Fiche technique LED CMS 12-215/R6C-AR1S1B/3C - Dimensions 1.7x1.7x0.7mm - Tension 1.75-2.35V - Rouge vif - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications techniques de la LED CMS (Composant Monté en Surface) de la série 12-215. Ce composant est une LED monochrome rouge vif conçue pour les procédés d'assemblage électronique modernes. Ses principaux avantages incluent un encombrement significativement réduit par rapport aux LED à broches, permettant une densité de placement plus élevée sur les cartes PCB, des besoins de stockage réduits, et contribuant finalement à des conceptions de produits finaux plus compacts. Sa construction légère en fait également un choix idéal pour les applications miniatures et portables.

1.1 Caractéristiques principales et conformité

La LED est fournie sur bande de 8 mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements automatiques de prélèvement et de placement standards pour la production en grande série. Elle est conçue pour résister aux procédés de soudure par refusion infrarouge et à la vapeur. Le produit est fabriqué avec des matériaux sans plomb et est conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité, notamment la directive européenne RoHS, REACH de l'UE, et les exigences sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Le produit lui-même est maintenu dans des spécifications conformes à RoHS.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective détaillée des principaux paramètres de performance de la LED tels que définis dans la fiche technique. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement. Les valeurs pour cette LED sont : une tension inverse maximale (VR) de 5V ; un courant direct continu (IF) de 25mA ; un courant direct de crête (IFP) de 60mA autorisé uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1kHz) ; et une dissipation de puissance maximale (Pd) de 60mW. Le composant peut supporter une décharge électrostatique (ESD) de 2000V selon le modèle du corps humain (HBM). La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, avec une plage de température de stockage légèrement plus large de -40°C à +90°C. Le profil de température de soudure est critique : pour la refusion, un pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes est spécifié, tandis que pour la soudure manuelle, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C pendant un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques définissent la performance du composant dans des conditions de fonctionnement normales. Avec un courant direct (IF) de 20mA, l'intensité lumineuse (Iv) a une plage typique de 112,0 mcd à 225,0 mcd. L'angle de vision (2θ1/2) est large, de 130 degrés. La sortie lumineuse se situe dans le spectre du rouge vif, avec une longueur d'onde de crête (λp) typiquement à 632 nm et une longueur d'onde dominante (λd) variant de 617,5 nm à 633,5 nm selon le bin. La largeur de bande spectrale (Δλ) est typiquement de 20 nm. La tension directe (VF) requise pour atteindre 20mA varie de 1,75V à 2,35V. Le courant inverse (IR) est très faible, avec un maximum de 10 μA lorsqu'une polarisation inverse de 5V est appliquée.

3. Explication du système de binning

La LED est classée en bins pour les paramètres clés afin d'assurer une cohérence dans l'application. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des pièces répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de couleur.

3.1 Binning de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée en trois codes de bin : R1 (112,0 - 140,0 mcd), R2 (140,0 - 180,0 mcd) et S1 (180,0 - 225,0 mcd), tous mesurés à IF=20mA.

3.2 Binning de la longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui correspond à la couleur perçue, est triée en quatre codes : E4 (617,5 - 621,5 nm), E5 (621,5 - 625,5 nm), E6 (625,5 - 629,5 nm) et E7 (629,5 - 633,5 nm), mesurés à IF=20mA.

3.3 Binning de la tension directe

La tension directe est triée en trois codes : 0 (1,75 - 1,95 V), 1 (1,95 - 2,15 V) et 2 (2,15 - 2,35 V), mesurés à IF=20mA. Le suffixe de la référence (par exemple, /3C) correspond probablement à des combinaisons de bins spécifiques.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes caractéristiques électro-optiques typiques pour une telle LED incluraient plusieurs tracés essentiels pour la conception.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle est non linéaire, avec une tension de "genou" caractéristique (autour de la VF typique) au-delà de laquelle le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension. Cela souligne le besoin critique d'un circuit limiteur de courant (comme une résistance série ou un pilote à courant constant) pour éviter l'emballement thermique et la destruction.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Ce graphique illustre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant direct. Elle est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais va saturer à des courants plus élevés. Fonctionner au-delà de la valeur maximale absolue entraîne une baisse d'efficacité et une dégradation accélérée.

