Fiche technique LED CMS 17-21/G6C-FN1P2B/3T - Dimensions 1,6x0,8x0,6mm - Tension 1,75-2,35V - Couleur Jaune-Vert Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 17-21/G6C-FN1P2B/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Son empreinte compacte la rend idéale pour les applications où l'espace sur la carte est limité. Le composant est fabriqué à partir de matériau semi-conducteur AlGaInP, produisant une lumière jaune-vert brillante. Cette LED est conditionnée sur bande de 8mm et fournie sur bobine de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec l'équipement standard de placement automatique et de soudage par refusion utilisé dans la production de grande série.

Les principaux avantages de ce composant incluent sa petite taille, qui permet de réduire les dimensions des équipements et d'augmenter la densité d'intégration sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Sa construction légère favorise également son utilisation dans les dispositifs électroniques miniatures et portables. Le produit est conforme aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH et les exigences sans halogène, le rendant adapté aux marchés mondiaux.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le composant est conçu pour fonctionner de manière fiable dans les limites spécifiées. Les dépasser peut causer des dommages permanents. La tension inverse maximale (VR) est de 5V. Le courant direct continu (IF) ne doit pas dépasser 25mA, tandis qu'un courant direct de crête (IFP) de 60mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 à 1kHz). La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 60mW. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000V selon le modèle du corps humain (HBM). Sa plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, avec une plage de stockage de -40°C à +90°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à une température de jonction standard de 25°C et un courant direct de 20mA, les performances de la LED sont caractérisées par plusieurs paramètres clés. L'intensité lumineuse (Iv) présente une plage typique définie par son système de classement. L'angle de vision (2θ1/2) est typiquement de 140 degrés, offrant un large champ d'éclairage. La longueur d'onde de crête (λp) est centrée autour de 575nm, tandis que la longueur d'onde dominante (λd) varie de 570,0nm à 574,5nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est typiquement de 20nm. La tension directe (VF) varie de 1,75V à 2,35V, et le courant inverse (IR) est au maximum de 10μA sous une polarisation inverse de 5V. Il est crucial de noter que le composant n'est pas conçu pour fonctionner sous tension inverse ; la spécification VR s'applique uniquement au test IR.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir la cohérence dans la conception des applications, les LED sont triées en classes (bins) selon trois paramètres clés : l'intensité lumineuse, la longueur d'onde dominante et la tension directe. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des critères de performance spécifiques pour leurs projets.

3.1 Classement par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en quatre classes (N1, N2, P1, P2) mesurées à IF=20mA. La plage s'étend d'un minimum de 28,5 mcd (N1 min) à un maximum de 72,0 mcd (P2 max). Une tolérance de ±11% s'applique au sein de chaque classe.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui définit la couleur perçue, est triée en trois classes (CC2, CC3, CC4). La plage va de 570,0nm à 574,5nm, avec une tolérance serrée de ±1nm pour maintenir la constance de couleur.

3.3 Classement par tension directe

La tension directe est regroupée en trois classes (0, 1, 2), allant de 1,75V à 2,35V à IF=20mA. La tolérance pour la tension directe est de ±0,1V. Sélectionner des LED de la même classe de tension peut aider à garantir une luminosité uniforme lorsque plusieurs LED sont pilotées en parallèle.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux courbes caractéristiques électro-optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, la tension directe en fonction de la température, et la distribution spectrale de puissance. Analyser ces courbes est essentiel pour comprendre le comportement de la LED dans différentes conditions de fonctionnement, comme les variations du courant de commande ou de la température ambiante, qui affectent le flux lumineux et l'efficacité.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED possède un boîtier CMS compact avec des dimensions d'environ 1,6mm de longueur, 0,8mm de largeur et 0,6mm de hauteur (tolérance ±0,1mm sauf indication contraire). Un dessin coté détaillé est fourni dans la fiche technique, incluant des recommandations de conception de pastilles (pads) pour le PCB afin d'assurer un soudage correct et une gestion thermique adéquate.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est clairement marquée sur le boîtier. Une orientation correcte de la polarité lors de l'assemblage est cruciale pour le fonctionnement du composant. La conception de l'empreinte sur le PCB doit correspondre à ce marquage pour éviter une installation inversée.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour maintenir les performances et la fiabilité de la LED.

6.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont conditionnés dans un sac résistant à l'humidité avec un dessicant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les LED ne soient prêtes à être utilisées. Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤30°C et ≤60% d'humidité relative et utilisées dans les 168 heures (7 jours). Si ce délai est dépassé ou si le dessicant indique une absorption d'humidité, un traitement de séchage (baking) à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.

