Fiche technique LED SMD 17-21/R6C-AN2Q1B/3T - Rouge Brillant - 20mA - 2.35V Max - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED à montage en surface (SMD) émettant une lumière Rouge Brillant. Le composant utilise une puce AlGaInP encapsulée dans une résine transparente. Son boîtier SMD compact offre des avantages significatifs pour la conception électronique moderne, permettant une densité de carte plus élevée et contribuant à la miniaturisation des équipements finaux.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

Les principaux avantages de cette LED découlent de son conditionnement et de sa conformité aux normes :

• Conditionnement adapté à l'automatisation :Fournie sur bande de 8 mm montée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatique pick-and-place à grande vitesse.
• Compatibilité de fabrication robuste :Conçue pour résister aux processus de soudure par refusion standard infrarouge (IR) et en phase vapeur, garantissant une fixation fiable sur les cartes de circuits imprimés (PCB).
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb (Pb-free) et conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses).
• Efficacité en espace et en poids :Le format SMD est nettement plus petit et plus léger que les LED à broches traditionnelles. Cette réduction de taille permet des conceptions de PCB plus petites, une densité de composants plus élevée, des besoins de stockage réduits et, finalement, des produits finaux plus compacts.

1.2 Applications cibles

Cette LED convient à diverses applications nécessitant une source d'indication ou de rétroéclairage rouge compacte et fiable. Les cas d'utilisation typiques incluent :

• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
• Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour affichages à cristaux liquides (LCD), rétroéclairage pour interrupteurs et symboles sur panneaux de commande.
• Indication à usage général :Toute application nécessitant une source de lumière rouge brillante et efficace avec un encombrement minimal.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des spécifications électriques, optiques et thermiques de la LED. Toutes les données sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C sauf indication contraire.

2.1 Limites absolues

Ces limites définissent les seuils au-delà desquels des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité dans la conception du circuit.

• Tension inverse (V_R) :5V. Dépasser cette tension en sens inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25mA. Le courant continu maximum pouvant être appliqué en continu.
• Courant direct de crête (I_FP) :60mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1kHz. Il permet de brèves périodes de luminosité plus élevée.
• Dissipation de puissance (P_d) :60mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur, calculée comme Tension Directe (V_F) × Courant Direct (I_F).
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage).
• Décharge électrostatique (ESD) :2000V (Modèle du corps humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont essentielles pendant l'assemblage.
• Température de soudure :Le composant peut résister à une soudure par refusion avec une température de crête de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes, ou à une soudure manuelle à 350°C pendant jusqu'à 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (I_F= 20mA).

• Intensité lumineuse (I_v) :S'étend de 36,0 mcd (millicandela) minimum à 90,0 mcd maximum, avec une tolérance typique de ±11%. Ceci définit la luminosité perçue de la LED.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Un angle large typique de 140 degrés. C'est l'angle auquel l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité à 0 degré (sur l'axe).
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :Typiquement 632 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Spécifiée entre 617,5 nm et 633,5 nm. Cette longueur d'onde correspond à la couleur perçue de la lumière et est plus pertinente pour la définition de la couleur que la longueur d'onde de crête.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 20 nm. Ceci indique la pureté spectrale ; une largeur de bande plus petite signifie une couleur plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 1,75V à 2,35V à 20mA, avec une tolérance de ±0,1V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 10 μA sous une polarisation inverse de 5V.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en catégories de performance. La référence 17-21/R6C-AN2Q1B/3T contient les codes de tri pour les paramètres clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse (Code : N2, P1, P2, Q1)

Les LED sont regroupées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20mA. Le code de tri dans la référence (par ex., Q1) spécifie la plage d'intensité garantie pour cette unité spécifique.

• Catégorie N2 :36,0 – 45,0 mcd
• Catégorie P1 :45,0 – 57,0 mcd
• Catégorie P2 :57,0 – 72,0 mcd
• Catégorie Q1 :72,0 – 90,0 mcd

3.2 Tri par longueur d'onde dominante (Code : E4, E5, E6, E7)

Les LED sont triées en groupes (A) et catégories basées sur leur longueur d'onde dominante, qui définit la teinte précise du rouge.

• Catégorie E4 :617,5 – 621,5 nm
• Catégorie E5 :621,5 – 625,5 nm
• Catégorie E6 :625,5 – 629,5 nm
• Catégorie E7 :629,5 – 633,5 nm

3.3 Tri par tension directe (Code : 0, 1, 2)

Les LED sont regroupées (B) et triées par leur chute de tension directe à 20mA. Ceci est crucial pour concevoir les circuits de limitation de courant, surtout lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle.

