Fiche technique LED CMS 19-22/G6R6C-A31/2T - Boîtier 2.0x1.25x0.8mm - Tension 2.0V - Multi-couleur - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La LED CMS 19-22 est un composant de montage en surface compact, conçu pour les applications à haute densité sur cartes PCB. Elle utilise la technologie de puce AlGaInP pour délivrer des couleurs jaune (G6) et rouge (R6) brillantes. Son principal avantage réside dans son empreinte significativement réduite par rapport aux LED traditionnelles à broches, permettant la miniaturisation des équipements finaux, une densité de placement plus élevée sur les circuits imprimés et une réduction des besoins en stockage. Sa construction légère la rend particulièrement adaptée aux appareils électroniques portables et miniatures.

1.1 Caractéristiques principales et conformité

Le composant est fourni sur bande de 8 mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements standards d'assemblage automatique par pick-and-place. Il est conçu pour être utilisé avec les procédés de soudage par refusion infrarouge et à phase vapeur. Le produit est conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité : il est sans plomb, conforme à la directive européenne RoHS, respecte les règlements REACH de l'UE et répond aux normes sans halogènes (Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). La variante multi-couleur offre une flexibilité de conception au sein d'une même empreinte de boîtier.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le composant au-delà de ces limites peut entraîner des dommages permanents. La tension inverse maximale (VR) est de 5V pour les deux couleurs. Le courant direct continu (IF) nominal est de 25 mA. Pour un fonctionnement en impulsion, le courant direct de crête (IFP) est de 60 mA avec un rapport cyclique de 1/10 et une fréquence de 1 kHz. La dissipation de puissance maximale (Pd) est de 60 mW. La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +85°C et la plage de température de stockage (Tstg) est de -40°C à +90°C. La tenue à la décharge électrostatique (ESD), selon le modèle du corps humain (HBM), est de 2000V.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Tous les paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C et un courant de test standard (IF) de 20 mA. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique de 22,5 mcd pour le G6 (Jaune) et de 45,0 mcd pour le R6 (Rouge), avec des plages de classement spécifiques fournies. L'angle de vision (2θ1/2) est de 130 degrés, offrant un diagramme d'émission large. La puce G6 a une longueur d'onde de crête typique (λp) de 575 nm et une longueur d'onde dominante (λd) de 573 nm. La puce R6 a une longueur d'onde de crête typique de 632 nm et une longueur d'onde dominante de 624 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est d'environ 20 nm pour les deux. La tension directe (VF) est typiquement de 2,0V, avec une plage de 1,7V à 2,4V. Le courant inverse maximal (IR) à VR=5V est de 10 µA.

3. Explication du système de classement

Pour garantir l'uniformité de la couleur et de la luminosité, les LED sont triées en classes selon leur intensité lumineuse. La tolérance sur l'intensité lumineuse est de ±11%. Pour la LED G6 (Jaune), les classes vont de M2 (22,5-28,5 mcd) à P1 (45,0-57,0 mcd). Pour la LED R6 (Rouge), les classes vont de P1 (45,0-57,0 mcd) à Q2 (90,0-112,0 mcd). Ce classement permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences de luminosité spécifiques pour leur application, assurant ainsi une uniformité visuelle dans les réseaux ou indicateurs à plusieurs LED.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut les courbes caractéristiques électro-optiques typiques pour les variantes G6 et R6. Ces graphiques représentent visuellement la relation entre les paramètres clés, tels que le courant direct en fonction de la tension directe, l'intensité lumineuse en fonction du courant direct, et l'effet de la température ambiante sur l'intensité lumineuse. L'analyse de ces courbes est cruciale pour comprendre le comportement du composant dans des conditions de fonctionnement non standard, permettant une conception de circuit plus robuste, notamment en ce qui concerne la limitation de courant et la gestion thermique.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du contour du boîtier

La LED CMS 19-22 possède un boîtier compact avec des dimensions de 2,0 mm de longueur, 1,25 mm de largeur et une hauteur de 0,8 mm (tolérance ±0,1 mm sauf indication contraire). Le dessin mécanique détaillé spécifie l'espacement des plots, le placement de la puce et la géométrie de la lentille. Une interprétation correcte de ce dessin est essentielle pour la conception du motif de pastilles sur le PCB, garantissant une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique.

5.2 Identification de la polarité et montage

Le boîtier présente une cathode marquée (généralement indiquée par un point vert ou une encoche sur la bande). La fiche technique fournit un diagramme clair montrant l'emplacement des pastilles anode et cathode. Respecter l'empreinte PCB recommandée est critique pour éviter les problèmes de soudure et garantir une orientation électrique correcte.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Pour le soudage sans plomb, un profil de température spécifique doit être suivi : préchauffage entre 150-200°C pendant 60-120 secondes ; temps au-dessus du liquidus (217°C) de 60-150 secondes ; température de pic ne dépassant pas 260°C pendant un maximum de 10 secondes ; vitesse de chauffage maximale de 6°C/sec jusqu'à 255°C, maintenue au maximum 30 secondes ; et une vitesse de refroidissement maximale de 3°C/sec. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Aucune contrainte ne doit être appliquée sur le corps de la LED pendant le chauffage, et le PCB ne doit pas être déformé après soudage.

