Fiche technique DEL CMS 19-213/R6C-AQ1R2B/3T - Dimensions 2.0x1.25x0.8mm - Tension 1.75-2.35V - Rouge Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-213 est une DEL à montage en surface (CMS) conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Utilisant la technologie de puce AlGaInP, elle émet une lumière rouge brillante. Son facteur de forme compact permet des réductions significatives de la taille de la carte de circuit imprimé (PCB) et des dimensions globales de l'équipement, ce qui la rend idéale pour les applications où l'espace est limité. Le composant est sans plomb, conforme à la directive RoHS, et respecte les normes européennes REACH et sans halogène, garantissant la sécurité environnementale et l'acceptation réglementaire.

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette DEL découlent de son boîtier CMS miniature. Elle offre une compatibilité supérieure avec les lignes d'assemblage automatisées pick-and-place, ce qui rationalise la fabrication en grande série. Le boîtier est qualifié pour les processus de soudage par refusion standard infrarouge et à phase vapeur. Sa construction légère minimise les contraintes mécaniques sur les PCB et est parfaitement adaptée aux appareils électroniques portables et miniatures.

1.2 Marché cible et applications

Cette DEL cible les secteurs de l'électronique grand public, des contrôles industriels et des télécommunications. Les applications typiques incluent le rétroéclairage des tableaux de bord, des interrupteurs et des claviers. Elle est couramment utilisée comme indicateur d'état dans les téléphones, les télécopieurs et divers appareils électroniques. De plus, elle sert de source de rétroéclairage plat pour les affichages à cristaux liquides (LCD) et l'éclairage indicateur à usage général.

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• Tension inverse (VR) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (IF) :25mA. Le courant continu maximal pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête (IFP) :60mA avec un cycle de service de 1/10 et 1kHz. Cette valeur est pour un fonctionnement en impulsions, pas en continu.
• Dissipation de puissance (Pd) :60mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante (Ta) de 25°C. Une dégradation est nécessaire à des températures plus élevées.
• Décharge électrostatique (ESD) :2000V (Modèle du corps humain). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires pendant l'assemblage.
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage).
• Température de soudage :Résiste au soudage par refusion avec une température de pointe de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes, ou au soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à un courant direct (IF) de 20mA et une température ambiante de 25°C, représentant des conditions de fonctionnement typiques.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 72,0 mcd à un maximum de 180,0 mcd. La valeur typique n'est pas spécifiée, indiquant que la performance est gérée via un système de tri.
• Angle de vision (2θ1/2) :Approximativement 120 degrés. Cet angle de vision large assure une bonne visibilité depuis diverses perspectives.
• Longueur d'onde de crête (λp) :Typiquement 632 nm, plaçant l'émission dans la partie rouge brillant du spectre.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Spécifiée entre 617,5 nm et 633,5 nm, avec une tolérance serrée de ±1nm selon la note. Ceci définit la couleur perçue.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Typiquement 20 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière rouge émise.
• Tension directe (VF) :S'étend de 1,75V à 2,35V à 20mA, avec une tolérance de ±0,1V. Ce paramètre est critique pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 µA à VR=5V. La fiche technique indique explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les DEL sont triées en catégories (bins) basées sur des paramètres clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les DEL sont catégorisées en quatre bins (Q1, Q2, R1, R2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner un grade de luminosité adapté à leur application, de la luminosité standard (Q1 : 72-90 mcd) à la haute luminosité (R2 : 140-180 mcd).

