Fiche technique LED CMS 19-217/Y5C-AP1Q2/3T - Jaune Brillant - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 25mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-217/Y5C-AP1Q2/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Ce composant utilise la technologie des semi-conducteurs AlGaInP (Phosphure d'Aluminium, de Gallium et d'Indium) pour produire une lumière jaune brillante. Son facteur de forme compact permet des réductions significatives de la taille des cartes de circuits imprimés (PCB) et des dimensions globales de l'équipement, ce qui le rend idéal pour les applications où l'espace est limité.

1.1 Avantages principaux

• Miniaturisation :Le boîtier CMS est nettement plus petit que les LED traditionnelles à broches, permettant une densité de composants plus élevée sur les PCB.
• Légèreté :La masse réduite est avantageuse pour les dispositifs électroniques portables et miniatures.
• Compatibilité :Conçu pour être compatible avec les équipements standards d'assemblage automatique par pick-and-place, rationalisant le processus de fabrication.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme aux normes RoHS, REACH de l'UE et sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Soudage :Adapté aux processus de soudage par refusion infrarouge et en phase vapeur.

1.2 Applications cibles

Cette LED convient à diverses fonctions d'indication et de rétroéclairage, notamment :

• Rétroéclairage des tableaux de bord et des commutateurs dans les commandes automobiles et industrielles.
• Indicateurs d'état et rétroéclairage des claviers dans les équipements de télécommunication (téléphones, télécopieurs).
• Rétroéclairage plat pour les affichages à cristaux liquides (LCD), les commutateurs et les symboles.
• Applications d'indication à usage général dans l'électronique grand public et industrielle.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25 mA. Le courant continu maximal pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA (Rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz). Pour le fonctionnement en impulsions uniquement.
• Dissipation de puissance (P_d) :60 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper à Ta=25°C.
• Décharge électrostatique (ESD) :Modèle du corps humain (HBM) 2000 V. Indique une sensibilité modérée aux ESD ; des procédures de manipulation appropriées sont requises.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 à +85 °C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement normal.
• Température de stockage (T_stg) :-40 à +90 °C.
• Température de soudage :Refusion : Pic à 260°C maximum pendant 10 secondes max. Soudage manuel : 350°C pendant 3 secondes max par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à un courant direct (I_F) de 20 mA et une température ambiante (T_a) de 25°C, sauf indication contraire. Ce sont les paramètres de performance clés.

• Intensité lumineuse (I_v) :45,0 à 112,0 mcd (millicandela). La luminosité perçue de la LED. La large plage est gérée par tri (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés (typique). Cet angle de vision large rend la LED adaptée aux applications nécessitant une visibilité étendue.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :591 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :585,5 à 594,5 nm. Cette longueur d'onde correspond le plus étroitement à la couleur perçue (jaune brillant).
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :15 nm (typique). La largeur du spectre émis à la moitié de l'intensité maximale (FWHM).
• Tension directe (V_F) :1,70 à 2,40 V (à I_F=20mA). La chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Une résistance de limitation de courant est obligatoire.
• Courant inverse (I_R) :10 µA max (à V_R=5V). Un faible courant de fuite en polarisation inverse. Le dispositif n'est pas destiné à fonctionner en inverse.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la luminosité et de la couleur dans les séries de production, les LED sont triées en lots. Le numéro de pièce 19-217/Y5C-AP1Q2/3T indique des sélections de lots spécifiques.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les lots sont définis par des valeurs minimales et maximales d'intensité lumineuse mesurées à I_F=20mA. La tolérance est de ±11%.

• P1 :45,0 – 57,0 mcd
• P2 :57,0 – 72,0 mcd
• Q1 :72,0 – 90,0 mcd
• Q2 :90,0 – 112,0 mcd (Ce lot est spécifié dans le numéro de pièce)

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les lots assurent la cohérence de la couleur. La tolérance est de ±1 nm.

