Fiche technique LED CMS 95-21SYGC/S530-E3/TR9 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 40mW - Jaune-vert brillant - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La 95-21SYGC/S530-E3/TR9 est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les applications électroniques modernes nécessitant une taille compacte, une haute fiabilité et des performances efficaces. Ce composant appartient à la famille des LED miniatures qui ont révolutionné les solutions d'indication et de rétroéclairage.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'avantage principal de cette LED est son empreinte significativement réduite par rapport aux composants traditionnels à broches. Cette miniaturisation offre plusieurs avantages clés aux concepteurs et fabricants. Premièrement, elle permet des conceptions de cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites, ce qui est crucial dans la tendance actuelle vers l'électronique portable et miniaturisée. La densité de placement plus élevée réalisable avec les composants CMS signifie que plus de LED ou d'autres composants peuvent être placés dans une zone donnée, améliorant ainsi la fonctionnalité sans augmenter la taille.

Deuxièmement, le faible poids du boîtier CMS le rend idéal pour les applications où la masse est un critère important, comme dans les appareils portables, les wearables et l'équipement aérospatial. L'utilisation d'un conditionnement en bande et bobine compatible avec l'automatisation (bande de 12mm sur une bobine de 7 pouces de diamètre) assure un placement rapide et précis à l'aide de machines standard pick-and-place, réduisant le temps et le coût d'assemblage tout en améliorant la cohérence. Le produit est positionné comme une source d'indication et de rétroéclairage polyvalente pour une large gamme d'équipements grand public, de bureau et de communication.

1.2 Conformité et spécifications environnementales

Cette LED est fabriquée en priorisant la conformité environnementale et réglementaire. C'est un produit sans plomb (Pb-free), conforme aux restrictions mondiales sur les substances dangereuses. Le produit lui-même reste dans la version conforme de la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses). Il est également conforme au règlement européen REACH (Enregistrement, Évaluation, Autorisation et Restriction des produits Chimiques). De plus, il est classé sans halogène, avec des limites strictes sur le brome (Br<900 ppm), le chlore (Cl<900 ppm), et leur total combiné (Br+Cl<1500 ppm). Ces spécifications le rendent adapté aux marchés soumis à des réglementations environnementales strictes.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit appropriée et pour garantir la fiabilité à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Tension inverse (VR) :5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (IF) :25mA. Le courant continu qui peut être appliqué en permanence.
• Courant direct de crête (IFP) :60mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé, spécifié avec un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1kHz. Il est crucial pour les applications de multiplexage.
• Dissipation de puissance (Pd) :60mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper, calculée comme Tension Directe (VF) * Courant Direct (IF).
• Température de fonctionnement & de stockage :Le composant peut fonctionner de -40°C à +85°C et être stocké de -40°C à +100°C.
• Décharge électrostatique (ESD) :2000V (Modèle du corps humain). Les procédures de manipulation ESD appropriées doivent être suivies.
• Température de soudure :Pour le soudage par refusion, une température de pic de 260°C pendant un maximum de 10 secondes est spécifiée. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C pendant 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard (courant direct de 20mA, ambiance à 25°C).

• Intensité lumineuse (Iv) :400mcd (Min), 630mcd (Typ). C'est une mesure de la luminosité perçue de la source lumineuse. Une tolérance de ±11% est spécifiée.
• Angle de vision (2θ1/2) :25 degrés (Typique). Cela définit l'étalement angulaire pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête. Un angle de 25° indique un faisceau relativement focalisé, adapté aux voyants indicateurs directionnels.
• Longueur d'onde de crête (λp) :575nm. La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λd) :573nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur (jaune-vert brillant). Une tolérance de ±1nm est spécifiée.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20nm. La largeur spectrale à mi-intensité maximale, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (VF) :2.0V (Typ), 2.4V (Max) à 20mA. Ceci est critique pour la conception de la résistance de limitation de courant. La tolérance est de ±0.1V.
• Courant inverse (IR) :10μA (Max) à VR=5V.

