Fiche technique LED CMS 19-21/R6C-FP1Q2L/3T - Dimensions 2.0x1.25x0.8mm - Tension 1.7-2.3V - Rouge Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-21/R6C-FP1Q2L/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes et compactes. Ce composant utilise une puce semi-conductrice AIGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium) pour produire une lumière rouge brillante. Son principal avantage réside dans son encombrement miniature, qui permet des réductions significatives de la taille des cartes de circuits imprimés (PCB) et une densité de composants plus élevée par rapport aux LED traditionnelles à broches. Cela contribue à une taille globale de l'équipement plus petite et à des besoins de stockage réduits. L'appareil est léger, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

La LED est fournie sur bande de 8 mm standard, enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés à grande vitesse de type pick-and-place. Elle est conçue pour être utilisée avec les procédés standards de soudage par refusion infrarouge (IR) et à phase vapeur, facilitant ainsi une production de masse efficace. Le produit est fabriqué sans plomb et est conforme aux réglementations européennes RoHS (Restriction des Substances Dangereuses) et REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des produits Chimiques). Il est également classé sans halogène, avec une teneur en brome (Br) et en chlore (Cl) inférieure à 900 ppm chacun et leur total combiné inférieur à 1500 ppm.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Ces valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C. La tension inverse maximale (VR) est de 5V. Le courant direct continu (IF) ne doit pas dépasser 25 mA. Pour un fonctionnement en impulsions, un courant direct de crête (IFP) de 60 mA est autorisé sous un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 60 mW. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000V selon le modèle du corps humain (HBM). La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +85°C, tandis que la plage de température de stockage (Tstg) est légèrement plus large, de -40°C à +90°C. Pour le soudage, le composant peut supporter une soudure par refusion à une température de crête de 260°C pendant 10 secondes maximum, ou un soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes maximum par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques électro-optiques sont les paramètres de performance principaux, mesurés à Ta=25°C et un courant direct (IF) de 20 mA, sauf indication contraire.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 45 millicandelas (mcd) à un maximum de 112 mcd. La valeur typique se situe dans cette plage, elle-même subdivisée en classes spécifiques (P1, P2, Q1, Q2).
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle à mi-intensité est typiquement de 100 degrés, indiquant un cône de vision large.
• Longueur d'onde de crête (λp) :La longueur d'onde à laquelle l'intensité de la lumière émise est maximale est typiquement de 632 nanomètres (nm).
• Longueur d'onde dominante (λd) :C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, allant de 621 nm à 631 nm, classée en catégories FF1 et FF2.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :La largeur du spectre émis à mi-intensité maximale est typiquement de 20 nm.
• Tension directe (VF) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit 20 mA varie de 1,7V à 2,3V, avec des classes spécifiques (L19 à L24) définissant des plages plus étroites.
• Courant inverse (IR) :Le courant de fuite lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée est de 10 µA maximum.

Des notes importantes spécifient les tolérances : Intensité lumineuse (±11%), Longueur d'onde dominante (±1 nm), et Tension directe (±0,05V). Il est crucial de comprendre que la tension inverse de 5V est uniquement pour les tests IR ; la LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence dans la conception des applications, les LED sont triées (classées) selon trois paramètres clés : l'Intensité lumineuse, la Longueur d'onde dominante et la Tension directe. Le code produit (ex. : R6C-FP1Q2L/3T) reflète des classes spécifiques.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre classes d'intensité :

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

Le code 'Q2' dans la référence indique que ce composant appartient à la classe d'intensité la plus élevée.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La cohérence de couleur est contrôlée via des classes de longueur d'onde :

• FF1 :621 – 626 nm
• FF2 :626 – 631 nm

Le code 'FP1' correspond probablement à l'une de ces spécifications de longueur d'onde.

3.3 Classement par tension directe

Pour faciliter la conception des circuits, notamment le calcul de la résistance de limitation de courant, les LED sont classées par tension directe (VF) à 20 mA :

• L19 :1,7 – 1,8 V
• L20 :1,8 – 1,9 V
• L21 :1,9 – 2,0 V
• L22 :2,0 – 2,1 V
• L23 :2,1 – 2,2 V
• L24 :2,2 – 2,3 V

Le 'L' dans la référence signifie le groupe de tension, avec un chiffre spécifique désignant la classe exacte.

