Fiche technique LED CMS 19-223 - Boîtier 2.0x1.25x0.8mm - Tension 2.0V - Puissance 60mW - Jaune Brillant / Vert Jaune - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-223 est une LED à montage en surface compacte, conçue pour les applications à haute densité sur circuit imprimé. Elle est disponible en deux couleurs distinctes : Jaune Brillant (Y2) et Vert Jaune (G6), toutes deux utilisant la technologie de puce AlGaInP. Ce composant se caractérise par son encombrement réduit, sa construction légère et sa compatibilité avec les processus d'assemblage automatisés, ce qui en fait un choix idéal pour les dispositifs électroniques miniatures où l'espace est limité.

1.1 Avantages principaux

L'avantage principal de la LED 19-223 est sa réduction de taille significative par rapport aux LED traditionnelles à broches. Cela permet des conceptions de circuits imprimés plus petites, une densité de composants plus élevée, des besoins de stockage réduits et contribue finalement à la miniaturisation de l'équipement final. Sa nature légère renforce encore son adéquation pour les applications portables et compactes.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED est destinée aux applications nécessitant des fonctions fiables d'indication ou de rétroéclairage à faible puissance. Les domaines d'application typiques incluent le rétroéclairage des tableaux de bord et des commutateurs dans l'habitacle automobile, les indicateurs d'état et le rétroéclairage des claviers dans les dispositifs de télécommunication tels que les téléphones et les télécopieurs, le rétroéclairage plat pour les panneaux LCD et les symboles, ainsi qu'une utilisation générale comme indicateur dans divers appareils électroniques grand public et industriels.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Le composant est spécifié pour une tension inverse maximale (V_R) de 5V. Le courant direct continu (I_F) pour les deux codes couleur est de 25 mA. Un courant direct de crête (I_FP) de 60 mA est autorisé en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 60 mW. Le composant peut résister à une décharge électrostatique (ESD) de 2000V (Modèle du corps humain). La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, avec une plage de température de stockage de -40°C à +90°C.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Toutes les mesures sont spécifiées à une température ambiante (T_a) de 25°C et un courant direct (I_F) de 20 mA.

• Intensité lumineuse (I_v) :Pour le Y2 (Jaune Brillant), l'intensité lumineuse typique varie de 36,0 mcd à 72,0 mcd. Pour le G6 (Vert Jaune), la plage est de 28,5 mcd à 57,0 mcd.
• Angle de vision (2θ_1/2) :L'angle de vision typique pour les deux types est de 130 degrés.
• Longueur d'onde :Le Y2 a une longueur d'onde de crête typique (λ_p) de 591 nm et une plage de longueur d'onde dominante (λ_d) de 585,5 nm à 594,5 nm. Le G6 a une longueur d'onde de crête typique de 575 nm et une plage de longueur d'onde dominante de 567,5 nm à 575,5 nm.
• Tension directe (V_F) :La tension directe pour le Y2 et le G6 est typiquement de 2,0V, avec une plage de 1,7V à 2,4V.
• Courant inverse (I_R) :Le courant inverse maximal à V_R=5V est de 10 µA pour les deux codes.

2.3 Tolérances et notes

La fiche technique spécifie les tolérances clés : la tolérance d'intensité lumineuse est de ±11 %, la tolérance de longueur d'onde dominante est de ±1 nm, et la tolérance de tension directe est de ±0,10V. Ces tolérances sont cruciales pour la cohérence de la conception et doivent être prises en compte dans la conception du circuit et la planification du système optique.

3. Explication du système de classement (Binning)

Les LED sont triées en bins en fonction de l'intensité lumineuse et de la longueur d'onde dominante afin d'assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité au sein d'un lot de production.

3.1 Classement Y2 (Jaune Brillant)

Bins d'intensité lumineuse :N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd), P2 (57,0-72,0 mcd).

Bins de longueur d'onde dominante :D3 (585,5-588,5 nm), D4 (588,5-591,5 nm), D5 (591,5-594,5 nm).

3.2 Classement G6 (Vert Jaune)

Bins d'intensité lumineuse :N1 (28,5-36,0 mcd), N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd).