6.2 Profil de soudage par refusion

La LED est compatible avec les procédés de refusion infrarouge et à vapeur de phase. Pour le soudage sans plomb, un profil de température spécifique doit être suivi : préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120 secondes, temps au-dessus de 217°C (liquidus) pendant 60-150 secondes, avec une température de pic ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes. La vitesse de montée maximale doit être de 6°C/sec, et la vitesse de descente maximale de 3°C/sec. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

6.3 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la panne du fer à souder doit être inférieure à 350°C, appliquée pendant pas plus de 3 secondes par borne. Le fer doit avoir une puissance inférieure à 25W. Un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes doit être observé entre le soudage de chaque borne. Une réparation après soudage initial n'est pas recommandée. Si elle est inévitable, un fer à souder spécial à double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes mécaniques sur la puce LED.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies dans un conditionnement résistant à l'humidité. Elles sont chargées dans une bande porteuse avec des dimensions spécifiées pour la manipulation automatisée. Chaque bobine contient 3000 pièces. L'étiquette du conditionnement inclut des informations critiques pour la traçabilité et la sélection : Numéro de produit (P/N), quantité (QTY), et les codes de classe spécifiques pour l'intensité lumineuse (CAT), la longueur d'onde dominante (HUE) et la tension directe (REF).

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée pour les applications de rétroéclairage dans les tableaux de bord et commutateurs automobiles, l'indication et le rétroéclairage dans les dispositifs de télécommunication comme les téléphones et télécopieurs, le rétroéclairage plat pour écrans LCD, et l'indication d'état à usage général.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. La caractéristique exponentielle I-V de la LED signifie qu'une faible augmentation de tension peut provoquer une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice. La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation et de la classe de tension directe de la LED.
Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, s'assurer d'une surface de cuivre adéquate sur le PCB pour les pastilles aide à dissiper la chaleur, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée ou lors d'un pilotage à des courants plus élevés.
Contraintes sur la carte :Évitez de plier ou de déformer le PCB pendant ou après le soudage, car cela peut induire des fissures de contrainte dans le boîtier de la LED.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED plus grandes à broches, cette variante CMS offre des économies d'espace significatives, une densité de placement plus élevée et une compatibilité avec les lignes d'assemblage entièrement automatisées, réduisant les coûts de fabrication. L'utilisation de la technologie AlGaInP fournit une haute efficacité et une couleur jaune-vert saturée. Sa conformité aux réglementations environnementales strictes (RoHS, REACH, Sans Halogène) en fait un choix pérenne pour les conceptions électroniques modernes ciblant les marchés mondiaux.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED sans résistance série ?
A : Non. La fiche technique avertit explicitement qu'une résistance de protection doit être utilisée. Faire fonctionner la LED directement à partir d'une source de tension entraînera un courant non contrôlé et une défaillance rapide.
Q : Que se passe-t-il si je dépasse la durée de vie de 7 jours après ouverture du sac étanche à l'humidité ?
A : Les LED peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Les souder sans séchage approprié peut provoquer un "effet pop-corn" ou un délaminage interne dû à l'expansion rapide de la vapeur pendant la refusion, conduisant à une défaillance. Suivez la procédure de séchage prescrite.
Q : Comment interpréter les codes de classe sur l'étiquette ?
A : Les codes CAT, HUE et REF correspondent respectivement aux classes d'intensité lumineuse, de longueur d'onde dominante et de tension directe détaillées dans les sections 3.1, 3.2 et 3.3. Sélectionner des classes cohérentes est essentiel pour une performance uniforme dans un réseau.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Rétroéclairage de commutateur de tableau de bord :Un concepteur a besoin de 10 indicateurs jaune-vert uniformes. Il doit spécifier des LED de la même classe d'intensité lumineuse (par ex., toutes P1) et de la même classe de longueur d'onde dominante (par ex., toutes CC3) pour garantir une luminosité et une couleur constantes. Une seule résistance de limitation de courant peut être calculée en utilisant la tension directe maximale de la classe 2 (2,35V) pour garantir un fonctionnement sûr pour toutes les unités, même si certaines ont une Vf plus basse.
Exemple 2 : Panneau d'état à haute densité :Pour un panneau avec 50 LED, l'utilisation du boîtier CMS permet un agencement très compact. Le concepteur doit s'assurer que la conception des pastilles sur le PCB correspond aux recommandations de la fiche technique pour faciliter la formation de bonnes soudures pendant la refusion. La conception des ouvertures du pochoir (stencil) doit être optimisée pour éviter les ponts de soudure entre les pastilles rapprochées.

12. Principe de fonctionnement

Cette LED est une diode semi-conductrice basée sur le matériau Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des couches AlGaInP détermine la longueur d'onde de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans le spectre jaune-vert (~575nm). La lentille en résine époxy est transparente pour maximiser l'extraction de la lumière et façonner le diagramme d'émission en un angle de vision de 140 degrés.

13. Tendances technologiques

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage continue vers la miniaturisation, l'augmentation de l'efficacité (lumens par watt) et une fiabilité accrue. Les boîtiers CMS comme le 17-21 deviennent la norme en raison de leurs avantages de fabrication. L'accent est également mis de plus en plus sur un classement précis et des tolérances plus serrées pour répondre aux exigences des applications nécessitant une uniformité élevée de couleur et de luminosité, comme les affichages couleur complets et les grappes d'éclairage automobile. De plus, la poussée vers une électronique durable sur le plan environnemental garantit que les matériaux sans halogène et conformes à RoHS restent une exigence de base pour tous les nouveaux composants.