Fiche technique LED SMD 23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A - Dimensions du boîtier - Tension directe 2,6-3,0V - Intensité lumineuse 57-112mcd - Blanc pur - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LED 23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A est un composant CMS (Composant Monté en Surface) conçu pour les applications électroniques modernes nécessitant des solutions d'éclairage compactes, efficaces et fiables. Ce composant représente une avancée significative par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant des réductions substantielles de la taille des cartes et de l'encombrement des équipements. Sa construction légère et son facteur de forme réduit le rendent particulièrement adapté aux applications où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

L'avantage principal de cette LED réside dans sa miniaturisation, qui contribue directement à une densité d'intégration plus élevée sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Cela permet aux concepteurs de créer des dispositifs électroniques plus compacts. De plus, les besoins réduits en espace de stockage pour les composants et les produits finis assemblés offrent des avantages logistiques et économiques. Le dispositif est de type monochrome, émettant une lumière blanche pure, et est fabriqué à partir de matériaux sans plomb, conformes à la directive RoHS et sans halogène, s'alignant ainsi sur les normes environnementales et réglementaires contemporaines, y compris REACH de l'UE.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les performances et la fiabilité de la LED sont définies par un ensemble complet de paramètres électriques, optiques et thermiques. La compréhension de ces spécifications est cruciale pour une conception de circuit appropriée et pour garantir un fonctionnement à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Tension inverse (V_R):5 V. Dépasser cette tension dans le sens inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct (I_F):10 mA (continu).
• Courant direct de crête (I_FP):100 mA, permis uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz).
• Dissipation de puissance (P_d):40 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques.
• Décharge électrostatique (ESD) :Classification Modèle du Corps Humain (HBM) de 150 V. Des procédures de manipulation ESD appropriées sont obligatoires.
• Température de fonctionnement (T_opr):-40°C à +85°C. Le composant est conçu pour des plages de températures industrielles.
• Température de stockage (T_stg):-40°C à +90°C.
• Température de soudage (T_sol):Le composant peut supporter un soudage par refusion avec une température de crête de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes, ou un soudage manuel à 350°C pendant jusqu'à 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à une température de jonction standard de 25°C, ces paramètres définissent la sortie lumineuse et le comportement électrique dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_v):S'étend de 57,0 mcd (minimum) à 112 mcd (maximum), avec une valeur typique sous un courant direct (I_F) de 5 mA. Une tolérance de ±11 % s'applique.
• Angle de vision (2θ_1/2):Une valeur typique de 140 degrés, indiquant un large angle de vision adapté aux applications d'indication et de rétroéclairage.
• Tension directe (V_F):S'étend de 2,60 V à 3,00 V à I_F= 5 mA, avec une tolérance de ±0,05V. Ce paramètre est critique pour le calcul de la résistance de limitation de courant.
• Courant inverse (I_R):Maximum de 50 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5 V est appliquée.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en "lots" (bins) en fonction de paramètres de performance clés. Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de tension pour leur application.

3.1 Tri par intensité lumineuse

La sortie lumineuse est catégorisée en trois lots distincts (P2, Q1, Q2) lorsqu'elle est alimentée à 5 mA.

• Lot P2 :57,0 mcd (Min) à 72,0 mcd (Max)
• Lot Q1 :72,0 mcd (Min) à 90,0 mcd (Max)
• Lot Q2 :90,0 mcd (Min) à 112 mcd (Max)

Sélectionner un lot de code supérieur (par exemple, Q2) garantit une LED plus brillante, ce qui peut être nécessaire pour les applications nécessitant une visibilité accrue ou un courant d'alimentation plus faible.

3.2 Tri par tension directe

La chute de tension directe est catégorisée en quatre lots (28, 29, 30, 31) à I_F= 5 mA.

• Lot 28 :2,60 V à 2,70 V
• Lot 29 :2,70 V à 2,80 V
• Lot 30 :2,80 V à 2,90 V
• Lot 31 :2,90 V à 3,00 V

Des lots de tension plus serrés sont essentiels pour les applications où une consommation d'énergie uniforme ou une régulation de courant précise sur plusieurs LED est critique.