Bins de longueur d'onde dominante :C15 (567,5-569,5 nm), C16 (569,5-571,5 nm), C17 (571,5-573,5 nm), C18 (573,5-575,5 nm).

Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des caractéristiques de performance spécifiques pour les applications nécessitant une correspondance de couleur ou des niveaux de luminosité précis.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques qui donnent un aperçu du comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant direct. Elle est typiquement non linéaire, et un fonctionnement nettement au-dessus des 20mA recommandés peut entraîner une réduction de l'efficacité et un vieillissement accéléré.

4.2 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique illustre le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal permis diminue pour éviter les dommages thermiques. C'est une considération critique pour les conceptions fonctionnant dans des environnements à haute température.

4.3 Tension directe en fonction du courant direct

Cette courbe IV montre la relation entre la tension et le courant. La tension directe a un coefficient de température positif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température augmente.

4.4 Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante

Cette courbe démontre la dépendance de la sortie lumineuse à la température. L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante augmente, ce qui doit être pris en compte dans les conceptions où une luminosité constante est nécessaire sur une large plage de températures.

4.5 Distribution spectrale

Les tracés de distribution spectrale pour Y2 et G6 montrent l'intensité relative en fonction des longueurs d'onde. Le spectre Y2 est centré autour de 591 nm (jaune), tandis que le G6 est centré autour de 575 nm (vert-jaune). La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 15 nm pour Y2 et 20 nm pour G6.

4.6 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement montre la distribution angulaire de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 130 degrés. Le diagramme est typiquement Lambertien ou quasi-Lambertien pour ce type de LED.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED 19-223 possède un boîtier CMS compact. Les dimensions clés (en mm) incluent une longueur de corps de 2,0, une largeur de 1,25 et une hauteur de 0,8. L'espacement des bornes est de 1,6 mm. Toutes les tolérances sont de ±0,1 mm sauf indication contraire. Un modèle de pastille recommandé est fourni pour référence dans la conception du PCB, mais il est conseillé aux concepteurs de le modifier en fonction de leur processus d'assemblage spécifique et de leurs exigences thermiques.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement indiquée par un marquage sur le boîtier ou un coin chanfreiné. Consultez le dessin des dimensions du boîtier pour l'identification exacte de la polarité.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

Le composant est compatible avec les processus de refusion infrarouge et en phase vapeur. Pour le soudage sans plomb, le profil de température recommandé comprend une étape de préchauffage entre 150°C et 200°C pendant 60 à 120 secondes, un temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60 à 150 secondes, et une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Le taux de chauffage maximal doit être de 3°C/seconde, et le taux de refroidissement maximal de 6°C/seconde. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer à souder doit être inférieure à 350°C, et le temps de contact par borne ne doit pas dépasser 3 secondes. Un fer à souder de faible puissance (≤25W) est recommandé. Respectez un intervalle minimum de 2 secondes entre le soudage de chaque borne pour éviter les contraintes thermiques.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les LED sont conditionnées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant. Avant ouverture, elles doivent être stockées à ≤30°C et ≤90% HR. Après ouverture, la "durée de vie au sol" est de 1 an dans des conditions de ≤30°C et ≤60% HR. Les composants non utilisés doivent être refermés dans un emballage étanche à l'humidité. Si l'indicateur de dessiccant a changé de couleur ou si le temps de stockage est dépassé, un traitement de séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation pour éviter l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les composants sont fournis sur une bande porteuse de 8 mm de large enroulée sur une bobine de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 2000 pièces. Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande porteuse et de la bobine sont fournies dans la fiche technique.

7.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes : CPN (Numéro de pièce client), P/N (Numéro de produit), QTY (Quantité d'emballage), CAT (Classe/Bin d'intensité lumineuse), HUE (Coordonnées chromatiques & Classe/Bin de longueur d'onde dominante), REF (Classe de tension directe) et LOT No (Numéro de lot pour la traçabilité).

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Limitation de courant

Critique :Une résistance de limitation de courant externe doit toujours être utilisée en série avec la LED. La tension directe a une plage étroite et une légère augmentation de la tension d'alimentation peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant direct en raison de la caractéristique exponentielle I-V de la diode.

