Fiche technique de la LED CMS 19-213/R6C-AP1Q2B/3T - Rouge Brillant - 20mA - 2.35V - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La 19-213 est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour une large gamme d'applications d'indication et de rétroéclairage. Utilisant la technologie de puce AlGaInP, elle émet une couleur rouge brillant. Son boîtier CMS compact offre des avantages significatifs dans la conception électronique moderne, notamment une réduction de l'espace sur carte, une densité de montage plus élevée et une compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés, ce qui la rend idéale pour la production miniaturisée et en grande série.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de ce composant est son encombrement miniature, qui contribue directement à des tailles de produit final plus petites et à des besoins de stockage réduits. Il est entièrement compatible avec les processus standards de soudage par refusion infrarouge et en phase vapeur, s'alignant sur les lignes d'assemblage de PCB modernes et efficaces. Le produit est conforme aux principales réglementations environnementales : il est sans plomb, conforme RoHS, conforme REACH et répond aux normes sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Cela le rend adapté aux marchés mondiaux avec des contrôles environnementaux stricts. Sa construction légère améliore encore son utilisation dans les applications portables et miniatures.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED cible l'électronique grand public, les contrôles industriels et les applications intérieures automobiles. Les cas d'utilisation spécifiques incluent :

• Rétroéclairage pour les tableaux de bord de groupe d'instruments, les interrupteurs et les panneaux de contrôle.
• Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les appareils de télécommunication tels que les téléphones et les télécopieurs.
• Rétroéclairage plat pour les afficheurs LCD, les symboles et la signalétique.
• Applications d'indication à usage général dans divers appareils électroniques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Comprendre les limites électriques et optiques est essentiel 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. Le fonctionnement doit toujours être maintenu dans ces limites.

• Tension inverse (V_R):5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F):25 mA. Le courant de fonctionnement recommandé est de 20 mA ; 25 mA est le maximum absolu.
• Courant direct de crête (I_FP):60 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz) et ne doit pas être utilisé pour un fonctionnement en courant continu.
• Dissipation de puissance (P_d):60 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante de 25°C.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :2000 V. Des procédures de manipulation ESD appropriées sont nécessaires pendant l'assemblage et la manipulation.
• Température de fonctionnement (T_opr):-40 à +85 °C. Le composant est conçu pour des plages de température industrielles.
• Température de stockage (T_stg):-40 à +90 °C.
• Température de soudage :La température de crête de soudage par refusion ne doit pas dépasser 260°C pendant 10 secondes. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer doit être <350°C pendant <3 secondes par borne.

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

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans la condition de test standard d'un courant direct de 20 mA.

• Intensité lumineuse (I_v):45 - 112 mcd (millicandela). La large plage est gérée via un système de tri (voir section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2):120 degrés (typique). Cet angle de vision large le rend adapté aux applications où la visibilité sous différents angles est importante.
• Longueur d'onde de crête (λ_p):632 nm (typique). C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):617.5 - 633.5 nm. Ceci définit la couleur perçue de la lumière et est également soumis au tri.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (typique). Ceci indique la pureté spectrale de l'émission rouge.
• Tension directe (V_F):1.75 - 2.35 V à I_F=20mA. Une résistance de limitation de courant doit être utilisée en série avec la LED pour fixer le courant de fonctionnement en fonction de la tension d'alimentation et de la V_Fspécifique de la LED (qui varie selon le tri).
• Courant inverse (I_R):< 10 µA à V_R=5V.

3. Explication du système de tri

Pour garantir une couleur et une luminosité constantes en production, les LED sont triées en catégories basées sur des paramètres clés. La 19-213 utilise un système de tri tridimensionnel.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre catégories (P1, P2, Q1, Q2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20 mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner le niveau de luminosité approprié pour leur application, garantissant une cohérence visuelle entre plusieurs unités.