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui définit la teinte précise du rouge, est triée en quatre codes (E4, E5, E6, E7). Ce tri, avec une plage de 617,5 nm à 633,5 nm, permet un appariement précis des couleurs entre plusieurs DEL dans un réseau ou un affichage.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée en trois bins (0, 1, 2), couvrant la plage de 1,75V à 2,35V. La connaissance du bin VF peut aider à optimiser la conception du circuit de limitation de courant pour l'efficacité et la gestion thermique.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF mentionne des courbes de caractéristiques électro-optiques typiques, les graphiques spécifiques pour la courbe IV (Courant-Tension), la dépendance de l'intensité lumineuse à la température et la distribution spectrale ne sont pas fournis dans le texte extrait. Dans une analyse complète, ces courbes seraient essentielles. La courbe IV montrerait la relation exponentielle entre la tension et le courant. La courbe caractéristique de température montrerait typiquement une diminution de l'intensité lumineuse lorsque la température de jonction augmente. Le tracé de distribution spectrale visualiserait la largeur de bande de 20nm autour du pic de 632nm, confirmant la pureté de la couleur.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La DEL a un encombrement très compact. Les dimensions du boîtier sont de 2,0mm de longueur, 1,25mm de largeur et 0,8mm de hauteur (équivalent taille CMS 0805 typique). La cathode est généralement identifiée par un marquage ou un coin chanfreiné sur le boîtier. Le dessin dimensionnel fournit des mesures précises pour la conception du motif de pastilles, avec des tolérances standard de ±0,1mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité et conception des pastilles de soudure

Une polarité correcte est cruciale pour le fonctionnement. Le diagramme du boîtier dans la fiche technique indique les bornes anode et cathode. La disposition recommandée des pastilles de soudure assure une formation correcte du joint de soudure pendant la refusion et fournit une résistance mécanique adéquate. Les concepteurs doivent respecter ces directives pour éviter le soulèvement en pierre tombale (tombstoning) ou une mauvaise connexion électrique.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est compatible avec le soudage par refusion sans plomb. Le profil de température recommandé comprend : 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 pointe ne dépassant pas 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes ; et des taux de chauffage et de refroidissement contrôlés (max 6°C/sec et 3°C/sec, respectivement). La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

6.2 Précautions pour le soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de rigueur. La température de la pointe du fer à souder doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer de faible puissance (moins de 25W) est recommandé. Un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes doit être observé entre le soudage de chaque borne pour éviter un choc thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les DEL sont conditionnées dans un sachet barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant. Le sachet ne doit pas être ouvert avant que les composants ne soient prêts à être utilisés. Après ouverture, les DEL non utilisées doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 60% d'Humidité Relative. La "durée de vie hors sachet" après ouverture est de 168 heures (7 jours). Si ce délai est dépassé ou si le dessiccant indique une entrée d'humidité, un traitement de séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécification du conditionnement

Les DEL sont fournies sur une bande porteuse gaufrée de 8mm de large, enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions de la bobine et de la bande sont fournies pour la configuration des chargeurs automatiques.

7.2 Explication de l'étiquette et numéro de modèle

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte : Numéro de produit client (CPN), Numéro de produit (P/N), Quantité d'emballage (QTY), et les codes de bin spécifiques pour le Rang d'intensité lumineuse (CAT), le Rang de longueur d'onde dominante (HUE) et le Rang de tension directe (REF). Le numéro de pièce complet 19-213/R6C-AQ1R2B/3T encode le produit de base et ses sélections de bin spécifiques.

8. Considérations de conception pour l'application

8.1 Limitation et protection du courant

Une règle de conception fondamentale est l'utilisation obligatoire d'une résistance série de limitation de courant. La tension directe a une plage (1,75-2,35V), et la caractéristique V-I est exponentielle. Une petite augmentation de la tension d'alimentation peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant direct. La valeur de la résistance doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation maximale et de la tension directe minimale du bin pour garantir que le courant ne dépasse jamais la valeur maximale absolue de 25mA dans toutes les conditions.

8.2 Gestion thermique

Bien que de petite taille, la dissipation de puissance (jusqu'à 60mW) doit être prise en compte, en particulier dans des ambiances à haute température ou dans des espaces clos. Le layout du PCB doit fournir une surface de cuivre adéquate autour des pastilles de soudure pour servir de dissipateur thermique, aidant à évacuer la chaleur de la jonction de la DEL et à maintenir les performances et la longévité.

