Fiche technique LED CMS 17-21/G6C-FP1Q1B/3T - Dimensions 1.6x0.8x0.6mm - Tension 1.75-2.35V - Puissance 60mW - Jaune Vert Brillant - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 17-21/G6C-FP1Q1B/3T est une diode électroluminescente (LED) à montage en surface (CMS) utilisant la technologie de puce AlGaInP pour émettre une lumière Jaune Vert Brillant. Ce composant est conçu pour les applications de cartes de circuits imprimés (PCB) à haute densité où l'espace et le poids sont des contraintes critiques. Son empreinte compacte de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,6 mm permet des réductions significatives de la taille des cartes et des dimensions des équipements par rapport aux LED traditionnelles à broches.

La LED est conditionnée sur une bande de 8 mm enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre, la rendant entièrement compatible avec les équipements automatisés de placement de composants (pick-and-place). Elle est qualifiée pour les processus standards de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur. Le dispositif est de type monochrome avec une lentille en résine transparente comme de l'eau. Il est fabriqué sans plomb et conforme aux principales réglementations environnementales, notamment RoHS, REACH de l'UE, et les normes sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de cette LED est sa taille miniature, qui se traduit directement par une densité de placement plus élevée sur les PCB, une réduction des besoins en espace de stockage et, in fine, le développement d'équipements finaux plus compacts. Sa construction légère en fait également un choix idéal pour les applications électroniques portables et miniatures.

Les applications cibles sont variées, axées sur les fonctions d'indicateur et de rétroéclairage. Les marchés clés incluent l'intérieur automobile (ex. : rétroéclairage du tableau de bord et des interrupteurs), les équipements de télécommunication (ex. : indicateurs et rétroéclairage dans les téléphones et télécopieurs), et l'électronique générale nécessitant un rétroéclairage plat pour les écrans LCD, les interrupteurs et les symboles.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti.

• Tension inverse (V_R):5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F):25 mA continu. Le courant de fonctionnement continu ne doit pas dépasser cette valeur.
• Courant direct de crête (I_FP):60 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz.
• Dissipation de puissance (P_d):60 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper à une température ambiante (T_a) de 25 °C.
• Décharge électrostatique (ESD) :Niveau de 2000V selon le modèle du corps humain (HBM). Des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires.
• Température de fonctionnement (T_opr):-40 °C à +85 °C. Le dispositif est garanti de fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Température de stockage (T_stg):-40 °C à +90 °C.
• Température de soudage (T_sol):Pour le soudage par refusion, une température de crête de 260 °C pendant un maximum de 10 secondes est spécifiée. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer doit être inférieure à 350 °C pendant un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à T_a=25 °C et définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_v):S'étend de 45,0 mcd (min) à 90,0 mcd (max) à un courant direct (I_F) de 20 mA. La valeur typique se situe dans cette plage de classement.
• Angle de vision (2θ_1/2):Un angle de vision large typique de 140 degrés.
• Longueur d'onde de crête (λ_p):Typiquement 575 nm.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):S'étend de 570,0 nm (min) à 574,5 nm (max), définissant la couleur perçue comme Jaune Vert Brillant.
• Largeur spectrale (Δλ) :Typiquement 20 nm, mesurée à mi-hauteur de l'intensité de crête (FWHM).
• Tension directe (V_F):S'étend de 1,75 V (min) à 2,35 V (max) à I_F=20 mA.
• Courant inverse (I_R):Maximum de 10 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée.Note importante :Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette condition de test est uniquement pour la caractérisation du courant de fuite.

Tolérances :La fiche technique spécifie les tolérances de fabrication : Intensité lumineuse (±11 %), Longueur d'onde dominante (±1 nm), et Tension directe (±0,1 V).

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les classes sont définies par les codes P1, P2 et Q1, mesurés à I_F=20 mA.

• P1 :45,0 – 57,0 mcd
• P2 :57,0 – 72,0 mcd
• Q1 :72,0 – 90,0 mcd

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les classes sont définies par les codes CC2, CC3 et CC4, mesurés à I_F=20 mA.