• Catégorie 0 :1,75 – 1,95 V
• Catégorie 1 :1,95 – 2,15 V
• Catégorie 2 :2,15 – 2,35 V

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques illustrant le comportement du composant dans différentes conditions. Leur compréhension est clé pour une conception de circuit optimale.

4.1 Intensité lumineuse vs. Courant direct & Température

Le flux lumineux est directement proportionnel au courant direct. Cependant, la relation n'est pas parfaitement linéaire, et l'efficacité peut chuter à des courants très élevés. De plus, l'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente. La courbe de déclassement montre que le courant direct maximum admissible doit être réduit lors d'un fonctionnement au-dessus de 25°C pour éviter de dépasser la limite de dissipation de puissance et assurer une fiabilité à long terme.

4.2 Tension directe vs. Courant direct

Cette courbe IV montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension directe augmente avec le courant. La forme de la courbe est importante pour comprendre la résistance dynamique de la LED et pour les calculs de gestion thermique.

4.3 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de distribution spectrale confirme l'émission rouge avec un pic autour de 632 nm et une largeur de bande définie. Le diagramme de rayonnement (diagramme polaire) représente visuellement l'angle de vision de 140 degrés, montrant comment l'intensité lumineuse est distribuée spatialement.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est logée dans un boîtier SMD compact et standard de l'industrie. Le dessin coté détaillé est essentiel pour créer l'empreinte PCB (land pattern) correcte dans un logiciel CAO. Les notes mécaniques clés incluent :

• Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1mm.
• Le dessin définit la taille du corps, les dimensions des bornes et la disposition recommandée des pastilles pour assurer une soudure correcte et une stabilité mécanique.
• La polarité est indiquée par le contour du boîtier ou un marquage ; l'orientation correcte est cruciale pour le fonctionnement du circuit.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation et une soudure appropriées sont critiques pour le rendement et la fiabilité.

6.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant. Pour éviter l'effet "popcorn" (fissuration du boîtier due à l'expansion rapide de la vapeur pendant la refusion), les utilisateurs doivent respecter les points suivants :

• Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'utilisation.
• Stocker les sacs non ouverts à ≤30°C et ≤90% HR.
• Après ouverture, la "durée de vie au sol" est de 1 an à ≤30°C et ≤60% 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 séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

6.2 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :60–150 secondes au-dessus de 217°C.
• Température de crête :Maximum de 260°C, maintenue pendant pas plus de 10 secondes. Le temps au-dessus de 255°C ne doit pas dépasser 30 secondes.
• Vitesses de chauffage/refroidissement :Maximum 3°C/sec de chauffage jusqu'au pic, maximum 6°C/sec de refroidissement depuis le pic.
• Important :La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois. Éviter les contraintes mécaniques sur la LED pendant le chauffage et ne pas déformer le PCB après soudure.

6.3 Soudure manuelle et retouche

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 puissance ≤25W. Laisser un intervalle d'au moins 2 secondes entre la soudure de chaque borne. La retouche est fortement déconseillée. Si elle est absolument inévitable, un fer à souder double tête spécialisé doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les dommages thermo-mécaniques aux soudures ou à la puce de la LED.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse gaufrée avec les dimensions fournies. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions de la bobine (diamètre 7 pouces) sont également spécifiées pour la compatibilité avec les chargeurs d'équipements automatisés.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs champs clés : Référence client (CPN), Référence fabricant (P/N), Quantité emballée (QTY), et les codes de tri spécifiques pour l'Intensité lumineuse (CAT), la Longueur d'onde dominante/Teinte (HUE), et la Tension directe (REF), ainsi que le Numéro de lot de fabrication.

8. Considérations d'application et de conception

8.1 Impératif de conception de circuit : Limitation de courant

C'est la règle de conception la plus critique.Une LED est un dispositif piloté par le courant. Sa tension directe a un coefficient de température négatif et varie d'une unité à l'autre (comme montré dans le tri). Par conséquent, elledoitêtre pilotée par une source de courant constant ou, plus communément, avec une résistance de limitation de courant en série. Connecter la LED directement à une source de tension, même correspondant à son V_Fnominal, entraînera une surintensité incontrôlée conduisant à une défaillance immédiate. La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, une conception thermique efficace prolonge la durée de vie et maintient la luminosité. Assurez-vous que les pastilles PCB offrent un dégagement thermique adéquat et évitez de placer la LED près d'autres composants générateurs de chaleur. Respectez la courbe de déclassement du courant direct pour les environnements à haute température.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 140 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large ou une visibilité depuis plusieurs angles. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (lentilles) seraient nécessaires. La résine transparente est optimale pour obtenir le flux lumineux le plus élevé possible.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux facteurs de différenciation de ce composant sont sa combinaison spécifique de matériau, de boîtier et de performance :

