Fiche technique LED CMS 17-215/G6C-FN2P2B/3T - Jaune Vert Brillant - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Max - 60mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 17-215/G6C-FN2P2B/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Ce composant utilise une puce semi-conductrice AIGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour produire une lumière Jaune Vert Brillant. Son principal avantage réside dans son empreinte miniature, qui permet des réductions significatives de la taille des cartes de circuits imprimés (PCB), une densité de composants accrue, et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus petits et plus légers. Le composant est fourni sur bande de 8 mm standard enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement, optimisant ainsi les processus de fabrication en grande série.

Cette LED est de type monochrome et est fabriquée à partir de matériaux sans plomb. Elle est conforme aux principales réglementations internationales environnementales et de sécurité, notamment la directive européenne RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le règlement REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des substances Chimiques), et les normes sans halogène (Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm, et leur somme <1500 ppm). Cette conformité garantit son adéquation pour un large éventail de marchés mondiaux et d'applications aux exigences matérielles strictes.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Ces valeurs ne sont pas destinées au fonctionnement normal. Pour la LED 17-215, le courant direct continu maximal (I_F) est de 25 mA. En conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz, le courant direct de crête (I_FP) peut atteindre 60 mA. La tension inverse maximale admissible (V_R) est de 5 V ; il est crucial de noter que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse, et cette valeur s'applique principalement à la condition de test du courant inverse (I_R). La dissipation de puissance totale (P_d) ne doit pas dépasser 60 mW, calculée comme le produit de la tension directe et du courant direct. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000 V selon le modèle du corps humain (HBM). La plage de température de fonctionnement (T_opr) est de -40°C à +85°C, tandis que la température de stockage (T_stg) s'étend légèrement à +90°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les performances électro-optiques sont spécifiées dans des conditions de test standard : température ambiante (T_a) de 25°C et un courant direct de 20 mA. L'intensité lumineuse (I_v) a une plage typique de 36,00 mcd à 72,00 mcd, avec une tolérance spécifiée de ±11%. La distribution spatiale de la lumière est caractérisée par un large angle de vision (2θ_1/2) de 130 degrés, offrant un éclairage large. Les caractéristiques spectrales sont définies par une longueur d'onde de pic (λ_p) de 575 nm et une longueur d'onde dominante (λ_d) allant de 570,00 nm à 574,50 nm (tolérance ±1 nm). La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 20 nm. La tension directe (V_F) varie typiquement de 1,75 V à 2,35 V à 20 mA, avec une tolérance de ±0,1 V. Le courant inverse (I_R) est garanti inférieur ou égal à 10 μA lorsqu'une tension inverse de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres de performance clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques en termes de luminosité, de couleur et de comportement électrique.

3.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en trois classes principales mesurées à I_F= 20 mA :

• Classe N2 :36,00 mcd (Min) à 45,00 mcd (Max)
• Classe P1 :45,00 mcd (Min) à 57,00 mcd (Max)
• Classe P2 :57,00 mcd (Min) à 72,00 mcd (Max)

La tolérance pour l'intensité lumineuse au sein d'une classe est de ±11%.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui est étroitement corrélée à la couleur perçue, est divisée en trois classes :

• Classe CC2 :570,00 nm (Min) à 571,50 nm (Max)
• Classe CC3 :571,50 nm (Min) à 573,00 nm (Max)
• Classe CC4 :573,00 nm (Min) à 574,50 nm (Max)

La tolérance pour la longueur d'onde dominante est de ±1 nm.