• CC2 :570,00 – 571,50 nm
• CC3 :571,50 – 573,00 nm
• CC4 :573,00 – 574,50 nm

3.3 Classement par tension directe

Les classes sont définies par les codes 0, 1 et 2, mesurés à I_F=20 mA.

• 0 :1,75 – 1,95 V
• 1 :1,95 – 2,15 V
• 2 :2,15 – 2,35 V

Le numéro de pièce spécifique 17-21/G6C-FP1Q1B/3T intègre ces codes de classe, où "FP1Q1B" indique probablement des classes spécifiques d'intensité (Q1) et d'autres caractéristiques.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques électro-optiques typiques. Bien qu'elles ne soient pas affichées dans le texte fourni, ces courbes incluent généralement :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (I_F) :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement selon une relation sous-linéaire qui sature à des courants plus élevés.
• Tension directe en fonction du courant direct (Courbe I-V) :Démontre la relation exponentielle, cruciale pour concevoir les circuits de limitation de courant.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Montre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, un point clé pour la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~575 nm et la largeur de bande FWHM de ~20 nm.

Ces courbes sont essentielles pour que les concepteurs puissent prédire les performances dans des conditions non standard (courants, températures différents) et optimiser le circuit d'alimentation.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED CMS 17-21 a un boîtier rectangulaire compact. Les dimensions clés (en mm, tolérances ±0,1 mm sauf indication contraire) incluent une taille de corps d'environ 1,6 mm de longueur, 0,8 mm de largeur et 0,6 mm de hauteur. La fiche technique inclut un dessin coté détaillé montrant la disposition des pastilles, le contour du composant et l'emplacement de la marque d'identification de la cathode.

5.2 Identification de la polarité

Une marque de cathode claire est indiquée sur le dessin du boîtier. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage pour éviter une connexion en polarisation inverse, qui pourrait endommager la LED.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage :150 °C à 200 °C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217 °C) :60-150 secondes.
• Température de crête :Maximum de 260 °C.
• Temps à ±5 °C de la crête :Maximum 10 secondes.
• Taux de montée en température :Maximum 6 °C/seconde.
• Temps au-dessus de 255 °C :Maximum 30 secondes.
• Taux de refroidissement :Maximum 3 °C/seconde.

Notes critiques :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Aucune contrainte mécanique ne doit être appliquée à la LED pendant le chauffage. La carte de circuit ne doit pas être déformée après le soudage.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température de pointe inférieure à 350 °C et une capacité inférieure à 25W. Le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Laissez un intervalle de plus de 2 secondes entre le soudage de chaque borne. Le soudage manuel présente un risque plus élevé de dommage thermique.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Le produit est conditionné dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant.

• Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'utilisation.
• Après ouverture, les LED non utilisées doivent être stockées à ≤ 30 °C et ≤ 60 % d'humidité relative.
• La "durée de vie au sol" après ouverture du sac est de 168 heures (7 jours).
• Si le temps d'exposition est dépassé ou si l'indicateur de dessiccant a changé de couleur, un séchage à 60 ± 5 °C pendant 24 heures est requis avant la refusion.

6.4 Réparation

La réparation après soudage est fortement déconseillée. Si elle est absolument inévitable, un fer à souder à deux têtes doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes thermiques. L'impact sur les caractéristiques de la LED doit être vérifié au préalable.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bobine et de la bande

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces. Des dessins cotés détaillés pour les alvéoles de la bande porteuse et la bobine sont fournis, assurant la compatibilité avec les chargeurs automatiques.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs champs clés : Numéro de produit client (CPN), Numéro de produit fabricant (P/N), Quantité emballée (QTY), Classe d'intensité lumineuse (CAT), Classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (HUE), Classe de tension directe (REF) et Numéro de lot (LOT No).