• Technologie de puce AlGaInP :Ce système de matériau est réputé pour produire des LED rouges, oranges et ambre à haute efficacité avec une excellente luminosité et stabilité des couleurs par rapport aux technologies plus anciennes.
• Avantage du boîtier SMD :Comparé aux LED traversantes, il offre les avantages de taille, de poids et de vitesse d'assemblage mentionnés précédemment, qui sont standard pour les composants SMD modernes.
• Tri détaillé :Le tri à trois paramètres (intensité, longueur d'onde, tension) permet aux concepteurs de sélectionner des pièces pour des applications nécessitant une cohérence stricte en luminosité, couleur ou comportement électrique, réduisant ainsi le besoin d'ajustements de circuit sur la ligne de production.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED à 30mA pour une luminosité plus élevée ?

R : Non. La Limite Absolue pour le courant direct continu est de 25mA. Dépasser cette limite compromet la fiabilité et peut causer des dommages permanents. Pour une luminosité plus élevée, sélectionnez une LED d'une catégorie d'intensité lumineuse supérieure (par ex., Q1) ou utilisez un fonctionnement pulsé dans les limites de I_FP rating.

Q : La fiche technique montre un V_Ftypique de 2,0V. Pourquoi mon circuit a-t-il besoin d'une alimentation de 3,3V ?

R : La tension supplémentaire est nécessaire pour compenser la chute de tension aux bornes de la résistance de limitation de courant. Par exemple, pour piloter la LED à 20mA à partir d'une alimentation de 3,3V avec un V_Fde 2,0V, vous avez besoin d'une résistance : R = (3,3V - 2,0V) / 0,020A = 65 Ohms. La résistance dissipe la puissance excédentaire.

Q : Comment interpréter la référence 17-21/R6C-AN2Q1B/3T ?

R : Bien que la convention de dénomination complète puisse être propriétaire, les segments clés peuvent être déduits : "17-21" fait probablement référence au style/taille du boîtier. "R6C" peut indiquer la couleur (Rouge) et le type de puce. "AN2Q1B" contient les codes de tri : A (Groupe Longueur d'onde), N2 (Catégorie Intensité), Q1 (Catégorie Intensité), B (Groupe Tension). "3T" pourrait être lié au conditionnement sur bande ou à une révision.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateurs d'état avec 10 LED rouges identiques, toutes alimentées par une ligne stable de 5V. Une luminosité uniforme est importante.

Étapes de conception :

1. Sélection de la catégorie :Choisir des LED de la même catégorie d'intensité lumineuse (par ex., toutes Q1 : 72-90 mcd) et de la même catégorie de longueur d'onde dominante (par ex., toutes E6 : 625,5-629,5 nm) pour assurer une cohérence visuelle.
2. Calcul de la résistance série :Utiliser lavaleur maximale V_Fde la catégorie (par ex., Catégorie 2 : 2,35V) pour une conception en pire cas afin de garantir que le courant ne dépasse jamais 20mA. R = (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5 Ohms. Utiliser la valeur standard la plus proche (130 ou 150 Ohms). Une résistance de 150 Ohms offre une marge de sécurité : I_F= (5V - 2,35V) / 150 = ~17,7mA.
3. Implantation PCB :Placer les LED en utilisant les dimensions du boîtier. Connecter chaque LED avec sa propre résistance série à la ligne 5V. Éviter de connecter plusieurs LED en parallèle avec une seule résistance, car de légères variations de V_Fprovoqueront un déséquilibre de courant important et une luminosité inégale.
4. Assemblage :Suivre précisément les directives de manipulation de l'humidité et de profil de refusion pour assurer l'intégrité des soudures et prévenir les dommages.

12. Principe de fonctionnement

La lumière est produite par un processus appelé électroluminescence au sein de la puce semi-conductrice AlGaInP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active depuis les matériaux de type n et p, respectivement. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'aluminium, du gallium, de l'indium et du phosphure dans les couches de la puce détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le rouge brillant.

13. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré et une densité de puissance accrue. Pour les LED SMD de type indicateur comme celle-ci, les tendances incluent une miniaturisation accrue (par ex., boîtiers à l'échelle de la puce), une adoption plus large de matériaux à haute performance comme l'InGaN pour le bleu/vert et l'AlGaInP pour le rouge/orange, et une fiabilité améliorée dans des conditions environnementales sévères. L'intégration de l'électronique de pilotage (par ex., régulation de courant intégrée ou contrôleurs PWM) dans le boîtier est également un développement en cours pour simplifier la conception de circuit de l'utilisateur final.