3.3 Classement par tension directe

La tension directe est triée en trois classes pour faciliter la conception des circuits, notamment pour le calcul de la résistance de limitation de courant et la conception de l'alimentation :

• Classe 0 :1,75 V (Min) à 1,95 V (Max)
• Classe 1 :1,95 V (Min) à 2,15 V (Max)
• Classe 2 :2,15 V (Min) à 2,35 V (Max)

La tolérance pour la tension directe est de ±0,1 V.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF indique la présence de courbes caractéristiques électro-optiques typiques à la page 5, les graphiques spécifiques ne sont pas fournis dans le contenu textuel. Typiquement, ces fiches techniques incluent des courbes illustrant la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, la tension directe en fonction du courant direct, et l'intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante. Ces courbes sont essentielles pour que les concepteurs comprennent le comportement du composant dans des conditions non standard. Par exemple, l'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. La tension directe a également un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement avec l'augmentation de la température. Les concepteurs doivent consulter les données graphiques pour déclasser les performances de manière appropriée pour leur environnement de fonctionnement spécifique et garantir une commande de courant stable sur la plage de température prévue.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED CMS 17-215 présente un boîtier compact. Les dimensions clés (en millimètres) sont les suivantes, avec une tolérance générale de ±0,1 mm sauf indication contraire : la longueur totale du boîtier est de 2,0 mm, la largeur de 1,25 mm et la hauteur de 0,8 mm. Le composant comprend deux bornes anode/cathode pour la connexion électrique. Des dessins dimensionnels détaillés, incluant l'espacement des pastilles, la taille des bornes et la géométrie de la lentille, sont fournis dans la fiche technique pour guider la conception du motif de pastilles sur le PCB afin d'obtenir une soudure et une stabilité mécanique optimales.

5.2 Identification de la polarité

Une polarité correcte est cruciale pour le fonctionnement de la LED. Le dessin du boîtier dans la fiche technique indique clairement les bornes anode et cathode. Typiquement, une borne peut être marquée ou avoir une forme différente (par exemple, une encoche ou un coin chanfreiné) pour faciliter l'identification visuelle lors de l'assemblage ou de l'inspection manuelle. Les concepteurs doivent s'assurer que l'empreinte sur le PCB reflète cette polarité pour éviter un placement incorrect.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion (Reflow)

La LED est compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge et à la vapeur. Pour le soudage sans plomb, un profil de température spécifique doit être suivi :

• Préchauffage :Montée de la température ambiante à 150-200°C sur 60-120 secondes.
• Maintien/Refusion :Maintenir au-dessus de 217°C (température de liquidus) pendant 60-150 secondes. La température de pic 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 ne doit pas dépasser 6°C par seconde.

Il est fortement recommandé de ne pas effectuer le soudage par refusion plus de deux fois pour éviter les dommages par contrainte thermique au boîtier de la LED et aux fils de liaison internes.

6.2 Soudage manuel

Si le soudage manuel est inévitable, 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 chaque borne ne doit pas dépasser 3 secondes. La puissance du fer à souder doit être de 25W ou moins. Un intervalle minimum de 2 secondes doit être respecté entre le soudage de chaque borne. L'utilisation d'un fer à souder double pointe pour la réparation est suggérée pour minimiser la contrainte thermique, mais la réparation après un soudage initial est généralement déconseillée.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont emballées dans des sacs barrières résistants à l'humidité avec un dessicant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les composants ne soient prêts à être utilisés. Après ouverture :

• Les LED non utilisées doivent être stockées à 30°C ou moins et à une humidité relative (HR) de 60% ou moins.
• La "durée de vie en atelier" après ouverture du sac est de 168 heures (7 jours).
• Si elles ne sont pas utilisées dans ce délai, les LED restantes doivent être remises en sac avec du dessicant.
• Si l'indicateur de dessicant a changé de couleur ou si le temps d'exposition est dépassé, un traitement de séchage à 60°C ±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni sur une bande porteuse de style "ammo pack" standard d'une largeur de 8 mm, enroulée sur une bobine de 7 pouces (178 mm) de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les dimensions détaillées de la bobine, des alvéoles de la bande porteuse et de la bande de couverture sont fournies pour assurer la compatibilité avec les chargeurs automatiques.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette d'emballage contient plusieurs codes clés pour la traçabilité et la spécification :