4. Analyse des courbes de performance

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

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Cette courbe non linéaire montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. La plage VF spécifiée à 20mA est un point unique sur cette courbe. Les concepteurs l'utilisent pour déterminer la tension d'alimentation nécessaire et calculer la résistance série appropriée.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I-L) :Cette courbe montre comment la lumière émise augmente avec le courant. Elle est typiquement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais se sature à des courants plus élevés. Un fonctionnement à ou en dessous de la condition de test de 20mA garantit des performances prévisibles.
• La lumière émise par les LED diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. Comprendre cette dégradation est crucial pour les applications fonctionnant à haute température ambiante ou avec un auto-échauffement significatif.Distribution spectrale :
• Un graphique montrant l'intensité relative en fonction des longueurs d'onde, avec un pic autour de 632 nm et une largeur de bande typique de 20 nm, confirmant le point de couleur rouge brillant.5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED CMS 19-21 a un facteur de forme très compact. Les dimensions clés (en millimètres) incluent une longueur de corps de 2,0 mm, une largeur de 1,25 mm et une hauteur de 0,8 mm. Le dessin coté détaillé spécifie la disposition des pastilles, le contour du composant et l'emplacement de la marque d'identification de la cathode. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm. Une conception correcte des pastilles sur le PCB, conformément à la fiche technique, est essentielle pour un soudage fiable et une stabilité mécanique.

5.2 Identification de la polarité

Le composant comporte une marque de cathode, typiquement une encoche, un point vert ou un coin coupé sur le boîtier. Une orientation correcte lors de l'assemblage est vitale, car l'application d'une tension inverse peut endommager la LED.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Une exigence critique pour les composants CMS est le respect du profil de refusion recommandé. Pour cette LED sans plomb :

Préchauffage :

• Montée de la température ambiante à 150–200°C sur 60-120 secondes.Maintien/Refusion :
• Le temps au-dessus de 217°C (température de liquidus pour la soudure sans plomb) doit être de 60-150 secondes. La température de crête ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 255°C doit être limité à un maximum de 30 secondes.Refroidissement :
• La vitesse de refroidissement maximale doit être de 6°C par seconde.Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur la même LED pour éviter les dommages dus au stress thermique.

6.2 Soudage manuel

Si une réparation manuelle est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température de la pointe du fer à souder doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact avec une seule borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à faible puissance (<25W) est recommandé. Un fer à double tête est suggéré pour le retrait afin de chauffer uniformément les deux bornes et de minimiser le stress sur le boîtier.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessicant. Précautions clés :

Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'emploi.

• Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤ 30°C et ≤ 60% d'Humidité Relative.
• La "durée de vie hors sac" après ouverture est de 168 heures (7 jours).
• Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessicant indique une saturation, un traitement de séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures est requis avant le soudage par refusion pour éviter les dommages par effet "pop-corn".
• 7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bobine et de la bande

Le conditionnement standard est de 3000 pièces par bobine. La largeur de la bande porteuse est de 8 mm, enroulée sur une bobine de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Les dimensions détaillées de la bobine, des alvéoles de la bande porteuse et de la bande de couverture sont fournies pour garantir la compatibilité avec les chargeurs automatiques.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations cruciales pour la traçabilité et la vérification :

P/N :

• Numéro de produit (ex. : 19-21/R6C-FP1Q2L/3T).CAT :
• Classe d'intensité lumineuse (ex. : Q2).HUE :
• Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (ex. : FP1).REF :
• Classe de tension directe (ex. : L21).LOT No :
• Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.8. Recommandations d'application

8.1 Applications typiques

La LED CMS 19-21 est polyvalente et adaptée à divers rôles d'indicateur et de rétroéclairage de faible puissance :

Rétroéclairage :

• Éclairage pour instruments de tableau de bord, commutateurs à membrane et panneaux de contrôle.Télécommunications :
• Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.Technologie d'affichage :
• Rétroéclairage plat pour petits écrans à cristaux liquides (LCD) et symboles éclairés.Indication générale :
• État de l'alimentation, indicateurs de mode et voyants dans l'électronique grand public et industrielle.8.2 Considérations de conception critiques

Limitation de courant :

• Une résistance de limitation de courant externe estabsolument obligatoire. La tension directe a une plage et un coefficient de température négatif. Une légère augmentation de la tension d'alimentation ou une baisse de VF due à l'échauffement peut provoquer une forte augmentation, potentiellement destructrice, du courant direct. La valeur de la résistance doit être calculée sur la base de la tension d'alimentation et de la tension directe maximale (VF max) de la classe pour garantir que le courant ne dépasse jamais 25 mA dans les pires conditions.Gestion thermique :
• Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sous les pastilles de la LED peut aider à dissiper la chaleur, maintenant la stabilité de la lumière émise et la longévité, en particulier dans les environnements à haute température ambiante.Protection ESD :
• Bien que classée pour 2000V HBM, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation.9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux avantages de cette LED CMS 19-21 par rapport aux anciennes LED traversantes ou aux boîtiers CMS plus grands sont sa

miniaturisationet sonadaptation à l'assemblage automatisé. La technologie de puce AIGaInP offre une haute efficacité et une bonne saturation des couleurs pour la lumière rouge. Comparée à d'autres technologies de LED rouges, l'AIGaInP offre généralement une intensité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité thermique. Le système de classement complet permet aux concepteurs de sélectionner des pièces avec des caractéristiques optiques et électriques étroitement contrôlées, ce qui est crucial pour les applications nécessitant un aspect uniforme ou un pilotage de courant précis.10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q : Pourquoi une résistance série est-elle nécessaire ?

