Fiche technique LED CMS 15-215/R6C-AM2P1VY/2T - Rouge Brillant - 2.0x1.25x0.8mm - 2.2V Max - 60mW - Documentation Technique

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 15-215 est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Sa couleur d'émission principale est le rouge brillant, obtenue grâce à une puce AlGaInP encapsulée dans un boîtier en résine transparente. Les principaux avantages de ce composant incluent son empreinte miniature, sa compatibilité avec les processus d'assemblage automatisé et sa conformité aux normes environnementales et de sécurité modernes telles que RoHS, REACH et les exigences sans halogène.

Ce produit est destiné aux applications nécessitant un éclairage indicateur ou un rétroéclairage compact et fiable. Sa petite taille permet des réductions significatives de la surface de la carte de circuit imprimé et des dimensions finales du produit, tandis que sa construction légère le rend adapté aux appareils portables et miniatures.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le composant au-delà de ces limites peut entraîner des dommages permanents. Les valeurs clés incluent une tension inverse maximale (VR) de 5V et un courant direct continu (IF) de 25mA. Le composant peut supporter un courant direct de crête (IFP) de 60mA dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10 @ 1kHz). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 60mW. La plage de température de fonctionnement est spécifiée de -40°C à +85°C, avec une plage de température de stockage légèrement plus large de -40°C à +90°C. Le composant est conçu pour le soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à un courant de test standard de 5mA et une température ambiante de 25°C, les paramètres de performance clés sont définis. L'intensité lumineuse (Iv) a une plage typique, avec des valeurs minimales et maximales spécifiques définies dans les tableaux de classification. Le composant présente un angle de vision (2θ1/2) très large de 140 degrés, offrant un éclairage large et uniforme. La longueur d'onde dominante (λd) se situe dans le spectre rouge, spécifiquement entre 617,5 nm et 633,5 nm, avec une longueur d'onde de pic typique (λp) autour de 632 nm. La tension directe (VF) est relativement basse, allant de 1,70V à 2,20V à 5mA, contribuant à l'efficacité énergétique.

3. Explication du système de classification

Le produit est classé en catégories pour garantir la cohérence des paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant aux exigences spécifiques de l'application en termes de luminosité, de couleur et de comportement électrique.

3.1 Classification de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est classée en quatre catégories : M2, N1, N2 et P1. La catégorie P1 représente le groupe de luminosité le plus élevé, avec des intensités comprises entre 45,0 mcd et 57,0 mcd à 5mA. Une tolérance de ±11% s'applique au sein de chaque catégorie.

3.2 Classification de la longueur d'onde dominante

La couleur, définie par la longueur d'onde dominante, est triée en quatre catégories : E4, E5, E6 et E7. La catégorie E4 couvre les rouges à longueur d'onde plus courte (617,5-621,5 nm), tandis que la catégorie E7 couvre les rouges à longueur d'onde plus longue (629,5-633,5 nm). La tolérance est de ±1nm.

3.3 Classification de la tension directe

La tension directe est classée en quatre groupes : 19, 20, 21 et 22. Par exemple, la catégorie 19 couvre VF de 1,70V à 1,80V. Cette classification aide à concevoir des circuits d'alimentation en courant cohérents, en particulier lors de l'utilisation de plusieurs LED en série. La tolérance est de ±0,05V.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux courbes caractéristiques électro-optiques typiques. Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, la tension directe en fonction de la température, et la distribution spectrale de puissance. L'analyse de ces courbes est cruciale pour comprendre les performances dans des conditions non standard, telles que différents courants d'alimentation ou températures ambiantes, qui affectent la luminosité de sortie et la longévité du composant.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED possède un boîtier CMS compact. Les dimensions clés sont approximativement de 2,0 mm de longueur, 1,25 mm de largeur et 0,8 mm de hauteur (tolérance ±0,1 mm). Le boîtier comprend deux bornes d'anode et deux bornes de cathode pour un soudage stable.

5.2 Identification de la polarité

Le boîtier comporte un indicateur de polarité, généralement une encoche ou un coin chanfreiné, pour garantir une orientation correcte lors de l'assemblage. Un placement incorrect empêchera la LED de s'allumer et pourra la soumettre à une contrainte de tension inverse.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Pour le soudage sans plomb, un profil de température spécifique doit être suivi : préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120 secondes, un temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150 secondes, et une température de pointe ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Les taux de chauffage et de refroidissement maximaux sont également spécifiés pour éviter les chocs thermiques. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à souder de faible puissance (≤25W) est recommandé, avec un temps de refroidissement adéquat entre le soudage de chaque borne pour éviter la surchauffe.

6.3 Stockage et manipulation

Les composants sont emballés dans des sacs résistants à l'humidité avec un dessiccant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les pièces ne soient prêtes à être utilisées. Si le sac est ouvert, les LED ont une "durée de vie au sol" d'un an dans des conditions contrôlées (≤30°C, ≤60% HR). Un temps de stockage dépassé ou un dessiccant décoloré nécessite un prétraitement de séchage à 60±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Les LED sont fournies sur une bande porteuse de 8 mm de large, enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. L'emballage comprend des étiquettes avec des informations critiques : Numéro de produit (P/N), quantité (QTY) et les codes de classification spécifiques pour l'intensité lumineuse (CAT), la longueur d'onde dominante (HUE) et la tension directe (REF).

