Fiche technique LED CMS 17-21/G6C-AP1Q1B/3T - Dimensions 1.6x0.8x0.6mm - Tension 1.75-2.35V - Jaune Vert Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 17-21/G6C-AP1Q1B/3T est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) conçue pour des applications miniatures et à haute densité. Elle utilise une puce en AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour produire une lumière d'un Jaune Vert Brillant. Cette LED est conditionnée dans un boîtier compact de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,6 mm, permettant des économies d'espace significatives sur les cartes de circuits imprimés (PCB) par rapport aux composants à broches traditionnels. Sa petite taille et son faible poids en font un choix idéal pour l'électronique moderne où la miniaturisation est une contrainte de conception clé.

Le dispositif est conforme aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), les règlements REACH de l'UE, et est classé comme sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Il est fourni sur bande de 8 mm montée sur bobine de 7 pouces de diamètre, le rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement. La LED convient aux processus de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Les Caractéristiques maximales absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. 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 25mA. Pour un fonctionnement en impulsion, un courant direct de crête (IFP) de 60mA est autorisé sous un rapport cyclique de 1/10 à 1kHz. La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 60mW. Le dispositif 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. Le profil de température de soudage (Tsol) est critique : pour le soudage par refusion, la température de pic ne doit pas dépasser 260°C pendant un maximum de 10 secondes ; pour le soudage manuel, la température de la panne du fer doit être de 350°C ou moins pendant un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les Caractéristiques électro-optiques sont mesurées à Ta=25°C et un courant de fonctionnement (IF) de 20mA, qui est la condition de test standard. L'intensité lumineuse (Iv) a une plage typique de 45,0 mcd à 90,0 mcd, avec des valeurs spécifiques déterminées par le code de tri (voir Section 3). L'angle de vision (2θ1/2) est typiquement de 140 degrés, offrant un faisceau large. La longueur d'onde de pic (λp) est centrée autour de 575 nm. La longueur d'onde dominante (λd), qui définit la couleur perçue, varie de 569,5 nm à 577,5 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 20 nm. La tension directe (VF) varie de 1,75V à 2,35V, également soumise au tri. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Il est crucial de noter que le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; la spécification VR est uniquement à des fins de test IR.

3. Explication du système de tri

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

3.1 Tri par intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est triée en trois codes principaux à IF=20mA : P1 (45,0-57,0 mcd), P2 (57,0-72,0 mcd), et Q1 (72,0-90,0 mcd). Le suffixe \"Q1\" dans la référence 17-21/G6C-AP1Q1B/3T indique qu'elle appartient à la catégorie de luminosité la plus élevée, Q1.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde dominante, qui détermine la teinte précise du jaune-vert, est triée en quatre codes : C16 (569,5-571,5 nm), C17 (571,5-573,5 nm), C18 (573,5-575,5 nm), et C19 (575,5-577,5 nm). Le suffixe \"C\" dans la référence correspond à cette coordonnée chromatique et à ce rang de longueur d'onde.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est triée pour faciliter la conception des circuits, notamment pour le calcul de la résistance de limitation de courant. Les catégories sont : 0 (1,75-1,95 V), 1 (1,95-2,15 V), et 2 (2,15-2,35 V). Le suffixe \"B\" dans la référence indique le rang de tension directe.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques ne soient pas détaillées dans le texte fourni, les courbes de performance typiques pour de telles LED incluraient la relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF), montrant la nature exponentielle de la diode. La relation entre l'intensité lumineuse et le courant direct est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement. La dépendance de l'intensité lumineuse à la température montre typiquement une diminution de la sortie lorsque la température de jonction augmente. La courbe de distribution spectrale montrerait un pic unique centré autour de 575 nm avec la largeur de bande spécifiée de 20 nm, confirmant la sortie monochromatique jaune-vert.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier CMS standard 17-21. Les dimensions clés sont : une longueur de 1,6 mm, une largeur de 0,8 mm et une hauteur de 0,6 mm. Le boîtier comporte un marquage de cathode pour une identification correcte de la polarité lors de l'assemblage. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm. La taille compacte est un avantage majeur, permettant des agencements PCB à haute densité.

5.2 Identification de la polarité

Une polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement. Le boîtier inclut un marquage de cathode distinct. L'installation de la LED en polarisation inverse peut entraîner une défaillance immédiate en raison de la faible tension inverse maximale admissible (5V).

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

La LED est compatible avec le soudage par refusion sans plomb (Pb-free). Le profil de température recommandé est critique : le préchauffage doit se situer entre 150°C et 200°C pendant 60 à 120 secondes. Le temps au-dessus de la température de liquidus de la soudure (217°C) doit être de 60 à 150 secondes. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps à ou au-dessus de 255°C doit être limité à un maximum de 30 secondes. La vitesse de chauffage maximale doit être de 6°C/sec, et la vitesse de refroidissement maximale de 3°C/sec. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même dispositif.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température de la panne 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 laissé entre le soudage de chaque borne pour permettre la dissipation thermique et éviter les dommages dus à la chaleur.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans des sacs barrières résistants à l'humidité avec dessiccant. 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 60% d'humidité relative (HR) ou moins. La \"durée de vie au sol\" après ouverture est de 168 heures (7 jours). Si ce délai est dépassé ou si l'indicateur de dessiccant a changé de couleur, les LED doivent être séchées (baked) à 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet \"popcorn\" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

Le dispositif est fourni dans un conditionnement résistant à l'humidité. Il est chargé dans une bande porteuse de 8 mm de large, qui est ensuite enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Les étiquettes de conditionnement incluent des informations critiques : Numéro de produit client (CPN), Numéro de produit (P/N), Quantité par emballage (QTY), Rang d'intensité lumineuse (CAT), Rang de chromaticité/longueur d'onde (HUE), Rang de tension directe (REF) et Numéro de lot (LOT No).