• D3 :585,5 – 588,5 nm
• D4 :588,5 – 591,5 nm
• D5 :591,5 – 594,5 nm

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes électro-optiques typiques pour une telle LED incluraient :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La tension de seuil est d'environ 1,8-2,0V pour les LED jaunes AlGaInP.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :L'intensité augmente généralement linéairement avec le courant jusqu'à un certain point, après quoi l'efficacité peut diminuer en raison de l'échauffement.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :La sortie diminue généralement lorsque la température augmente. Le facteur de déclassement est crucial pour les applications à haute température.
• Distribution spectrale :Une courbe en forme de cloche centrée autour de la longueur d'onde de crête (591 nm) avec une FWHM typique de 15 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier CMS standard. Les dimensions clés (tolérance ±0,1 mm sauf indication) incluent :

• Empreinte du boîtier adaptée à un placement haute densité.
• Corps en résine transparente pour une extraction de lumière optimale.
• Les bornes anode et cathode sont clairement désignées pour une disposition correcte sur le PCB.

5.2 Identification de la polarité

La polarité correcte est essentielle. Le boîtier inclut un marquage (tel qu'une encoche, un point ou un coin coupé) pour identifier la borne cathode. La conception de l'empreinte sur le PCB doit refléter cette orientation.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion (sans plomb)

Un processus critique pour un assemblage fiable :

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes pour minimiser le choc thermique.
• Temps au-dessus du liquidus (TAL) :>217°C pendant 60–150 secondes.
• Température de pic :260°C maximum, maintenue pendant 10 secondes maximum.
• Taux de chauffage :Maximum 6°C/seconde jusqu'à 255°C.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.
• Limite de refusion :L'assemblage ne doit pas subir de soudage par refusion plus de deux fois.

6.2 Soudage manuel

Si nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température de pointe <350°C, appliquée pendant <3 secondes par borne. Utilisez un fer basse puissance (<25W) et laissez un intervalle de refroidissement de >2 secondes entre les bornes. Évitez les contraintes mécaniques sur le boîtier pendant le soudage.

6.3 Stockage et sensibilité à l'humidité

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

• Avant utilisation :Ne pas ouvrir le sac étanche à l'humidité avant d'être prêt pour l'assemblage.
• Après ouverture :Utiliser dans les 168 heures (7 jours). Stocker les pièces non utilisées à ≤30°C et ≤60% HR.
• Rebaking :Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessiccant est saturé, cuire à 60 ± 5°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Emballage standard

Les LED sont fournies en bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces de diamètre, compatibles avec les équipements automatisés. Chaque bobine contient 3000 pièces.

7.2 Explication de l'étiquette

Les étiquettes des bobines contiennent des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte :

• P/N :Numéro de produit (ex. : 19-217/Y5C-AP1Q2/3T).
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : Q2).
• HUE :Coordonnées de chromaticité & Classe de longueur d'onde dominante.
• REF :Classe de tension directe.
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour le suivi qualité.

8. Considérations de conception d'application

8.1 La limitation de courant est obligatoire

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Une résistance en série doit toujours être utilisée pour limiter le courant direct à la valeur souhaitée (ex. : 20 mA). La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Sans cette résistance, une faible augmentation de la tension d'alimentation peut provoquer une augmentation importante et destructrice du courant.

8.2 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible, maintenir la température de jonction dans les limites est vital pour la longévité et la stabilité de la sortie lumineuse. Assurez une surface de cuivre sur le PCB ou des vias thermiques adéquats si vous fonctionnez à des températures ambiantes élevées ou près du courant maximal.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés fournit une émission large. Pour les applications nécessitant une lumière focalisée, des optiques secondaires (lentilles, guides de lumière) peuvent être nécessaires. La résine transparente comme l'eau minimise l'absorption de la lumière à l'intérieur du boîtier.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux anciennes LED traversantes ou autres boîtiers CMS :

• Avantage de taille :Le boîtier 19-217 offre une empreinte très petite, permettant des conceptions plus compactes que les LED CMS plus grandes (ex. : 3528, 5050) ou les composants traversants.
• Technologie des matériaux :L'utilisation du matériau semi-conducteur AlGaInP offre une haute efficacité et une excellente pureté de couleur dans le spectre jaune/orange/rouge par rapport aux technologies plus anciennes.
• Compatibilité des processus :Sa pleine compatibilité avec les lignes d'assemblage SMT standards offre un avantage significatif en termes de coût de fabrication et de fiabilité par rapport à l'insertion manuelle de composants traversants.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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

En utilisant la V_Ftypique de 2,0V et une I_Fcible de 20 mA : R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Une résistance standard de 150 Ω serait appropriée. Calculez toujours en fonction de la V_Fmaximale de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas les limites dans les pires conditions.