R : Les LED sont des dispositifs pilotés en courant. Leur caractéristique V-I est exponentielle. Sans résistance pour limiter le courant, toute petite variation de la tension d'alimentation ou de la tension directe de la LED peut conduire à un emballement thermique et à une défaillance immédiate. La résistance fixe un courant constant basé sur la loi d'Ohm.

Q : Puis-je piloter cette LED avec une tension supérieure à 2,3V ?

R : Oui, mais seulement si vous utilisez une résistance série appropriée pour absorber l'excès de tension et limiter le courant à 20mA (ou moins). La tension de pilotage elle-même n'est pas le paramètre critique ; c'est le courant résultant qui l'est.

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

R : L'encapsulant de la LED (la lentille en plastique) est incolore et transparent. Cela permet à la vraie couleur de la lumière émise par la puce (rouge brillant) de passer sans aucune teinte ou diffusion, résultant en une couleur saturée et vive.

Q : Comment interpréter la référence pour la commande ?

R : La référence 19-21/R6C-FP1Q2L/3T encode le style de boîtier (19-21), un code produit (R6C), et les classes spécifiques pour la longueur d'onde (FP1), l'intensité lumineuse (Q2) et la tension directe (L, avec un chiffre suivant). Reportez-vous toujours à la fiche technique complète et aux tableaux de classement pour confirmer les spécifications exactes de la pièce commandée.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un indicateur d'état pour un appareil alimenté par USB 5V.

Sélection des paramètres :

1. Choisir la luminosité requise (classe Q2 pour une visibilité élevée) et la cohérence de couleur (classe FF1 ou FF2).Conception du circuit :

2. En supposant une alimentation de 5V (Vcc) et en utilisant le pire cas VF min (ex. : 1,7V de la classe L19) pour garantir que le courant ne dépasse jamais 25mA même si VF est bas. Courant cible (I_F) = 20 mA.Résistance requise R = (Vcc - VF) / I_F = (5V - 1,7V) / 0,020A = 165 Ohms.

La valeur standard la plus proche est 160 Ohms ou 180 Ohms. Utiliser 180 Ohms donne I_F = (5-1,7)/180 ≈ 18,3 mA, ce qui est sûr et conforme aux spécifications.

Puissance dans la résistance P_R = I_F^2 * R = (0,0183)^2 * 180 ≈ 0,06W. Une résistance standard de 1/8W ou 1/4W est suffisante.

Implantation PCB :

3. Placer la LED et sa résistance de limitation de courant proches l'une de l'autre. Suivre la géométrie de pastille recommandée dans le dessin coté de la fiche technique.Assemblage :

4. Suivre précisément les directives de manipulation de l'humidité et du profil de soudage par refusion.12. Principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La région active est composée d'AIGaInP. Lorsqu'une tension de polarisation directe dépassant la barrière de potentiel de la jonction (environ 1,8V) est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AIGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise – dans ce cas, le rouge brillant à environ 632 nm. L'encapsulant en résine époxy transparente protège la puce, agit comme une lentille pour façonner le faisceau lumineux (obtenant l'angle de vision de 100 degrés) et assure la stabilité mécanique.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED CMS comme la 19-21 suit les tendances plus larges de l'électronique :

miniaturisationefficacité accrue, etfiabilité améliorée. Le passage aux matériaux sans plomb et sans halogène est motivé par les réglementations environnementales mondiales (RoHS, REACH). Les progrès dans l'épitaxie des semi-conducteurs continuent d'améliorer l'efficacité lumineuse (lumière émise par watt électrique) et la cohérence des couleurs des systèmes AIGaInP et autres. De plus, la technologie de conditionnement évolue pour mieux gérer les performances thermiques, permettant des courants de pilotage plus élevés dans des boîtiers plus petits, et pour fournir un contrôle optique plus précis. La standardisation des boîtiers (comme l'empreinte 19-21) et des formats bande-bobine est essentielle pour permettre une fabrication automatisée à grand volume et rentable dans toute l'industrie électronique.. The move to Pb-free and halogen-free materials is driven by global environmental regulations (RoHS, REACH). Advancements in semiconductor epitaxy continue to improve the luminous efficacy (light output per electrical watt) and color consistency of AIGaInP and other material systems. Furthermore, packaging technology is evolving to better manage thermal performance, allowing for higher drive currents in smaller packages, and to provide more precise optical control. The standardization of packaging (like the 19-21 footprint) and tape-and-reel formats is critical for enabling cost-effective, high-volume automated manufacturing across the electronics industry.