Fiche technique LED CMS 91-21SURC/S530-A6/TR7 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.0V - 60mW - Rouge vif - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED à montage en surface (CMS) identifiée par la référence 91-21SURC/S530-A6/TR7. Ce composant est une LED monochrome rouge vif conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une miniaturisation, une fiabilité et un assemblage efficace.

L'avantage principal de cette LED réside dans son boîtier compact conforme à la norme EIA, mesurant environ 2,0 mm x 1,25 mm x 1,1 mm. Cette empreinte réduite permet de diminuer significativement la taille des cartes de circuits imprimés (PCB), d'augmenter la densité des composants, de réduire l'espace de stockage requis et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus compacts. Son faible poids en fait un choix idéal pour les applications miniatures et portables. De plus, le boîtier est entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement, garantissant une grande précision et une cohérence dans les environnements de production de grande série.

Le produit est conforme aux principales directives environnementales et de sécurité. Il est fabriqué sans plomb. Le produit lui-même respecte les spécifications de la version conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses). Il est également conforme au règlement REACH de l'UE et répond aux exigences sans halogène, avec une teneur en Brome (Br) et Chlore (Cl) inférieure à 900 ppm chacun et leur somme inférieure à 1500 ppm.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques absolues maximales

Les caractéristiques absolues maximales définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Ces valeurs ne sont pas destinées à un fonctionnement continu.

• 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. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête (I_FP):60 mA. Ce courant peut être appliqué en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz.
• Dissipation de puissance (P_d):60 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante (T_a) de 25°C. Une dégradation peut être nécessaire à des températures plus élevées.
• Température de fonctionnement (T_opr):-40°C à +85°C. Le composant est conçu pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Température de stockage (T_stg):-40°C à +100°C.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du Corps Humain (HBM):2000V. Les procédures de manipulation ESD appropriées doivent être suivies.
• Température de brasage:Pour le brasage par refusion, une température de crête de 260°C pendant un maximum de 10 secondes est spécifiée. Pour le brasage manuel, 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 sont mesurées dans des conditions de test standard à une température ambiante de 25°C et un courant direct de 20 mA, sauf indication contraire. Ces paramètres définissent l'émission lumineuse et les performances électriques.

• Intensité lumineuse (I_v):La valeur typique est de 1232 mcd (millicandela), avec un minimum de 802 mcd. Cela indique une sortie très lumineuse pour sa taille.
• Angle de vision (2θ_1/2):25 degrés (typique). Il s'agit d'un angle de vision relativement étroit, concentrant le faisceau lumineux vers l'avant.
• 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):624 nm (typique). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur comme rouge vif.
• Largeur de bande spectrale (Δλ):20 nm (typique). Cela mesure la largeur du spectre émis à mi-hauteur de l'intensité maximale (FWHM).
• Tension directe (V_F):2,0V (typique), avec une plage de 1,7V (min) à 2,4V (max) à 20 mA. Une résistance externe de limitation de courant est OBLIGATOIRE pour éviter l'emballement thermique, car le V_Fde la LED a un coefficient de température négatif.
• Courant inverse (I_R):Maximum de 10 µA à une tension inverse de 5V.

2.3 Sélection et classement des composants

La LED utilise une puce en AlGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium) pour produire sa couleur rouge vif. La lentille en résine est transparente, ce qui maximise la sortie lumineuse et préserve la pureté de la couleur. La fiche technique indique l'existence d'un système de classement pour les paramètres clés, bien que les détails spécifiques des codes de classement ne soient pas fournis dans l'extrait. Typiquement, ces systèmes impliquent un classement pour :

• Intensité lumineuse (CAT):Classe les LED en fonction de leur intensité lumineuse mesurée.
• Longueur d'onde dominante / Teinte (HUE):Classe les LED en fonction de leur point de couleur précis.
• Tension directe (REF):Classe les LED en fonction de leur V_F characteristics.

Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des LED aux performances étroitement assorties pour des applications nécessitant une cohérence, comme les réseaux de rétroéclairage ou les groupes d'indicateurs d'état.

3. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte, les courbes caractéristiques électro-optiques typiques pour une telle LED incluraient :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (I_ven fonction de I_F):Cette courbe montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire à des courants élevés en raison de l'échauffement et de la baisse d'efficacité.
• Tension directe en fonction du courant direct (V_Fen fonction de I_F):C'est la courbe I-V de la diode, montrant la relation exponentielle. Elle est cruciale pour la conception du circuit d'alimentation.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante (I_ven fonction de T_a):Cette courbe démontre l'effet d'extinction thermique, où la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Comprendre ceci est essentiel pour la gestion thermique dans les applications haute puissance ou à température ambiante élevée.
• Distribution spectrale de puissance:Un graphique montrant l'intensité de la lumière émise à différentes longueurs d'onde, centré autour de 632 nm avec une largeur de bande d'environ 20 nm.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier CMS standard. Les dimensions clés (typiques, en mm, tolérance ±0,1 sauf indication contraire) incluent une longueur de corps d'environ 2,0 mm, une largeur de 1,25 mm et une hauteur de 1,1 mm. Le boîtier comprend deux bornes anode/cathode pour le brasage. Un indicateur de polarité (probablement une encoche ou une marque sur le boîtier) identifie la cathode. Des dessins mécaniques détaillés doivent être consultés pour la conception précise du plot de soudure sur le PCB afin d'assurer un brasage et un alignement corrects.

4.2 Conditionnement pour expédition et manutention

Les composants sont fournis en format bande et bobine compatible avec l'assemblage automatisé. Ils sont conditionnés sur une bande de 12 mm de large montée sur une bobine de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 1000 pièces. Pour la sensibilité à l'humidité, les bobines sont scellées dans un sac étanche à l'humidité en aluminium avec un dessiccant. Une étiquette sur le sac fournit des informations critiques incluant le numéro de produit, le numéro de lot, la quantité et les codes de classement mentionnés précédemment (CAT, HUE, REF).

5. Recommandations pour le brasage, l'assemblage et la manutention

5.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Cette LED est sensible à l'humidité. Avant d'ouvrir le sac scellé, il doit être stocké à ≤ 30°C et ≤ 90% HR. Après ouverture, la "durée de vie en atelier" (temps pendant lequel les composants peuvent être exposés aux conditions ambiantes de l'usine) est de 72 heures à ≤ 30°C et ≤ 60% HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées dans un sac étanche à l'humidité avec un dessiccant frais. Si l'indicateur de dessiccant a changé de couleur ou si le temps d'exposition est dépassé, un traitement de séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures est requis avant le brasage.

5.2 Profil de brasage par refusion

Un profil de brasage par refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage:Montée de la température ambiante à 150-200°C en 60-120 secondes (taux de montée max. 3°C/sec).
• 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 moins de 5°C de la crête doit être d'un maximum de 10 secondes. Le temps au-dessus de 255°C ne doit pas dépasser 30 secondes.
• Refroidissement:Taux de refroidissement maximum de 6°C/sec.

Le brasage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même composant. Aucune contrainte mécanique ne doit être appliquée à la LED pendant le chauffage ou le refroidissement.

5.3 Brasage manuel et retouche

Si le brasage manuel est inévitable, utilisez un fer à souder avec une température de pointe ≤ 350°C et appliquez la chaleur sur chaque borne pendant ≤ 3 secondes. La puissance du fer doit être ≤ 25W. Laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre le brasage de chaque borne. La retouche est fortement déconseillée. Si elle est absolument nécessaire, un fer à souder double tête spécialisé conçu pour les composants CMS doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et soulever la pièce sans endommager les plots du PCB ou le composant. L'impact de la retouche sur les performances de la LED doit être vérifié.

6. Suggestions d'application et considérations de conception

6.1 Applications typiques

Cette LED CMS compacte et haute luminosité est adaptée à un large éventail d'applications, notamment :

• Petits indicateurs d'état dans les équipements intérieurs grand public et industriels.
• Rétroéclairage plat pour panneaux LCD, interrupteurs à membrane et symboles.
• Indicateurs et rétroéclairage dans les équipements de bureau (imprimantes, scanners).
• Indicateurs pour appareils alimentés par batterie (ex. : outils portatifs, dispositifs médicaux).
• Voyants lumineux dans les équipements audio/vidéo.
• Rétroéclairage pour tableaux de bord automobiles (indicateurs secondaires) et interrupteurs de commande.
• Indicateurs pour équipements de télécommunication (téléphones, télécopieurs).