8.2 Gestion thermique

Bien que de faible puissance, une disposition appropriée du PCB peut aider à la dissipation thermique. Assurez-vous d'une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles de la LED, en particulier pour les applications à températures ambiantes élevées ou en fonctionnement continu. Respectez la courbe de déclassement du courant direct.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 130 degrés le rend adapté aux applications nécessitant un éclairage large. Pour une lumière plus directionnelle, des optiques secondaires (lentilles) peuvent être nécessaires. Tenez compte des codes de classement si une correspondance de couleur ou d'intensité entre plusieurs LED est nécessaire.

9. Comparaison et différenciation technique

Le 19-223 se différencie par sa combinaison de technologie AlGaInP (offrant une luminosité élevée et des couleurs saturées dans le spectre jaune), un encombrement très compact de 2,0x1,25mm, et la conformité aux normes environnementales modernes (RoHS, REACH, sans halogène). Comparé aux LED traversantes plus grandes, il permet des économies d'espace significatives et une compatibilité avec l'automatisation. Ses bins de longueur d'onde spécifiques pour le jaune et le vert-jaune offrent des options de couleur plus précises que les LED à bins plus larges.

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

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

A : En utilisant la loi d'Ohm (R = (V_alim - V_F) / I_F) et les valeurs typiques (V_F=2,0V, I_F=20mA), R = (5 - 2) / 0,02 = 150 Ω. Utilisez une résistance standard de 150 Ω. Calculez toujours pour la V_F minimale pour vous assurer que le courant ne dépasse pas les valeurs maximales.

Q : Puis-je piloter cette LED avec un signal PWM pour le gradation ?

A : Oui, le PWM est une méthode de gradation efficace. Assurez-vous que le courant de crête dans l'impulsion ne dépasse pas la valeur maximale absolue de 60 mA (pour les impulsions respectant la spécification du rapport cyclique). La fréquence doit être suffisamment élevée pour éviter le scintillement visible (typiquement >100 Hz).

Q : Comment la température affecte-t-elle la luminosité ?

A : L'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Reportez-vous à la courbe "Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante". Pour une luminosité constante, gérez les conditions thermiques et envisagez d'utiliser un pilote à courant constant au lieu d'une source à tension constante avec une résistance.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Rétroéclairage de commutateur de tableau de bord.Un concepteur crée un panneau de contrôle de tableau de bord avec plusieurs commutateurs éclairés. Il choisit le 19-223/Y2 pour sa couleur jaune brillant et sa petite taille, lui permettant de s'adapter derrière chaque capuchon de commutateur. Il conçoit un PCB avec une ligne commune de 12V. Pour chaque LED, il calcule une résistance série : R = (12V - 2,0V) / 0,02A = 500 Ω. Il sélectionne une résistance standard de 510 Ω. Il spécifie les bins CAT (luminosité) et HUE (longueur d'onde) auprès de son fournisseur pour garantir une couleur et une luminosité uniformes sur tous les commutateurs du panneau. Pendant l'assemblage, il suit le profil de refusion recommandé pour assurer des soudures fiables sans endommager les LED.

12. Introduction au principe technologique

La LED 19-223 est basée sur le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce système de matériau est particulièrement efficace pour produire de la lumière dans les régions rouge, orange, jaune et vert-jaune du spectre visible. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des couches AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. La lentille en résine "Water Clear" minimise l'absorption de la lumière et permet une efficacité d'extraction lumineuse élevée.

13. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage de petite surface continue vers une miniaturisation accrue, une efficacité accrue (lumens par watt) et une fiabilité plus élevée. Il existe également une forte impulsion pour une adoption plus large de matériaux respectueux de l'environnement, y compris des composés sans halogène et une recyclabilité améliorée. L'intégration de circuits de pilotage ou de fonctions de protection dans le boîtier LED lui-même est un autre domaine de développement, bien que pour des indicateurs simples comme le 19-223, l'approche par composants discrets reste rentable et flexible. La demande de cohérence de couleur précise (binning serré) augmente dans les applications où l'identité de marque ou l'expérience utilisateur dépend d'un éclairage uniforme.