• CPN :Numéro de produit client (attribué par l'acheteur).
• P/N :Numéro de produit du fabricant (17-215/G6C-FN2P2B/3T).
• QTY :Quantité emballée (ex. : 3000).
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : N2, P1, P2).
• HUE :Coordonnées chromatiques & Classe de longueur d'onde dominante (ex. : CC2, CC3, CC4).
• REF :Classe de tension directe (ex. : 0, 1, 2).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

La couleur Jaune Vert Brillant et la taille compacte rendent cette LED adaptée à diverses fonctions d'indication et de rétroéclairage :

• Intérieur automobile :Rétroéclairage des instruments de tableau de bord, des interrupteurs et des panneaux de commande.
• Télécommunications :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et autres appareils de communication.
• Électronique grand public :Rétroéclairage plat pour petits écrans LCD, éclairage d'interrupteurs et indicateurs symboliques.
• Indication générale :Indicateurs d'état d'alimentation, de sélection de mode et d'alerte dans une large gamme d'équipements électroniques.

8.2 Considérations de conception critiques

La limitation de courant est obligatoire :Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. Sa valeur est calculée en fonction de la tension d'alimentation (V_supply), de la tension directe de la LED (V_Fde sa classe), et du courant direct souhaité (I_F, typiquement 20 mA ou moins). La formule est : R = (V_supply- V_F) / I_F. Sans cette résistance, même une légère augmentation de la tension d'alimentation peut provoquer une augmentation importante et destructrice du courant.

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre adéquate sur le PCB autour des pastilles de la LED peut aider à dissiper la chaleur, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'un fonctionnement au courant continu maximal. Cela aide à maintenir le flux lumineux et la longévité.

Restrictions d'application :Cette LED de qualité commerciale standard n'est pas spécifiquement conçue ou qualifiée pour des applications à haute fiabilité où une défaillance pourrait entraîner des risques pour la sécurité. Cela inclut, sans s'y limiter, les systèmes militaires/aérospatiaux, les systèmes automobiles critiques pour la sécurité (ex. : feux stop, indicateurs d'airbag) et les équipements médicaux de maintien des fonctions vitales. Pour de telles applications, des composants avec les qualifications et données de fiabilité appropriées doivent être recherchés.

9. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation de la LED 17-215 sont la combinaison d'un matériau de puce AIGaInP spécifique produisant une couleur Jaune Vert Brillant, son empreinte très compacte 2012 (2,0x1,25mm), et sa conformité aux normes environnementales modernes (sans plomb, sans halogène, RoHS, REACH). Comparée aux anciennes LED traversantes ou aux LED CMS plus grandes, elle permet une miniaturisation significative. Comparée à d'autres LED jaune-vert, la technologie AIGaInP offre généralement une efficacité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité des couleurs face aux variations de température et de courant que certains autres matériaux semi-conducteurs utilisés pour des couleurs similaires. Le large angle de vision de 130 degrés est également une caractéristique clé pour les applications nécessitant un éclairage large et uniforme plutôt qu'un faisceau focalisé.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de pic (λp) et la longueur d'onde dominante (λd) ?

R1 : La longueur d'onde de pic est la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. Pour les LED avec un spectre relativement étroit, elles sont souvent proches, mais λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur dans les applications.

Q2 : Puis-je alimenter cette LED sans résistance de limitation de courant si j'utilise une source de tension constante réglée sur la tension directe de la LED ?

R2 : Non, ce n'est pas recommandé et risque d'endommager la LED. La tension directe a une tolérance et un coefficient de température négatif. Une légère variation de la tension d'alimentation ou une augmentation de la température de la LED peut provoquer une augmentation significative et incontrôlée du courant, entraînant une surchauffe et une défaillance. Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant dédié.

Q3 : Pourquoi y a-t-il une "durée de vie en atelier" stricte après ouverture du sac barrière à l'humidité ?