6.2 Considérations de conception critiques

• Limitation de courant:Une résistance série externe est OBLIGATOIRE pour fixer le courant direct. Le circuit d'alimentation doit être conçu pour éviter les pointes de courant ou le dépassement des caractéristiques absolues maximales.
• Gestion thermique:Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer un bon chemin thermique via les plots du PCB est important pour maintenir l'intensité lumineuse et la fiabilité à long terme, surtout à haute température ambiante ou lorsque la LED est pilotée près du courant maximal.
• Protection ESD:Implémentez une protection ESD appropriée sur les lignes d'entrée et suivez les procédures de manipulation adéquates pendant l'assemblage.
• Conception optique:L'angle de vision de 25 degrés fournit un faisceau directionnel. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires (diffuseurs, guides de lumière) peuvent être nécessaires.

7. Fiabilité et assurance qualité

Le produit subit une série complète de tests de fiabilité réalisés avec un niveau de confiance de 90% et un LTPD (Lot Tolerance Percent Defective) de 10%. Les principaux tests incluent :

• Résistance au brasage par refusion (260°C/10s).
• Choc thermique (-10°C à +100°C).
• Cycles de température (-40°C à +100°C).
• Stockage Haute Température/Haute Humidité (85°C/85% HR, 1000 h avec polarisation).
• Stockage à haute et basse température.
• Test de durée de vie en fonctionnement continu (1000 h à 20 mA).

Ces tests valident la robustesse de la LED sous diverses contraintes environnementales et opérationnelles, garantissant qu'elle répond aux normes industrielles de qualité et de durabilité dans les produits finis.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes technologies de LED traversantes, cette LED CMS offre des avantages significatifs : une empreinte considérablement réduite, une aptitude à l'assemblage automatisé à grande vitesse et de meilleures performances thermiques grâce au montage direct sur le PCB. Dans la catégorie des LED CMS, ses principaux points de différenciation sont sa combinaison spécifique d'une intensité lumineuse très élevée (1232 mcd typ.) dans un minuscule boîtier de 2,0 mm, une couleur rouge vif bien définie grâce à la technologie AlGaInP, et une conformité complète aux normes environnementales (RoHS, REACH, Sans Halogène). L'angle de vision étroit la rend supérieure pour les applications nécessitant un faisceau directionnel plutôt qu'une émission omnidirectionnelle.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quelle valeur de résistance utiliser pour alimenter cette LED à 20 mA depuis une source de 5V ?

En utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Avec un V_Ftypique de 2,0V, R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Pour tenir compte du V_Fmax (2,4V) et s'assurer que le courant ne dépasse pas 25 mA, calculez pour le pire cas : R_min= (5V - 1,7V) / 0,025A = 132 Ω. Une résistance standard de 150 Ω est un bon point de départ, fournissant environ 20 mA avec une LED typique. Vérifiez toujours le courant réel dans le circuit.

9.2 Puis-je utiliser la MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) pour atténuer l'intensité de cette LED ?

Oui, la MLI est une méthode efficace pour atténuer l'intensité des LED. Le courant direct pendant l'impulsion "on" ne doit pas dépasser le courant direct de crête nominal (60 mA à un rapport cyclique de 1/10, 1 kHz). Pour l'atténuation, assurez-vous que la fréquence MLI est suffisamment élevée (typiquement >100 Hz) pour éviter un scintillement visible.

9.3 Pourquoi la procédure de stockage et de manutention est-elle si stricte ?

Le boîtier en résine plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de brasage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se dilater rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn", qui fissure le boîtier et détruit la LED. Le niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) et les procédures de séchage préviennent ce mode de défaillance.

10. Principe de fonctionnement et technologie

Cette LED est basée sur la technologie semi-conductrice AlGaInP. Lorsqu'une tension directe supérieure au potentiel de jonction de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans les matériaux AlGaInP, cette recombinaison libère de l'énergie principalement sous forme de photons dans la région rouge à ambre du spectre visible. La composition spécifique de l'alliage d'Aluminium, de Gallium, d'Indium et de Phosphore détermine l'énergie de bande interdite précise et donc la longueur d'onde dominante de la lumière émise, qui est rouge vif dans ce cas. La lentille en résine époxy transparente encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux de sortie.