8.3 Restrictions d'application

La fiche technique inclut une note critique concernant les restrictions d'application. Ce produit, tel que spécifié, peut ne pas être adapté aux applications à haute fiabilité avec des tolérances de défaillance zéro, telles que les systèmes militaires/aérospatiaux, les systèmes automobiles critiques pour la sécurité (par exemple, airbags, freinage) ou les équipements médicaux de maintien de la vie. Pour de telles utilisations, des produits avec des qualifications et des tests différents sont requis.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux DEL traversantes traditionnelles, ce type CMS offre une réduction drastique de la taille et du poids, permettant l'électronique moderne miniaturisée. Dans la catégorie des DEL rouges CMS, ses principaux points de différenciation sont sa couleur rouge brillant spécifique (puce AlGaInP), son large angle de vision de 120 degrés, et sa structure de tri clairement définie pour la cohérence de la luminosité et de la couleur. Les recommandations complètes de manipulation et de soudage fournissent également aux concepteurs des instructions de mise en œuvre claires, réduisant les risques dans le processus d'assemblage.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Comment calculer la résistance série ?

Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_DEL) / I_souhaitée. Utilisez la VF minimale de la fiche technique ou de votre bin spécifique (par exemple, 1,75V du Bin 0) et votre courant de fonctionnement souhaité (par exemple, 20mA). Pour une alimentation de 5V : R = (5V - 1,75V) / 0,020A = 162,5Ω. Choisissez la valeur standard immédiatement supérieure (par exemple, 180Ω) et calculez le courant réel pour vous assurer qu'il est inférieur à 25mA.

10.2 Puis-je l'utiliser pour l'éclairage intérieur automobile ?

Pour l'éclairage intérieur non critique comme le rétroéclairage du tableau de bord ou l'éclairage des interrupteurs, cela peut être adapté. Cependant, pour l'éclairage extérieur ou les signaux critiques pour la sécurité, la note sur les restrictions d'application conseille de consulter le fabricant pour un produit qualifié pour une utilisation automobile.

10.3 Pourquoi la condition de stockage après ouverture du sachet est-elle si importante ?

Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le processus de soudage 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 le composant. La durée de vie hors sachet de 7 jours et les instructions de séchage sont essentielles pour prévenir ce mode de défaillance.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état :Un concepteur crée un panneau de contrôle avec plusieurs indicateurs d'état rouges. Pour garantir une apparence uniforme, il spécifie des DEL du même bin de longueur d'onde dominante (par exemple, toutes E6 : 625,5-629,5nm). Pour garantir une luminosité suffisante sous une lumière ambiante élevée, il sélectionne le bin d'intensité lumineuse R1 (112-140 mcd). Il conçoit le PCB avec une ligne d'alimentation de 5V, calcule la résistance de limitation de courant en utilisant la VF maximale de son bin pour garantir que la luminosité minimale est atteinte, et prévoit de larges zones de cuivre pour la dissipation thermique. Il demande à la fabrication de suivre exactement le profil de refusion et de sécher les composants si le sachet barrière est ouvert plus de 7 jours avant l'assemblage.

12. Principe de fonctionnement

Cette DEL est basée sur une puce semi-conductrice en Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la jonction est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde de la lumière émise - dans ce cas, le rouge brillant à environ 632 nm. La lentille en résine époxy est incolore pour maximiser l'extraction de la lumière et façonner l'angle de vision de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les DEL indicatrices continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), des tailles de boîtier plus petites pour une densité accrue, et une meilleure cohérence des couleurs grâce à un tri plus serré. L'accent est également mis de plus en plus sur la fiabilité et la qualification pour les environnements sévères, y compris une tolérance à des températures plus élevées et une résistance aux cycles thermiques. De plus, l'intégration avec des pilotes intelligents pour le gradation et le contrôle des couleurs devient plus courante dans les applications avancées au-delà des simples indicateurs.