2.3 Sélection du composant et composition matérielle

La puce LED est constituée de matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce système de matériau est connu pour produire une lumière à haut rendement dans les régions jaune, orange et rouge du spectre. La couleur émise est le jaune-vert brillant, et la résine encapsulant la puce est transparente, ce qui maximise le flux lumineux et préserve les caractéristiques de couleur de la puce.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques électro-optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, leurs implications générales sont analysées ci-dessous sur la base du comportement standard des LED et des paramètres fournis.

3.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

3.2 Intensité lumineuse vs Courant direct (Courbe L-I)

Le flux lumineux (intensité lumineuse) est généralement proportionnel au courant direct dans la plage de fonctionnement normale (jusqu'au courant nominal de 25mA). Cependant, le rendement peut chuter à des courants très élevés en raison des effets thermiques. Fonctionner au courant typique de 20mA garantit des performances et une longévité optimales.

3.3 Dépendance à la température

Les performances des LED sont sensibles à la température. Typiquement, la tension directe (VF) diminue avec l'augmentation de la température de jonction (coefficient de température négatif). Inversement, l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante peuvent se décaler. La plage de température de fonctionnement spécifiée de -40°C à +85°C indique que le composant est conçu pour fonctionner dans une large gamme environnementale, mais les concepteurs doivent tenir compte des variations potentielles de luminosité et de couleur dans des conditions extrêmes.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à une empreinte de boîtier CMS standard de l'industrie. Les dimensions clés (avec une tolérance générale de ±0.1mm sauf indication contraire) définissent sa taille et la disposition des pastilles de soudure. Le boîtier est conçu pour un montage en surface fiable et une bonne formation des joints de soudure.

4.2 Identification de la polarité

Une polarité correcte est essentielle pour le fonctionnement. La fiche technique inclut un diagramme montrant les bornes cathode et anode. Typiquement, la cathode peut être marquée par une encoche, un marquage vert ou une forme de pastille différente sur la bande. Les concepteurs doivent consulter le diagramme du boîtier pour orienter correctement le composant sur l'empreinte PCB.

5. Consignes de soudage et d'assemblage

Le respect de ces consignes est critique pour le rendement d'assemblage et la fiabilité à long terme.

5.1 Exigence de limitation de courant

C'est la règle de conception la plus critique :

Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. La LED est un dispositif piloté en courant. Une légère augmentation de la tension d'alimentation au-dessus de la tension directe de la LED provoquera une augmentation importante et incontrôlée du courant, entraînant une surchauffe rapide et une défaillance (grillage). La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaitée.5.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessicant pour éviter l'absorption de l'humidité atmosphérique.

Avant ouverture :

• Stockage à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).Après ouverture :
• La "durée de vie au sol" est de 72 heures dans des conditions de ≤30°C et ≤60% HR. Si elles ne sont pas utilisées dans ce délai, les pièces inutilisées doivent être rescellées dans un emballage étanche à l'humidité avec un dessicant frais.Séchage :
• Si l'indicateur de dessicant montre une saturation ou si la durée de vie au sol est dépassée, les composants doivent être séchés à 60±5°C pendant 24 heures avant utilisation pour éliminer l'humidité et éviter l'effet "pop-corn" pendant le soudage par refusion.5.3 Profil de soudage par refusion (sans plomb)

Un profil de température spécifique est requis pour les alliages de soudure sans plomb :

Préchauffage :

• Montée de l'ambiante à 150-200°C sur 60-120 secondes (taux de montée max 3°C/sec).Maintien/Refusion :
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) : 60-150 secondes. La température de pic ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 255°C ne doit pas dépasser 30 secondes. Le composant doit être à la température de pic pendant un maximum de 10 secondes.Refroidissement :
• Taux de refroidissement maximal de 6°C/sec.Important :
• Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur la même carte/composant.5.4 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est requise. Utilisez un fer à souder avec une température de pointe ≤350°C et une puissance nominale ≤25W. Le temps de contact par borne doit être ≤3 secondes. Laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne. Évitez d'appliquer une contrainte mécanique au composant pendant le chauffage. La retouche est fortement déconseillée. Si elle est absolument inévitable, utilisez un fer à souder double tête spécialisé pour chauffer simultanément les deux bornes et soulever le composant uniformément pour éviter d'endommager les pastilles de soudure ou la LED elle-même.