• P1 :45 - 57 mcd
• P2 :57 - 72 mcd
• Q1 :72 - 90 mcd
• Q2 :90 - 112 mcd

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La couleur (teinte) est contrôlée en triant les LED en quatre catégories de longueur d'onde (E4, E5, E6, E7). Ceci est crucial pour les applications où l'appariement des couleurs entre plusieurs LED est important.

• E4 :617.5 - 621.5 nm
• E5 :621.5 - 625.5 nm
• E6 :625.5 - 629.5 nm
• E7 :629.5 - 633.5 nm

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée en trois catégories (0, 1, 2). Connaître la catégorie V_Fest essentiel pour un calcul précis de la résistance de limitation de courant, en particulier dans les applications alimentées par batterie où l'efficacité est critique.

• 0 :1.75 - 1.95 V
• 1 :1.95 - 2.15 V
• 2 :2.15 - 2.35 V

Le numéro de pièce complet 19-213/R6C-AP1Q2B/3T inclut des codes qui spécifient ces sélections de tri, permettant une spécification précise du composant.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier et polarité

La LED est logée dans un boîtier CMS standard. La cathode est marquée sur le corps du composant. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis dans la fiche technique, avec des tolérances critiques de ±0.1mm. Les concepteurs doivent adhérer au motif de pastille PCB recommandé pour garantir un soudage et un alignement corrects.

4.2 Spécifications d'emballage

Les composants sont fournis sur une bande porteuse de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. L'emballage comprend des mesures résistantes à l'humidité : la bobine est placée à l'intérieur d'un sac étanche à l'humidité en aluminium avec un dessiccant et une étiquette indicatrice. Ceci est essentiel pour les composants sensibles à l'absorption d'humidité avant le soudage.

5. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour prévenir les dommages et garantir la fiabilité.

5.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage entre 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/sec ; taux de refroidissement maximum : 3°C/sec.

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

5.2 Précautions pour le soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est requise :

• Utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350°C.
• Limitez le temps de soudage par borne à 3 secondes ou moins.
• Utilisez un fer avec une puissance nominale de 25W ou moins.
• Laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne.

5.3 Sensibilité à l'humidité et stockage

Ce composant est sensible à l'humidité. Respectez les conditions de stockage suivantes :

• Avant ouverture :Stockez à ≤ 30°C et ≤ 90% d'Humidité Relative (HR).
• Après ouverture :La "durée de vie au sol" est de 1 an sous ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les LED non utilisées doivent être rescellées dans un sac étanche à l'humidité avec un dessiccant frais.
• Séchage :Si l'indicateur de dessiccant montre une saturation ou si le temps de stockage est dépassé, séchez les LED à 60 ± 5°C pendant 24 heures avant utilisation.

6. Considérations de conception pour l'application

6.1 Conception du circuit

La limitation de courant est obligatoire :Une résistance série externe est absolument nécessaire pour fixer le courant direct. La caractéristique V-I de la LED est exponentielle ; une petite augmentation de tension peut provoquer une augmentation importante et destructrice du courant. La valeur de la résistance (R) est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la catégorie ou de la fiche technique pour une conception conservatrice qui garantit que I_Fne dépasse jamais 20 mA dans les pires conditions.

6.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible (60 mW max), une disposition de PCB appropriée peut améliorer la longévité. Assurez une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de la LED pour servir de dissipateur thermique, surtout si elle fonctionne à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximum.

6.3 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés fournit une émission large. Pour les applications nécessitant une lumière dirigée, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) peuvent être utilisées. La lentille en résine transparente est adaptée à une utilisation avec des filtres de couleur externes si une teinte spécifique de rouge est nécessaire.

7. Comparaison et différenciation techniques

La 19-213 se différencie par sa combinaison d'un encombrement CMS standard et largement compatible, d'une structure de tri bien définie pour la cohérence de couleur et de luminosité, et de la conformité aux normes environnementales modernes. Comparée aux LED traversantes plus grandes, elle offre des économies d'espace significatives et une compatibilité avec l'assemblage automatisé. Dans le segment des LED rouges CMS, sa technologie AlGaInP spécifique fournit une émission rouge efficace, et sa fiche technique détaillée avec un tri clair et des notes d'application soutient une conception robuste.

8. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED directement à partir d'une alimentation logique 3,3V ou 5V ?

R : Non. Vous devez toujours utiliser une résistance série de limitation de courant. Par exemple, avec une alimentation de 5V et une V_Ftypique de 2,0V à 20mA, la valeur de la résistance serait (5V - 2V) / 0,02A = 150 Ohms. Une résistance de 150 ohms serait un bon point de départ.

Q : Que signifie la couleur de résine "transparente" ?

R : Cela signifie que la lentille d'encapsulation de la LED est transparente, non diffusante ou teintée. La couleur rouge provient entièrement de la lumière émise par la puce semi-conductrice elle-même. Cela donne souvent une apparence de couleur plus saturée.

Q : Comment interpréter le numéro de pièce pour la commande ?

R : Le suffixe (par exemple, /R6C-AP1Q2B/3T) contient des codes pour les catégories de performance. "Q2" fait probablement référence à la catégorie d'intensité lumineuse (Q2 : 90-112 mcd), et d'autres caractères spécifient les catégories de longueur d'onde et de tension. Consultez le guide détaillé des codes de tri du fabricant pour une interprétation précise lorsque la cohérence est critique.

Q : Cette LED est-elle adaptée à l'éclairage extérieur automobile ?

R : La fiche technique inclut une note de restriction d'application conseillant que les applications à haute fiabilité comme les systèmes de sécurité automobile peuvent nécessiter un produit différent. Pour de telles applications, il est essentiel de vérifier auprès du fournisseur du composant si cette pièce spécifique est qualifiée selon les normes automobiles nécessaires (par exemple, AEC-Q102).

9. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Rétroéclairage d'interrupteur de tableau de bord.Un groupe de cinq LED 19-213 est utilisé pour rétroéclairer un interrupteur à bascule. Elles sont connectées en parallèle, chacune avec sa propre résistance de 180 ohms sur un rail automobile 12V (déclassé pour les transitoires de tension du véhicule). Le large angle de vision assure un éclairage uniforme sur le graphisme de l'interrupteur. La catégorie de luminosité Q2 est sélectionnée pour une bonne visibilité en plein jour.

Exemple 2 : Indicateur d'état sur PCB.Une seule LED avec une résistance de 1kΩ est connectée à une broche GPIO de microcontrôleur 3,3V. Le microcontrôleur met la broche à l'état haut pour allumer la LED. La faible consommation de courant (environ 1,3mA) minimise la consommation d'énergie dans un appareil alimenté par batterie. La catégorie de longueur d'onde E6 fournit une couleur d'indicateur rouge standard et cohérente.

10. Principe de fonctionnement et technologie

La LED 19-213 est basée sur un matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlGaInP est conçue pour produire des photons dans la partie rouge du spectre visible (environ 632 nm). La lumière générée est émise à travers une lentille en époxy transparente, qui fournit également une protection mécanique et environnementale pour la puce semi-conductrice.

11. Tendances et contexte de l'industrie

Les LED CMS comme la 19-213 représentent le courant dominant dans l'indication et l'éclairage basse puissance en raison de leur fabricabilité et de leur rentabilité. La tendance de l'industrie continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une amélioration de la cohérence des couleurs grâce à un tri plus serré et une intégration accrue (par exemple, les LED avec régulateurs de courant ou pilotes intégrés). La conformité environnementale (RoHS, REACH, sans halogène) est devenue une exigence standard. Pour les indicateurs rouges, l'AlGaInP reste une technologie dominante en raison de son efficacité et de sa qualité de couleur, bien que d'autres matériaux soient utilisés pour différentes couleurs (par exemple, InGaN pour le bleu et le vert).