3.3 Tri par coordonnées chromatiques

La qualité de couleur de la lumière blanche pure est contrôlée par un tri basé sur les coordonnées chromatiques CIE 1931 (x, y). La fiche technique définit quatre lots (1, 2, 3, 4), chacun spécifiant une zone quadrilatère sur le diagramme CIE avec une tolérance de ±0,01. Cela garantit une variation de couleur minimale entre les LED d'un même lot, ce qui est vital pour des applications comme le rétroéclairage où l'uniformité de couleur est importante.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que la fiche technique fasse référence à des courbes caractéristiques électro-optiques typiques, leur interprétation générale est clé pour la conception. Ces courbes illustrent généralement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse (I_vvs. I_F), la tension directe (V_Fvs. I_F), et l'effet de la température ambiante sur la sortie lumineuse. Les concepteurs utilisent ces courbes pour optimiser le courant d'alimentation pour la luminosité souhaitée et pour comprendre comment les performances se dégradent à des températures de fonctionnement plus élevées, éclairant ainsi les décisions de gestion thermique.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier CMS compact. Le dessin dimensionnel fournit les mesures critiques, y compris la longueur, la largeur, la hauteur du corps, ainsi que l'emplacement et la taille des pastilles de soudure. Le respect de la disposition de pastilles spécifiée (Land Pattern) est essentiel pour un soudage fiable et un bon alignement pendant le processus de refusion. La polarité est indiquée par le marquage ou la forme du boîtier, qui doit être correctement orienté sur le PCB.

5.2 Sensibilité à l'humidité et conditionnement

Le composant est conditionné dans un format résistant à l'humidité pour éviter les dommages dus à l'humidité ambiante, qui peut provoquer un "effet pop-corn" pendant le soudage par refusion. Le conditionnement comprend une bande porteuse sur une bobine de 7 pouces de diamètre, avec une quantité standard chargée de 2000 pièces par bobine. Les dimensions de la bobine et de la bande sont spécifiées pour garantir la compatibilité avec les équipements automatisés de placement. Les étiquettes sur l'emballage fournissent des informations vitales telles que le numéro de produit, la quantité et les codes de tri spécifiques pour l'intensité lumineuse (CAT), la chromaticité (HUE) et la tension directe (REF).

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation et un soudage appropriés sont essentiels pour maintenir l'intégrité et les performances du composant.

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de température de refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage :150–200°C pendant 60–120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) :60–150 secondes.
• Température de crête :Maximum de 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes.
• Taux de chauffage/refroidissement :Maximum de 6°C/sec en chauffage et 3°C/sec en refroidissement.

Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même composant.

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

• Stockage :Les sachets non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤90% HR. Après ouverture, la "durée de vie au sol" est de 1 an sous ≤30°C et ≤60% HR. Si ces conditions sont dépassées ou si le dessiccant indique de l'humidité, un traitement de séchage (60±5°C pendant 24 heures) est requis avant utilisation.
• Protection contre le courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. Les LED sont des dispositifs à commande de courant ; une petite augmentation de tension peut provoquer une augmentation importante et destructrice du courant.
• Soudage manuel :Si nécessaire, utilisez un fer à souder avec une température de pointe<350°C, une capacité ≤25W, et limitez le contact à 3 secondes par borne. Un fer à souder à double tête est recommandé pour tout travail de réparation afin d'éviter les contraintes thermiques.
• Protection ESD :La classification HBM de 150V indique une sensibilité modérée. Utilisez les précautions ESD standard pendant la manipulation et l'assemblage.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour les indicateurs de tableau de bord, l'éclairage de commutateurs et le rétroéclairage plat pour panneaux LCD et symboles.
• Équipement de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs.
• Utilisation générale comme indicateur :Voyants d'état, indicateurs de puissance et éclairage décoratif dans l'électronique grand public.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de commande de courant :Utilisez toujours une résistance en série pour définir le courant direct. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alim- V_F) / I_F, en considérant la pire valeur de V_Fdans la plage de tri.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une surface de cuivre PCB adéquate ou des vias thermiques si vous fonctionnez à des températures ambiantes élevées ou au courant maximum pour maintenir la température de jonction dans les limites.
• Conception optique :L'angle de vision de 140 degrés fournit une émission large. Pour une lumière focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux anciennes LED traversantes, ce type CMS offre des avantages significatifs : un encombrement drastiquement réduit, une aptitude à l'assemblage automatisé à grande vitesse et de meilleures performances thermiques grâce au montage direct sur le PCB. Dans la catégorie des LED CMS, sa combinaison spécifique d'un large angle de vision, d'un point de couleur blanc pur défini par des lots chromatiques précis et d'une construction robuste pour les processus de refusion standard en fait un choix polyvalent pour les applications d'indication et de rétroéclairage à usage général où une couleur et une luminosité uniformes sont requises.