10.2 Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant si j'utilise une source de courant constant ?

Oui, un pilote à courant constant réglé à 20 mA est une excellente alternative à une résistance et offre des performances plus stables face aux variations de tension et de température. La résistance est simplement la méthode la plus courante et la plus économique.

10.3 Pourquoi le temps de stockage après ouverture du sac est-il limité à 7 jours ?

Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn", ce qui endommage le dispositif. La durée de vie de 7 jours est une précaution standard pour les dispositifs sensibles à l'humidité à ce niveau de sensibilité.

10.4 Que signifie le "Q2/3T" dans le numéro de pièce ?

C'est le code de lot. "Q2" spécifie le lot d'intensité lumineuse (90-112 mcd). Le "3T" fait probablement référence à un lot spécifique de tension directe ou à une autre classification interne. Les concepteurs doivent spécifier le numéro de pièce complet pour s'assurer de recevoir des composants avec les caractéristiques de luminosité et de couleur souhaitées.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

11.1 Groupe d'éclairage de tableau de bord

Dans un tableau de bord automobile, plusieurs LED 19-217 peuvent être utilisées pour rétroéclairer les jauges et les symboles d'avertissement. Leur petite taille permet de les placer directement derrière les masques d'icônes sur un PCB mince. Le large angle de vision assure un éclairage uniforme des symboles depuis diverses positions du conducteur. Un signal PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion) du module de contrôle de carrosserie du véhicule peut être utilisé pour atténuer les LED pour la conduite de nuit.

11.2 Indicateur d'état d'appareil grand public

Pour une machine à café ou un routeur, une seule LED 19-217 peut servir d'indicateur "sous tension" ou "activité réseau". La conception implique un circuit simple : la ligne 3,3V de la carte principale, une résistance de limitation de courant de 68 Ω (pour ~20mA à V_Ftypique), et la LED placée près d'un guide de lumière qui dirige la lumière vers le panneau avant. Sa faible consommation d'énergie et sa fiabilité la rendent idéale pour de telles applications toujours allumées.

12. Principe de fonctionnement

La LED 19-217 fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, les électrons de la couche AlGaInP de type n sont injectés à travers la jonction dans la couche de type p, et les trous sont injectés dans la direction opposée. Ces porteurs de charge se recombinent dans la région active près de la jonction. Dans les matériaux AlGaInP, cette recombinaison libère de l'énergie principalement sous forme de photons (lumière) avec une longueur d'onde correspondant à la largeur de bande interdite du matériau, qui est conçue pour produire une lumière jaune brillante (~591 nm). L'encapsulant en résine époxy transparente comme l'eau protège la puce semi-conductrice et agit comme une lentille pour façonner la sortie lumineuse.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED CMS comme le 19-217 suit des tendances industrielles plus larges :

• Efficacité accrue :La recherche continue sur la croissance épitaxiale et la conception des puces continue d'améliorer les lumens par watt (efficacité) des LED AlGaInP, réduisant la consommation d'énergie pour la même sortie lumineuse.
• Miniaturisation :La tendance vers des dispositifs plus petits pousse les tailles de boîtiers encore plus petites (ex. : boîtiers métriques 0402, 0201), bien que ceux-ci puissent compromettre certaines performances optiques et la gestion de la puissance.
• Amélioration de la cohérence des couleurs :Les progrès dans la fabrication des plaquettes et les algorithmes de tri permettent un contrôle plus strict de la longueur d'onde dominante et de l'intensité lumineuse, offrant aux concepteurs des résultats plus cohérents d'un lot de production à l'autre.
• Intégration :Une tendance vers l'intégration de plusieurs puces LED (RV B, ou plusieurs blancs) dans un seul boîtier, ou la combinaison de la LED avec des circuits intégrés pilotes, pour créer des sources lumineuses plus fonctionnelles et plus simples à utiliser.