4.3 Intensité lumineuse vs. Température ambiante

La sortie lumineuse d'une LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe est cruciale pour les applications fonctionnant dans des environnements à température élevée, car elle aide les concepteurs à déclasser la luminosité attendue ou à mettre en œuvre une gestion thermique pour maintenir les performances.

4.4 Distribution spectrale

Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~632 nm et la largeur de bande spectrale d'environ 20 nm, confirmant la sortie monochromatique rouge vif.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et identification de la polarité

La LED possède un boîtier CMS rectangulaire compact. Un dessin coté indique une taille de corps d'environ 1,7 mm en longueur et largeur, avec une hauteur d'environ 0,7 mm (tolérances spécifiques de ±0,1 mm sauf indication). La polarité est clairement marquée : la cathode est identifiée par une marque distinctive sur le dessus du boîtier et un chanfrein ou une encoche correspondante sur un côté de la vue de dessous. Une orientation correcte de la polarité lors de l'assemblage est obligatoire pour un fonctionnement adéquat.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manipulation et une soudure appropriées sont essentielles pour la fiabilité.

6.1 Exigence de limitation de courant

Une résistance ou un circuit limiteur de courant externe est absolument requis. La caractéristique I-V exponentielle de la LED signifie qu'une petite augmentation de tension peut provoquer une augmentation importante et destructrice du courant.

6.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont emballées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant. Le sac ne doit pas être ouvert avant d'être prêt à l'emploi. Avant ouverture, stocker à ≤30°C et ≤90% d'HR. Après ouverture, la "durée de vie au sol" est de 1 an sous ≤30°C et ≤60% d'HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées. Si l'indicateur de dessiccant change de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, un traitement de séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la soudure par refusion.

6.3 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié. Les paramètres clés incluent : une étape de préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120 secondes ; un temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150 secondes ; une température de pic ne dépassant pas 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes ; et des vitesses de montée et de descente maximales de 6°C/sec et 3°C/sec, respectivement. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois. Éviter les contraintes mécaniques sur le boîtier pendant le chauffage et ne pas déformer la PCB après soudure.

6.4 Soudure manuelle et réparation

Si une soudure manuelle est nécessaire, utiliser un fer à souder avec une température de pointe <350°C, appliquer la chaleur sur chaque borne pendant ≤3 secondes, et utiliser un fer de faible puissance (<25W). Laisser un intervalle de refroidissement de >2 secondes entre les bornes. La réparation après soudure initiale est déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder à deux têtes doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter d'endommager les fils de liaison internes dus à la contrainte thermique.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bobine et de la bande

Les composants sont livrés dans une bande porteuse gaufrée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Des dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande porteuse et la bobine sont fournies pour assurer la compatibilité avec les chargeurs automatiques.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs champs clés : CPN (Numéro de produit client), P/N (Numéro de produit), QTY (Quantité d'emballage), CAT (Classe/Intensité lumineuse/bin), HUE (Chromaticité/Longueur d'onde dominante/bin), REF (Classe/Tension directe/bin) et LOT No (Numéro de lot traçable).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée à divers rôles d'indicateur et de rétroéclairage. Les applications courantes incluent : le rétroéclairage des tableaux de bord et commutateurs automobiles ; les indicateurs d'état et le rétroéclairage des claviers dans les appareils de télécommunication comme les téléphones et télécopieurs ; le rétroéclairage plat pour petits écrans LCD, commutateurs et symboles ; et l'utilisation générale comme indicateur dans l'électronique grand public.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent prendre en compte plusieurs facteurs : 1) Toujours mettre en œuvre une résistance série ou un pilote à courant constant basé sur la tension d'alimentation et le bin de tension directe de la LED. 2) Tenir compte des effets thermiques sur l'intensité lumineuse, en particulier dans les espaces clos ou à températures ambiantes élevées. 3) S'assurer que la disposition des pastilles PCB correspond aux dimensions du boîtier et permet la formation d'un cordon de soudure approprié. 4) Suivre strictement les directives de sensibilité à l'humidité et de profil de refusion pour éviter la fissuration ou le délaminage du boîtier.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux anciennes LED traversantes, ce type CMS offre une réduction drastique de la taille et du poids, permettant des conceptions modernes miniaturisées. Le large angle de vision de 130 degrés offre une bonne visibilité hors axe, ce qui est avantageux pour les indicateurs de panneau. L'utilisation du matériau semi-conducteur AlGaInP est typique pour les LED rouges et ambrées à haute efficacité, offrant une bonne luminosité. La conformité aux normes environnementales modernes (sans plomb, sans halogène) est un facteur différenciant clé pour les produits ciblant les marchés mondiaux avec des réglementations strictes.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Pourquoi une résistance limiteuse de courant est-elle obligatoire ?

