onde de crête (λ_p):Typiquement 611 nm, plaçant l'émission dans la région orange du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):S'étend de 603,50 nm à 609,50 nm. C'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain et elle est étroitement contrôlée.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 17 nm, indiquant une émission spectrale relativement étroite centrée autour de la longueur d'onde de crête.
• Tension directe (V_F):S'étend de 1,75V à 2,35V à 20 mA. Ce paramètre est également trié.
• Courant inverse (I_R):Maximum de 10 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée. La fiche technique note explicitement que l'appareil n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse ; ce test est uniquement pour la vérification de la qualité.

3. Explication du système de tri

Pour garantir des performances constantes en production, les LED sont triées en catégories de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces répondant à des critères spécifiques pour leur application.

3.1 Tri de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en quatre classes (P2, Q1, Q2, R1), avec des valeurs minimales et maximales définies. Par exemple, la classe R1 contient les LED dont l'intensité est comprise entre 112,00 mcd et 140,00 mcd. Les concepteurs peuvent spécifier un code de classe pour garantir un niveau de luminosité minimum pour leur application.

3.2 Tri de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui correspond à la couleur perçue, est triée en deux plages : D9 (603,50 - 606,50 nm) et D10 (606,50 - 609,50 nm). Ce contrôle strict garantit la cohérence des couleurs entre plusieurs LED dans un réseau ou un affichage.

3.3 Tri de la tension directe

La tension directe est triée en trois codes : 0 (1,75 - 1,95V), 1 (1,95 - 2,15V) et 2 (2,15 - 2,35V). La connaissance de la classe V_Fpeut être importante pour la conception de l'alimentation, en particulier lors de l'alimentation de plusieurs LED en série, pour assurer une distribution de courant et une luminosité uniformes.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes de caractéristiques électro-optiques typiques, les graphiques spécifiques pour des paramètres comme l'intensité lumineuse relative en fonction du courant direct, la tension directe en fonction de la température de jonction et la distribution spectrale ne sont pas fournis dans le contenu extrait. Dans une fiche technique complète, ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement de l'appareil dans des conditions non standard (par exemple, différents courants d'alimentation ou températures ambiantes). Les concepteurs utiliseraient la courbe IV pour déterminer la valeur nécessaire de la résistance limiteur de courant et les courbes de déclassement thermique pour comprendre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

L'appareil présente un boîtier CMS standard. Les dimensions clés (avec une tolérance typique de ±0,1 mm sauf indication contraire) sont d'environ 2,0 mm de longueur, 1,25 mm de largeur et 0,8 mm de hauteur. La fiche technique inclut un dessin coté détaillé montant la disposition des pastilles, le contour du composant et le marquage de polarité (généralement indiqué par une marque de cathode sur le boîtier).

5.2 Identification de la polarité et montage

Une polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement. Le boîtier inclut un marqueur visuel pour identifier la cathode. Le motif de pastilles recommandé pour le PCB (conception des pastilles) est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique pendant la refusion. Le respect de ce motif est crucial pour un assemblage automatisé fiable.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour la fiabilité.

6.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont emballés dans un sac résistant à l'humidité avec un dessicant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les pièces ne soient prêtes à être utilisées. Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'humidité relative et utilisées dans les 168 heures (7 jours). Si ce délai est dépassé ou si l'indicateur de dessicant montre une saturation, un séchage à 60 ±5°C pendant 24 heures est requis avant le soudage pour éviter les dommages par \"effet pop-corn\" pendant la refusion.

6.2 Profil de soudage par refusion

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

• Préchauffage :150-200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60-150 secondes.
• Température de crête :260°C maximum, maintenue pendant pas plus de 10 secondes.
• Taux de chauffage :Maximum 6°C/seconde jusqu'à 255°C.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.

6.3 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350°C, appliquée pendant pas plus de 3 secondes par borne. Un fer à souder de faible puissance (<25W) est recommandé. Un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes doit être observé 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 l'impact sur les caractéristiques de la LED doit être vérifié au préalable.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Emballage en bande et bobine

Les LED sont fournies dans une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande porteuse et la bobine sont fournies pour assurer la compatibilité avec les équipements automatisés de pick-and-place.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte :

• P/N :Le numéro de produit du fabricant (17-215/S2C-CP2R1B/3T).
• CAT :Le code de classe d'intensité lumineuse (par exemple, P2, Q1, R1).
• HUE :Le code de classe de longueur d'onde dominante (par exemple, D9, D10).
• REF :Le code de classe de tension directe (par exemple, 0, 1, 2).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour le suivi qualité.