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée aux applications de rétroéclairage dans les tableaux de bord et commutateurs automobiles, à l'indication et au rétroéclairage dans les appareils de télécommunication (téléphones, télécopieurs), au rétroéclairage plat pour les écrans LCD et les symboles, et à l'indication d'état à usage général.

8.2 Considérations de conception critiques

Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. Les LED sont des dispositifs à commande de courant ; un petit changement de tension directe peut provoquer un grand changement de courant, pouvant entraîner une défaillance immédiate (grillage). La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation et du courant direct souhaité (typiquement 5-20mA, ne dépassant pas 25mA).
Gestion thermique :Bien que le boîtier soit petit, assurer une surface de cuivre de PCB ou des vias thermiques adéquats peut aider à dissiper la chaleur, en particulier lors d'un fonctionnement à des courants plus élevés ou à des températures ambiantes élevées, maintenant ainsi les performances et la fiabilité.
Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que le dispositif ait une résistance ESD selon le modèle du corps humain (HBM) de 2000V, les précautions ESD standard lors de la manipulation et de l'assemblage sont toujours recommandées.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED traditionnelles à broches, la LED CMS 15-215 offre des avantages significatifs en termes de taille, de poids et d'adaptabilité à l'assemblage automatisé par pick-and-place, conduisant à des coûts de fabrication plus faibles pour la production en grande série. Son large angle de vision de 140 degrés fournit une émission de lumière plus uniforme par rapport aux dispositifs à angle plus étroit, la rendant meilleure pour l'éclairage de surface. Le système de matériau AlGaInP spécifique offre une haute efficacité et une bonne pureté de couleur dans le spectre rouge.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED directement à partir d'une alimentation logique 3,3V ou 5V ?
R : Non. Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série. La valeur de résistance requise (R) est calculée comme suit : R = (Valim - VF) / IF. Par exemple, avec une alimentation de 5V, un VF de 2,0V et un IF cible de 20mA : R = (5 - 2) / 0,02 = 150 Ohms.

Q : Que signifie la couleur de résine "transparente" ?
R : Cela signifie que la lentille d'encapsulation est transparente, non diffusée ou teintée. Cela permet de voir directement la vraie couleur de la puce AlGaInP (rouge brillant), ce qui donne souvent une apparence de couleur plus saturée et intense.

Q : Comment interpréter le numéro de pièce 15-215/R6C-AM2P1VY/2T ?
R : Bien que le décodage complet puisse être propriétaire, les segments indiquent généralement la série (15-215), éventuellement un code de couleur/luminosité (R6C), et des codes de classification spécifiques (A, M2, P1, VY, 2T) correspondant aux catégories d'intensité lumineuse, de longueur d'onde et de tension décrites dans la fiche technique.

11. Étude de cas d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.
Le panneau nécessite plusieurs LED rouges brillantes pour indiquer l'alimentation, l'activité réseau et les erreurs système. La LED 15-215 de la catégorie de luminosité P1 est sélectionnée pour sa haute visibilité. Une conception utilisant une ligne commune de 3,3V est choisie. En calculant pour un courant d'alimentation prudent de 15mA et un VF typique de 1,9V (de la catégorie 20), la valeur de la résistance est (3,3V - 1,9V) / 0,015A = 93,3 Ohms. Une résistance standard de 100 Ohms est sélectionnée, résultant en un courant direct d'environ 14mA, ce qui est conforme aux spécifications et fournit une luminosité suffisante tout en assurant une fiabilité à long terme. Le large angle de vision de 140 degrés garantit que l'état est visible sous différents angles autour de l'appareil.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED est une source de lumière semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe supérieure à sa tension directe caractéristique (VF) est appliquée entre l'anode et la cathode, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons, le gap énergétique spécifique du matériau AlGaInP déterminant la longueur d'onde de la lumière émise, dans ce cas, le rouge brillant. La lentille en résine époxy transparente sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux de sortie et à améliorer l'extraction de la lumière de la puce.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED CMS comme le 15-215 fait partie de la tendance plus large de l'électronique vers la miniaturisation, une fiabilité accrue et la fabrication automatisée. Les progrès dans les matériaux semi-conducteurs, tels que l'AlGaInP, ont constamment amélioré l'efficacité lumineuse (sortie lumineuse par entrée électrique) et la stabilité des couleurs dans le temps et avec la température. Les tendances futures pourraient se concentrer sur des gains d'efficacité supplémentaires, des tailles de boîtier encore plus petites pour les applications à ultra-haute densité, et des performances thermiques améliorées pour supporter des courants d'alimentation plus élevés dans des espaces compacts. L'industrie continue également de mettre l'accent sur la conformité environnementale, favorisant l'élimination des substances dangereuses et l'amélioration de la recyclabilité.