6. Conditionnement et informations de commande

6.1 Conditionnement standard

Les LED sont fournies sur une bande porteuse embossée scellée dans un sac étanche à l'humidité. La largeur de la bande est de 12mm, enroulée sur une bobine standard de 7 pouces (178mm) de diamètre. Chaque bobine contient 1000 pièces. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine sont fournies pour garantir la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés.

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes de conditionnement incluent plusieurs codes pour la traçabilité et le tri :

P/N :

• Numéro de produit (95-21SYGC/S530-E3/TR9).LOT No :
• Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.QTY :
• Quantité conditionnée (ex : 1000).CAT :
• Classe d'intensité lumineuse (Tri pour la luminosité).HUE :
• Classe de longueur d'onde dominante (Tri pour la couleur).REF :
• Classe de tension directe (Tri pour VF).7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

Sur la base de ses spécifications, cette LED est bien adaptée pour :

Voyants d'état :

• Indicateurs de mise sous tension, veille, mode ou charge de batterie dans l'électronique grand public.Rétroéclairage :
• Pour les panneaux LCD dans les petits appareils, les interrupteurs à membrane, les claviers et les symboles d'instruments.Équipement de bureau :
• Voyants et rétroéclairage dans les imprimantes, scanners, photocopieurs et routeurs.Appareils portables/à piles :
• Idéal en raison de sa basse tension (2.0V) et de son potentiel d'alimentation efficace, prolongeant l'autonomie des batteries dans les téléphones, télécommandes et dispositifs médicaux.Équipement audio/vidéo :
• Indicateurs d'affichage et de fonction sur les amplificateurs, récepteurs et décodeurs.Intérieur automobile :
• Rétroéclairage pour les interrupteurs et commandes du tableau de bord (pour un éclairage non critique, en notant la plage de température de fonctionnement).Télécommunications :
• Voyants sur les téléphones, télécopieurs et matériel réseau.7.2 Considérations de conception

Pilotage du courant :

• Utilisez toujours une source de courant constant ou, plus communément, une source de tension avec une résistance en série. La MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) peut être utilisée pour l'atténuation.Gestion thermique :
• Bien que la puissance soit faible (40mW à 20mA), assurez-vous que le PCB dispose d'un dégagement thermique adéquat, surtout si plusieurs LED sont regroupées ou si la température ambiante est élevée.Conception optique :
• L'angle de vision de 25° fournit un faisceau directionnel. Pour un éclairage plus large, une lentille diffuseuse ou un réflecteur peut être nécessaire dans le boîtier.Protection ESD :
• Intégrez des diodes de protection ESD sur les lignes d'entrée sensibles si la LED est accessible à l'utilisateur.8. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes technologies de LED traversantes, cette LED CMS offre des avantages supérieurs en termes de taille, de poids et d'assemblage. Dans le segment des LED CMS jaune-vert, ses principaux points de différenciation sont sa combinaison spécifique d'une intensité lumineuse relativement élevée (630mcd) à un faible courant direct (20mA), une tension directe standard de 2.0V compatible avec de nombreuses tensions de niveau logique, et sa conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, REACH, sans halogène). La technologie de puce AlGaInP offre un bon rendement et une bonne stabilité de couleur pour le spectre jaune-vert.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

9.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

En utilisant la VF typique de 2.0V et le IF souhaité de 20mA : R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohms. La valeur standard la plus proche est 150Ω. La puissance dissipée dans la résistance est (3V * 0.02A) = 0.06W, donc une résistance standard de 1/8W (0.125W) ou 1/4W est suffisante.

9.2 Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 3.3V ?

Possible, mais prudence nécessaire. La VF typique est de 2.0V, et une broche GPIO de microcontrôleur peut souvent fournir 20mA. Cependant, vous devez vérifier le courant maximal absolu par broche et le courant total du port du microcontrôleur. Il est généralement plus sûr et plus fiable d'utiliser la broche GPIO pour commander un transistor (par exemple, un petit NPN ou un MOSFET) qui pilote ensuite la LED avec le courant de la ligne d'alimentation principale.