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 La limitation de courant est obligatoire

Les LED sont des dispositifs à commande par courant.Une résistance de limitation de courant en série (ou un pilote à courant constant) est absolument nécessaire.La tension directe a un coefficient de température négatif et une tolérance de fabrication. Une légère augmentation de la tension d'alimentation sans régulation de courant peut entraîner une forte augmentation, potentiellement destructrice, du courant direct.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (max 60 mW) et la dégradation de l'intensité lumineuse avec la température doivent être prises en compte dans les applications à haute température ambiante ou à courant élevé. Une surface de cuivre adéquate sur le PCB pour les pastilles de la LED peut servir de dissipateur thermique.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Bien que classée pour 2000V HBM, la mise en place de diodes de protection ESD sur les lignes de signal sensibles connectées à l'anode/cathode de la LED est une bonne pratique, en particulier dans les équipements portables ou fréquemment interfacés.

9. Comparaison et différenciation technique

Le boîtier 17-21 offre une empreinte significativement plus petite que les LED rondes traditionnelles de 3 mm ou 5 mm (ex. : 1,6x0,8 mm contre 5 mm de diamètre). Comparé à d'autres LED CMS comme les tailles 0402 ou 0603, le 17-21 peut offrir une luminosité plus élevée grâce à une taille de puce potentiellement plus grande dans son boîtier. L'utilisation de la technologie AlGaInP offre une haute efficacité dans la région spectrale jaune-verte par rapport aux technologies plus anciennes. Sa conformité aux réglementations sans halogène et REACH le rend adapté aux conceptions soucieuses de l'environnement requises dans l'électronique moderne.

10. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour une alimentation de 5 V ?

R : En utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F. Pour une V_Ftypique de 2,0 V à 20 mA : R = (5 - 2,0) / 0,02 = 150 Ω. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la classe (2,35 V) pour calculer la valeur minimale de la résistance afin de garantir que le courant ne dépasse pas 20 mA : R_min= (5 - 2,35) / 0,02 = 132,5 Ω (utilisez une valeur standard de 150 Ω ou 180 Ω).

Q : Puis-je l'alimenter avec une tension de 3,3 V ?

R : Oui, car la V_Ftypique (1,75-2,35 V) est inférieure à 3,3 V. Le calcul de la résistance serait : R = (3,3 - V_F) / I_F.

.

Q : Pourquoi l'angle de vision est-il si large (140°) ?

R : Le dôme en résine transparente agit comme une lentille. Le placement de la puce et la forme du dôme sont conçus pour fournir un motif d'émission large, de type lambertien, idéal pour les applications d'indicateur où la visibilité sous de grands angles est nécessaire.

Q : Que signifie "Jaune Vert Brillant" en termes de chromaticité ?

R : C'est un nom descriptif pour la couleur définie par la plage de longueur d'onde dominante de 570-574,5 nm. Elle se situe entre le vert pur (~555 nm) et le jaune pur (~585 nm).

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un équipement réseau._FLe panneau nécessite 10 LED d'état indépendantes (Alimentation, Lien, Activité, etc.) dans un espace très confiné sur le PCB avant. L'utilisation de LED rondes de 5 mm serait impossible. La LED CMS 17-21 est sélectionnée. Le concepteur crée une empreinte selon le dessin du boîtier de la fiche technique. Une ligne de 5 V est disponible sur la carte. Les broches GPIO du microcontrôleur peuvent fournir 20 mA. Le concepteur calcule une résistance de limitation de courant de 150 Ω pour chaque LED (basée sur le pire cas de V

). Les LED sont placées avec un pas de 0,1 pouce (2,54 mm), permettant aux 10 de tenir dans une rangée de seulement 25,4 mm de long. Le large angle de vision de 140° garantit que les indicateurs sont visibles même lorsque l'on regarde le panneau de côté. Le conditionnement en bande et bobine compatible avec le pick-and-place permet un assemblage entièrement automatisé, réduisant les coûts et le temps de fabrication.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) cultivé sur un substrat. Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Le rapport spécifique d'aluminium, de gallium et d'indium dans le réseau cristallin détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Pour cette LED Jaune Vert Brillant, la composition est ajustée pour produire des photons avec une longueur d'onde centrée autour de 575 nm. L'encapsulant en résine époxy transparente protège la puce semi-conductrice, agit comme une lentille pour façonner le faisceau lumineux et assure la stabilité mécanique.

13. Tendances technologiques