R3 : Les composants CMS peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, créant une pression interne qui peut provoquer la fissuration du boîtier ("effet pop-corn") ou le délaminage, entraînant une défaillance. La durée de vie en atelier et les procédures de séchage gèrent ce niveau de sensibilité à l'humidité (MSL).

Q4 : Comment interpréter les codes de classe (CAT, HUE, REF) lors de la commande ?

R4 : Vous pouvez spécifier les codes de classe exacts dont vous avez besoin en fonction des exigences de votre application en matière de luminosité (CAT), de couleur (HUE) et de tension directe (REF). Commander des classes plus étroites garantit une plus grande uniformité de l'apparence et des performances électriques de votre produit final. Si non spécifié, vous recevrez des composants des classes de production standard.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Rétroéclairage d'interrupteur de tableau de bord

Dans un tableau de bord automobile, plusieurs LED 17-215 peuvent être placées derrière des capots d'interrupteur translucides. Une broche GPIO d'un microcontrôleur, via un transistor, peut fournir l'alimentation à partir du système 12V du véhicule. Une résistance série est calculée pour chaque LED. Par exemple, avec une alimentation de 12V, une V_Fde 2,1V (Classe 1), et un I_Fcible de 20mA : R = (12V - 2,1V) / 0,02A = 495 Ohms. Une résistance standard de 510 Ohms serait appropriée, donnant un I_F≈ 19,4 mA. Le large angle de vision assure un éclairage uniforme de l'interrupteur.

Exemple 2 : Indicateur d'état sur un équipement réseau

Pour un indicateur "Lien Actif" sur un routeur, une seule LED peut être pilotée directement par un signal logique 3,3V. Avec V_F= 1,9V (Classe 0) et I_F= 15 mA pour une puissance réduite et une durée de vie plus longue : R = (3,3V - 1,9V) / 0,015A ≈ 93,3 Ohms. Une résistance de 100 Ohms serait utilisée. La couleur Jaune Vert Brillant est très visible et communément associée à l'activité réseau.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par un processus appelé électroluminescence. La LED 17-215 utilise un semi-conducteur composé AIGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, 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 (électrons et trous) se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans les matériaux AIGaInP, cette énergie est libérée principalement sous forme de photons (particules de lumière) avec une longueur d'onde correspondant à l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur. La composition spécifique des atomes d'Al, Ga, In et P est conçue pour produire une bande interdite qui résulte en une lumière jaune-verte avec une longueur d'onde de pic autour de 575 nm. La lentille en résine époxy encapsule la puce, la protège et façonne le faisceau lumineux pour obtenir l'angle de vision souhaité de 130 degrés.

13. Tendances et évolutions technologiques

La tendance générale de la technologie des LED CMS continue de progresser dans plusieurs domaines clés :Efficacité accrue :Les améliorations continues en science des matériaux et en conception de puces visent à produire plus de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie pour un flux lumineux donné.Miniaturisation :Les boîtiers continuent de rétrécir (par exemple, de 2012 à 1608, 1005 en tailles métriques) pour supporter des appareils électroniques grand public toujours plus petits.Amélioration de la restitution des couleurs et de l'uniformité :Les progrès dans la technologie des phosphores (pour les LED blanches) et les procédés de croissance épitaxiale (pour les LED colorées comme l'AIGaInP) conduisent à des classes de couleurs plus étroites et à des performances plus stables sur la durée de vie et la température.Fiabilité accrue :Les matériaux d'encapsulation et les procédés de fabrication améliorés prolongent la durée de vie des LED et améliorent la résistance aux contraintes thermiques et environnementales.Solutions intégrées :Le marché des LED avec résistances de limitation de courant intégrées, diodes de protection ou même circuits intégrés pilotes est en croissance, simplifiant la conception des circuits. Le modèle 17-215 représente un boîtier et une technologie matures et largement adoptés, qui bénéficient de ces améliorations continues à l'échelle de l'industrie en termes de rendement de fabrication et de performance.