9.3 Pourquoi la température de stockage est-elle supérieure à la température de fonctionnement ?

La température de stockage (jusqu'à 100°C) fait référence à la température ambiante non opérationnelle que le composant peut supporter sans dégradation lorsqu'aucune alimentation électrique ou chaleur induite par le courant n'est présente. La température de fonctionnement (jusqu'à 85°C) inclut la chaleur supplémentaire générée par la dissipation de puissance propre de la LED pendant l'utilisation. La température de jonction pendant le fonctionnement sera supérieure à l'ambiante, donc l'ambiante autorisée est plus basse pour maintenir la jonction dans des limites sûres.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau multi-LED d'état pour un enregistreur de données portable.

L'appareil dispose d'une batterie Li-ion 3.7V et nécessite 5 LED jaune-vert pour indiquer l'enregistrement, la mémoire pleine, la batterie faible, la connexion Bluetooth et le verrouillage GPS. En utilisant la LED 95-21SYGC, le concepteur devra :

Calculer la résistance série pour chaque LED : R = (3.7V - 2.0V) / 0.020A = 85 Ohms. Utiliser une résistance standard de 82Ω ou 100Ω, en ajustant pour la luminosité souhaitée par rapport à l'autonomie de la batterie.

1. Placer les LED sur le PCB avec la polarité correcte selon le diagramme d'empreinte.
2. Piloter chaque LED via une broche GPIO du microcontrôleur du système à travers la résistance calculée.
3. Dans le firmware, implémenter la logique pour allumer/éteindre ou faire clignoter les LED selon les besoins.
4. S'assurer que la disposition du PCB prévoit un certain espacement entre les LED pour éviter le couplage thermique et inclure un plan de masse pour la stabilité.
5. Spécifier que l'atelier d'assemblage suive le profil de soudage par refusion fourni.
6. Cette approche donne un système d'indication compact, fiable et à faible consommation adapté à l'application portable.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par un processus appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n du matériau semi-conducteur (dans ce cas, AlGaInP), les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région de jonction. Ces porteurs de charge se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur. L'AlGaInP a une bande interdite qui correspond à la lumière dans les parties jaune, orange et rouge du spectre visible. La résine époxy "transparente" encapsulant la puce protège celle-ci et agit comme une lentille, façonnant le faisceau lumineux de sortie.

12. Tendances technologiques et contexte

Le composant décrit représente une technologie mature et largement adoptée au sein de l'industrie LED au sens large. Les principales tendances en cours influençant de tels composants incluent :

Miniaturisation accrue :

• Bien que le boîtier 95-21 soit petit, des LED encore plus petites de type CSP (Chip Scale Package) émergent pour les conceptions ultra-compactes.Efficacité accrue :
• Les améliorations continues de la croissance épitaxiale et de la conception des puces conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par watt électrique), permettant des courants de pilotage plus faibles et une consommation d'énergie réduite.Fiabilité et durée de vie améliorées :
• Les améliorations des matériaux d'encapsulation et de la gestion thermique prolongent les durées de vie opérationnelles, rendant les LED adaptées à des applications plus critiques.Intégration :
• Les tendances incluent l'intégration de plusieurs puces LED (RGB) dans un seul boîtier ou la combinaison de la LED avec un circuit intégré pilote pour une conception système simplifiée.Conformité plus stricte :
• Les réglementations environnementales comme RoHS et REACH continuent d'évoluer, poussant les fabricants vers des ensembles de matériaux et des processus encore plus propres.Cette fiche technique reflète un composant fiable et standardisé qui se situe à l'intersection de ces tendances, offrant un équilibre entre performance, taille, coût et conformité pour une vaste gamme de produits électroniques.

This datasheet reflects a reliable, standardized component that sits at the intersection of these trends, offering a balance of performance, size, cost, and compliance for a vast array of electronic products.