8. Considérations de conception d'application

8.1 La limitation de courant est obligatoire

Les LED sont des dispositifs à commande par courant.Une résistance de limitation de courant externe est absolument requise.La tension directe a un coefficient de température négatif et une tolérance de fabrication. Une légère augmentation de la tension d'alimentation sans résistance série provoquera une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant direct. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F, où I_Fest le courant d'alimentation souhaité (≤25 mA continu).

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (jusqu'à 60 mW) génère de la chaleur. Pour une longévité optimale et une sortie lumineuse stable, assurez-vous que le PCB fournit une dissipation thermique adéquate. Évitez de placer la LED dans des espaces clos sans ventilation. La température ambiante maximale de fonctionnement est de 85°C ; la température de jonction réelle sera plus 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 à haute fiabilité où une défaillance pourrait entraîner des blessures graves ou des pertes, telles que les systèmes de sécurité automobile (airbags, freinage), les systèmes militaires/aérospatiaux ou les équipements médicaux de maintien de la vie. Pour de telles applications, des composants avec les qualifications et les données de fiabilité appropriées doivent être sourcés.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux points de différenciation de cette LED sont la combinaison d'un boîtier CMS très compact (permettant la miniaturisation), d'un large angle de vision de 130 degrés (idéal pour l'éclairage de surface) et de l'utilisation de la technologie AIGaInP qui offre généralement une efficacité plus élevée et une meilleure saturation des couleurs dans le spectre rouge-orange-ambre par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. Sa conformité aux normes RoHS, REACH et sans halogène le rend adapté aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle résistance ai-je besoin pour une alimentation de 5V pour alimenter cette LED à 20mA ?

R : En utilisant la V_Fmaximale de 2,35V pour une conception conservatrice : R = (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5Ω. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω serait appropriée. Confirmez toujours le courant réel par des mesures.

Q : Puis-je pulser cette LED à des courants plus élevés pour des flashs plus lumineux ?

R : Oui, mais uniquement dans les limites des Valeurs Maximales Absolues. Vous pouvez pulser jusqu'à 60 mA, mais le rapport cyclique doit être de 10% ou moins (par exemple, 1 ms allumé, 9 ms éteint) à une fréquence de 1 kHz. Le courant moyen ne doit pas dépasser 25 mA.

Q : Comment puis-je assurer une couleur cohérente sur plusieurs LED dans mon produit ?

R : Spécifiez une classe de longueur d'onde dominante étroite (soit D9, soit D10, pas mélangées) lors de la commande. Pour la plus grande cohérence, commandez à partir du même lot de fabrication (LOT No.).

Q : Le sac est ouvert depuis une semaine. Puis-je encore utiliser les LED ?

R : Tout d'abord, vérifiez l'indicateur de dessicant. S'il a changé de couleur, ou si 168 heures se sont écoulées depuis l'ouverture, vous devez sécher les LED à 60°C pendant 24 heures avant de tenter de les souder pour éviter les dommages induits par l'humidité.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.Le panneau nécessite 10 LED orange pour indiquer l'activité des liaisons et l'état de l'alimentation. L'espace est limité sur le PCB.

Choix de conception :La LED 17-215 est sélectionnée pour son empreinte réduite de 2,0x1,25 mm, permettant aux 10 LED de tenir dans une rangée serrée. Le large angle de vision de 130 degrés assure que les indicateurs sont visibles sous différents angles. Le concepteur spécifie la classe R1 pour l'intensité lumineuse afin de garantir la visibilité dans une pièce bien éclairée et la classe D10 pour une teinte orange cohérente. Une résistance de 150Ω est placée en série avec chaque LED, connectée au rail système de 3,3V, résultant en un courant d'alimentation d'environ 18-20 mA selon la classe V_Fde chaque LED. La disposition du PCB suit le motif de pastilles recommandé, et l'atelier d'assemblage utilise le profil de refusion sans plomb spécifié.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AIGaInP) cultivé sur un substrat. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Le rapport spécifique d'aluminium, d'indium et de gallium dans le réseau cristallin détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, l'orange (~611 nm). La lentille en résine \"water clear\" est utilisée pour maximiser l'extraction de lumière de la puce semi-conductrice sans altérer la couleur, contrairement aux résines diffusantes ou teintées.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance pour les LED CMS dans les applications d'indicateur et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par mA de courant), des tailles de boîtier plus petites pour une densité accrue, et une meilleure cohérence et stabilité des couleurs sur la température et la durée de vie. Il y a également une forte impulsion pour une adoption plus large de matériaux respectueux de l'environnement, comme en témoigne la conformité de ce produit aux normes sans halogène et sans plomb. De plus, l'intégration de fonctionnalités, telles que des résistances de limitation de courant intégrées ou des pilotes CI dans le boîtier de la LED, est une tendance croissante pour simplifier la conception des circuits et économiser de l'espace sur la carte, bien que cet appareil particulier reste un composant discret.