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 applications d'indication et de rétroéclairage. Les utilisations courantes incluent : le rétroéclairage des tableaux de bord et des interrupteurs à membrane, les indicateurs d'état et le rétroéclairage de clavier dans les appareils de télécommunication (téléphones, télécopieurs), le rétroéclairage plat pour petits écrans LCD et symboles, et les applications d'indicateur à usage général dans l'électronique grand public et industrielle.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. La LED est un dispositif piloté en courant, et même une petite augmentation de la tension directe peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant. La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation, de la catégorie de tension directe de la LED (Vf) et du courant de fonctionnement souhaité (par exemple, 20mA).

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une surface de cuivre PCB adéquate autour des plots thermiques (le cas échéant) ou des pistes connectées à l'anode et à la cathode peut aider à dissiper la chaleur et à maintenir les performances et la longévité de la LED, en particulier dans des environnements à température ambiante élevée.

Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que la LED ait une tenue ESD HBM de 2000V, les précautions standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage et la manipulation.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le principal avantage de cette LED 17-21 est son empreinte extrêmement petite (1,6x0,8mm), nettement inférieure à celle des LED traversantes traditionnelles de 3mm ou 5mm, permettant la miniaturisation. L'utilisation de la technologie AlGaInP offre un rendement élevé et une couleur jaune-vert saturée par rapport aux technologies plus anciennes. Le large angle de vision de 140 degrés offre une bonne visibilité hors axe. Sa conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, sans halogène) la rend adaptée aux marchés mondiaux aux réglementations strictes.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q : Quel est l'objectif des codes de tri (P1, C17, B, etc.) ?

R : Le tri garantit l'uniformité. Les concepteurs peuvent spécifier un code de tri pour garantir que les LED de leur série de production ont une luminosité (P1/Q1), une couleur (C16-C19) et une tension directe (0-2) presque identiques, conduisant à un aspect et des performances uniformes dans le produit final.

Q : Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

R : Non. Piloter une LED directement depuis une source de tension est une cause fréquente de défaillance immédiate. La tension directe a une tolérance, et un léger surtension provoque un surintensité, grillant la LED. Une résistance en série est toujours requise.

Q : La fiche technique indique un courant max de 25mA mais une condition de test à 20mA. Laquelle dois-je utiliser ?

R : Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est de pratique standard de déclasser les composants. Fonctionner à 20mA offre une marge de sécurité en dessous du maximum absolu de 25mA, améliorant la durée de vie et la fiabilité. 20mA est le courant de fonctionnement recommandé.

Q : Pourquoi le processus de stockage et de séchage (baking) est-il si important ?

R : Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'air. Pendant la chaleur élevée du soudage par refusion, cette humidité peut se transformer rapidement en vapeur, provoquant un délaminage interne ou des fissures (effet \"popcorn\"). Le processus de séchage élimine cette humidité de manière sûre.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Indicateur de tableau de bord :Dans un tableau de bord automobile, plusieurs LED 17-21 peuvent être placées derrière des icônes translucides (par exemple, témoin moteur, niveau de carburant bas). L'utilisation de LED provenant des mêmes catégories d'intensité lumineuse (Q1) et de longueur d'onde dominante (par exemple, C18) garantit que toutes les icônes s'allument avec une luminosité égale et une couleur identique, offrant un aspect professionnel et uniforme. Un circuit simple avec une alimentation 12V, une résistance de limitation de courant calculée pour ~18mA (pour tenir compte des variations de tension du véhicule) et un transistor de commande piloté par l'ECU du véhicule serait typique.

Exemple 2 : Rétroéclairage d'appareil portable :Pour le rétroéclairage d'un clavier sur un appareil portatif, le faible profil (0,6mm de hauteur) de la LED 17-21 est crucial. Elle peut être placée directement sous un clavier en caoutchouc mince ou un guide de lumière. L'alimentation proviendrait d'une batterie basse tension (par exemple, 3,3V). La catégorie de tension directe (par exemple, Bin 1 : 1,95-2,15V) doit être utilisée pour calculer avec précision la valeur de la résistance série afin de maintenir une luminosité constante lors de la décharge de la batterie.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est un dispositif photonique à semi-conducteur. Le cœur est une puce constituée de couches d'AlGaInP déposées sur un substrat. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode (environ 1,8-2,0V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la puce. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le Jaune Vert Brillant à environ 575 nm. La lentille en résine époxy entourant la puce est \"transparente comme de l'eau\" pour maximiser l'extraction de la lumière et façonner le faisceau selon l'angle de vision de 140 degrés.

13. Tendances et contexte technologiques

Le boîtier 17-21 représente une étape dans la tendance continue de la miniaturisation des composants électroniques. Alors que les produits finaux comme les smartphones, les wearables et les appareils IoT rétrécissent, la demande pour des LED plus petites et plus plates augmente. Le passage à l'AlGaInP par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP offre un rendement plus élevé, ce qui signifie une lumière plus vive pour le même courant, ou la même luminosité avec une consommation d'énergie réduite - un facteur critique pour les appareils alimentés par batterie. De plus, la transition à l'échelle de l'industrie vers le soudage sans plomb et les matériaux sans halogène, comme le montre ce composant, est motivée par les réglementations environnementales mondiales et la demande des consommateurs pour une électronique plus \"verte\". Les tendances futures pourraient pousser vers des boîtiers encore plus petits, une efficacité accrue et des solutions intégrées combinant le circuit de pilotage de la LED dans le boîtier.