R : La tension directe de la LED a un coefficient de température négatif et une courbe I-V abrupte. Sans résistance, toute petite augmentation de la tension d'alimentation ou diminution de la VF due à l'échauffement provoque une augmentation exponentielle du courant, entraînant une défaillance immédiate.

Q : Que signifient les codes de bin (R1, E5, 0) pour ma conception ?

R : Ils spécifient les plages garanties pour la luminosité (CAT), la couleur (HUE) et la tension (REF). Pour une apparence uniforme dans un réseau à plusieurs LED, spécifiez des bins serrés pour HUE et CAT. Pour la conception de l'alimentation, le bin de tension détermine le calcul de la valeur de la résistance.

Q : Puis-je utiliser cette LED en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement s'étend de -40°C à +85°C, ce qui couvre de nombreuses conditions extérieures. Cependant, une exposition prolongée aux rayons UV et à l'humidité peut dégrader la résine époxy avec le temps. Pour les environnements sévères, envisagez des LED avec revêtement de protection ou spécifiquement conçues pour une utilisation en extérieur.

Q : Combien de fois puis-je refondre cette LED ?

R : La fiche technique indique explicitement que la soudure par refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois. Chaque cycle de refusion soumet le boîtier à une contrainte thermique, pouvant potentiellement affaiblir les liaisons internes ou provoquer un délaminage.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état avec 10 LED rouges uniformes.

1. Sélection des paramètres :Choisir des bins pour la cohérence. Sélectionner le bin HUE E6 (625,5-629,5 nm) et le bin CAT R2 (140,0-180,0 mcd) pour un équilibre couleur/luminosité. Supposer le bin VF 1 (1,95-2,15V).

2. Conception du circuit :Utilisation d'une alimentation 5V. Pour le pire cas VF_min (1,95V), la résistance série requise R = (Valim - VF) / IF = (5V - 1,95V) / 0,020A = 152,5Ω. Pour VF_max (2,15V), R = (5V - 2,15V) / 0,020A = 142,5Ω. Choisir une résistance standard de 150Ω maintient le courant entre 19mA et 20,3mA, dans la limite de 25mA, et assure une luminosité cohérente sur toutes les unités.

3. Implantation :Placer la résistance de 150Ω en série avec chaque LED. Suivre le dessin du boîtier pour le motif de pastilles de 1,7x1,7mm, en assurant l'orientation correcte de la cathode.

4. Assemblage :Suivre strictement les directives de stockage à l'humidité et de profil de refusion sans plomb.

12. Introduction au 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 du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active (composée d'AlGaInP dans ce cas). Ce processus de 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. Le boîtier en résine époxy sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux (résultant en l'angle de vision de 130°), et à fournir la structure mécanique pour la soudure.

13. Tendances technologiques

La tendance générale des LED CMS continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une densité de puissance accrue dans des boîtiers plus petits, et une amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérence. Il y a également une forte impulsion pour une adoption plus large de matériaux et de procédés de fabrication respectueux de l'environnement. L'intégration de l'électronique de contrôle (comme les pilotes à courant constant) directement dans les boîtiers LED est un autre domaine en évolution, simplifiant la conception de circuit pour l'utilisateur final. Pour les LED de type indicateur, l'accent reste sur la fiabilité, la miniaturisation et le rapport coût-efficacité pour l'assemblage automatisé en grande série.