6.2 Soudage manuel et stockage

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la panne du fer doit être inférieure à 350°C, appliquée pendant pas plus de 3 secondes par borne. La puissance du fer à souder doit être de 25W ou moins, avec un intervalle d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne. Pour le stockage, les sachets anti-humidité non ouverts peuvent être utilisés tels quels. Une fois ouverts, les LED doivent être utilisées dans les 168 heures (7 jours) si elles sont conservées dans un environnement à 30°C/60%HR ou moins. Les LED non utilisées doivent être rescellées avec un dessiccant. Si le temps de stockage est dépassé ou si l'indicateur de dessiccant a changé de couleur, un traitement de séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.

7. Emballage et informations de commande

Les LED sont emballées dans des matériaux résistants à l'humidité. Elles sont fournies sur bande porteuse, chargées dans des bobines contenant 2000 pièces chacune. La bobine a des dimensions standard pour la compatibilité avec les chargeurs automatiques. L'emballage inclut une étiquette avec les informations critiques : Numéro de produit client (CPN), Numéro de produit (P/N), Quantité d'emballage (QTY), Classe d'intensité lumineuse (CAT), Coordonnées de chromaticité & Classe de longueur d'onde dominante (HUE), Classe de tension directe (REF) et Numéro de lot (LOT No).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée aux applications de rétroéclairage dans les tableaux de bord automobiles et les panneaux de commutation. Dans les télécommunications, elle sert d'indicateurs d'état et de rétroéclairage de clavier dans les téléphones et télécopieurs. Elle est également utilisée pour le rétroéclairage plat des écrans LCD, des interrupteurs et des symboles, ainsi que pour les applications d'indicateurs à usage général où la petite taille et la fiabilité sont essentielles.

8.2 Considérations de conception critiques

Une résistance de limitation de courant est absolument obligatoire. La caractéristique I-V exponentielle de la LED signifie qu'un petit changement de tension directe provoque une grande variation de courant, ce qui peut entraîner une destruction immédiate. La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation, de la tension directe typique de la LED (Vf) et du courant de fonctionnement souhaité (par exemple, 20mA). Les concepteurs doivent également prendre en compte la dissipation de puissance de la LED elle-même et s'assurer que la conception du PCB prévoit une dissipation thermique adéquate si le fonctionnement est proche des valeurs maximales.

9. Comparaison et différenciation technique

Le boîtier 19-22 offre une réduction de taille significative par rapport aux anciennes LED traversantes de 3mm et 5mm, permettant des conceptions de produits modernes et fines. Comparée à d'autres LED CMS, son utilisation de la technologie AlGaInP fournit une haute efficacité lumineuse pour les couleurs jaune et rouge. Le large angle de vision de 130 degrés est un facteur différenciant clé pour les applications nécessitant une visibilité étendue. Sa conformité aux normes sans halogènes et autres standards environnementaux la rend adaptée aux produits ayant des exigences réglementaires strictes.

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

Q : Pourquoi une résistance en série est-elle nécessaire ?

R : La LED est une diode avec une courbe I-V non linéaire. Sans résistance de limitation de courant, le courant est uniquement limité par la résistance interne de l'alimentation et la résistance dynamique de la diode, qui est très faible. Cela entraîne presque toujours un courant dépassant la valeur maximale absolue, provoquant une défaillance instantanée.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation logique 3,3V ou 5V ?

R : Oui, mais une résistance en série est requise. Par exemple, avec une alimentation de 5V et une Vf typique de 2,0V à 20mA, la valeur de la résistance serait R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohms. La puissance nominale de la résistance doit être au moins de P = I^2 * R = (0,02^2)*150 = 0,06W, donc une résistance standard de 1/8W (0,125W) est suffisante.

Q : Que signifie le code de classe (par exemple, P1, Q2) pour ma conception ?

R : Le code de classe spécifie l'intensité lumineuse minimale et maximale garantie. Si votre conception nécessite une luminosité uniforme sur plusieurs LED, vous devez spécifier des LED du même code de classe ou d'une plage de classes étroite. Utiliser des LED de classes très différentes (par exemple, une P1 et une Q2 ensemble) entraînera des niveaux de luminosité visiblement différents.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Prenons l'exemple de la conception d'un panneau d'indicateurs multi-états pour un appareil grand public. En utilisant la LED 19-22, un concepteur peut créer un réseau dense d'indicateurs rouges et jaunes dans une zone très réduite. En sélectionnant des LED de la même classe d'intensité (par exemple, toutes les R6 de la classe Q1), l'uniformité visuelle est obtenue. Le large angle de vision garantit que les indicateurs sont visibles sous différents angles. Le boîtier CMS permet un assemblage automatisé, réduisant les coûts de fabrication et augmentant la fiabilité par rapport aux composants traversants soudés à la main. La conception doit inclure un circuit de commande avec des résistances de limitation de courant appropriées pour chaque LED ou groupe de LED.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active (la couche AlGaInP dans ce cas). Cette recombinaison libère 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. La lentille en résine époxy entourant la puce sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux (obtenant l'angle de vision de 130 degrés) et à améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière.

13. Tendances et évolutions technologiques

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité de puissance électrique), des tailles de boîtier plus petites et une fiabilité améliorée. Il existe également une forte impulsion pour une adoption plus large de matériaux et de procédés de fabrication respectueux de l'environnement, comme en témoigne la conformité sans halogènes et sans plomb de ce produit. L'intégration est une autre tendance, avec des boîtiers multi-puces (RV B, multi-couleurs) et des LED avec circuit intégré de contrôle intégré devenant plus courants pour les applications d'éclairage complexes. Cependant, les LED discrètes monochromes comme la 19-22 restent des composants fondamentaux en raison de leur simplicité, fiabilité et rentabilité pour les fonctions d'indication de base.