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

9.1 Comment choisir la bonne résistance de limitation de courant ?

Utilisez la tension directe maximale (V_F(max)) du lot de tension que vous utilisez (par exemple, 3,00V pour le Lot 31) dans le calcul pour garantir que le courant ne dépasse jamais la valeur maximale, même avec les tolérances des composants. Pour une alimentation de 5V et un I_Fcible de 5mA : R = (5V - 3,00V) / 0,005A = 400 Ω. Utilisez la valeur standard immédiatement supérieure (par exemple, 430 Ω) pour une marge de sécurité.

9.2 Puis-je utiliser cette LED pour l'éclairage intérieur automobile ?

Bien que la plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) couvre les environnements intérieurs automobiles typiques, la fiche technique inclut un avis de restriction d'application. Il indique que pour les applications à haute fiabilité comme les systèmes de sécurité automobile, un produit différent peut être requis. Pour l'éclairage intérieur non critique (par exemple, rétroéclairage de tableau de bord), il peut être adapté, mais une consultation avec le fabricant est conseillée pour les applications critiques.

9.3 Que signifie le code de tri sur l'étiquette pour ma conception ?

Les codes de tri (CAT pour l'intensité, HUE pour la couleur, REF pour la tension) vous permettent de retracer les caractéristiques de performance exactes des LED sur votre bobine. Pour les conceptions nécessitant un aspect uniforme, spécifiez et utilisez des LED des mêmes lots HUE et CAT. Pour les conceptions sensibles à la charge de l'alimentation, utilisez des LED du même lot REF (tension) pour garantir une consommation de courant uniforme.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau indicateur d'état à plusieurs LED.Pour garantir une luminosité et une couleur uniformes sur les 10 LED du panneau, le concepteur spécifie des composants du Lot Q1 (intensité lumineuse) et du Lot 2 (chromaticité). En calculant la résistance de limitation de courant en utilisant V_F(max)du Lot 29 (2,80V), ils garantissent qu'aucune LED n'est suralimentée. Le large angle de vision de 140 degrés assure que les indicateurs sont visibles sous différents angles sans nécessiter de lentilles individuelles. Le boîtier CMS permet une disposition PCB très compacte, et le conditionnement en bande et bobine permet un assemblage automatisé efficace de l'ensemble du lot.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est une source de lumière à l'état solide basée sur une puce semi-conductrice. Le matériau de la puce est du Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), conçu pour émettre de la lumière dans le spectre bleu/ultraviolet. Cette lumière traverse ensuite une couche de phosphore jaune diffus à l'intérieur de l'encapsulation en résine. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue primaire et la réémet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie donne à l'œil humain la perception d'une lumière "blanche pure". Cette technologie est connue sous le nom de LED blanche à conversion de phosphore.

12. Tendances technologiques

Le composant reflète les tendances actuelles de la technologie LED : la miniaturisation continue des boîtiers, l'amélioration de l'efficacité (lumens par watt) et un contrôle plus strict de l'uniformité des couleurs grâce à un tri avancé. L'accent mis sur la conformité sans plomb, sans halogène et RoHS/REACH met en évidence le virage de l'industrie vers une fabrication durable sur le plan environnemental. De plus, les directives détaillées sur la sensibilité à l'humidité et le soudage indiquent l'intégration croissante des LED dans les processus d'assemblage PCB standard à grand volume, les faisant passer de composants discrets à des dispositifs CMS grand public.