Fiche technique LED CMS 19-22/R6GHC-C02/2T - 2.0x1.6x0.8mm - Rouge/Vert - 5mA - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 19-22/R6GHC-C02/2T est une LED à montage en surface (CMS) compacte, conçue pour les assemblages électroniques à haute densité. Ce composant intègre deux technologies de puces LED distinctes dans un seul boîtier : une puce AlGaInP pour une émission rouge brillante (désignée R6) et une puce InGaN pour une émission verte brillante (désignée GH). Cette configuration multicolore offre une grande flexibilité de conception dans un encombrement minimal.

Le principal avantage de cette LED est sa taille significativement réduite par rapport aux composants traditionnels à broches. Cette miniaturisation permet des conceptions de cartes de circuits imprimés (PCB) plus petites, une densité de composants plus élevée, des besoins de stockage réduits et contribue finalement au développement d'équipements finaux plus compacts. Sa construction légère en fait également un choix idéal pour les applications miniatures et portables où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

Le composant est fourni sur bande de 8 mm standard, enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, garantissant la compatibilité avec les équipements d'assemblage automatisés à grande vitesse. Il est formulé sans plomb et conforme aux principales réglementations environnementales, notamment RoHS, REACH de l'UE et les normes sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le composant au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Tension inverse (VR) :5 V (maximum). Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; cette valeur sert principalement au test du courant de fuite inverse (IR).
• Courant direct continu (IF) :25 mA pour les deux puces, R6 (rouge) et GH (verte).
• Courant direct de crête (IFP) :Appliqué avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. La puce R6 peut supporter 60 mA, tandis que la puce GH est spécifiée pour 100 mA. Ce paramètre est crucial pour les applications en mode pulsé.
• Dissipation de puissance (Pd) :La dissipation de puissance maximale autorisée est de 60 mW pour la puce R6 et de 95 mW pour la puce GH. C'est un paramètre critique pour la gestion thermique.
• Décharge électrostatique (ESD) Modèle du corps humain (HBM) :La puce R6 offre une protection ESD robuste jusqu'à 2000V, tandis que la puce GH est plus sensible avec une spécification de 150V. Des procédures de manipulation ESD appropriées sont essentielles, en particulier pour la puce verte.
• Température de fonctionnement et de stockage :Le composant est spécifié pour fonctionner de -40°C à +85°C et peut être stocké de -40°C à +90°C.
• Température de soudage :Pour le soudage par reflow, une température de crête 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 un maximum de 3 secondes par borne.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres définissent la sortie lumineuse et le comportement électrique dans des conditions de fonctionnement normales (Ta=25°C, IF=5mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (Iv) :La puce R6 (rouge) a une intensité typique de 20,0 mcd (min. 14,5 mcd). La puce GH (verte) a une intensité typique de 65,0 mcd (min. 45,0 mcd). Une tolérance de ±11 % s'applique.
• Angle de vision (2θ1/2) :Un large angle de vision de 130 degrés est typique pour ce boîtier, offrant un éclairage diffus.
• Longueur d'onde :
  • R6 (Rouge) :La longueur d'onde de crête (λp) est de 632 nm. La longueur d'onde dominante (λd) varie de 617,5 nm à 629,5 nm, avec une tolérance de ±1 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est de 20 nm.
  • GH (Vert) :La longueur d'onde de crête (λp) est de 518 nm. La longueur d'onde dominante (λd) varie de 517,5 nm à 533,5 nm, avec une tolérance de ±1 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est de 35 nm.
• Tension directe (VF) :
  • R6 (Rouge) :Typique 1,9 V, maximum 2,3 V à 5mA.
  • GH (Vert) :Typique 2,9 V, maximum 3,4 V à 5mA.
• Courant inverse (IR) :Mesuré à VR=5V. Le maximum est de 10 μA pour R6 et de 50 μA pour GH.

3. Explication du système de classement (binning)

Les LED sont triées (classées) en fonction de leur longueur d'onde dominante pour garantir une cohérence de couleur au sein d'une application.

3.1 Classement par longueur d'onde R6 (Rouge)

• Code de classe 1 :617,5 nm ≤ λd < 621,5 nm
• Code de classe 2 :621,5 nm ≤ λd < 625,5 nm
• Code de classe 3 :625,5 nm ≤ λd ≤ 629,5 nm

3.2 Classement par longueur d'onde GH (Vert)

• Code de classe 1 :517,5 nm ≤ λd < 525,5 nm
• Code de classe 2 :525,5 nm ≤ λd ≤ 533,5 nm

Cette information de classement est cruciale pour les concepteurs nécessitant une correspondance de couleur précise entre plusieurs LED dans un affichage ou un panneau d'indicateurs.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Caractéristiques de la puce R6 (Rouge)

Les courbes fournies illustrent les relations clés :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct :Montre l'augmentation non linéaire de la sortie lumineuse avec le courant. Fonctionner au-dessus des 5mA recommandés peut donner une intensité plus élevée mais affecte l'efficacité et la durée de vie.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Démontre le coefficient de température négatif de la sortie lumineuse. L'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente, ce qui est un comportement fondamental des semi-conducteurs LED.
• Tension directe en fonction du courant direct :Représente la courbe caractéristique I-V de la diode.
• Longueur d'onde de crête en fonction de la température ambiante :Montre un léger décalage de la longueur d'onde émise avec la température.

4.2 Caractéristiques de la puce GH (Vert)

Les courbes pour la puce verte incluent :

• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 518 nm avec une largeur de bande définie.
• Tension directe en fonction du courant direct :Similaire à la puce rouge mais avec une tension de seuil plus élevée, typique des LED vertes à base d'InGaN.
• Courbe de déclassement du courant direct :Un graphique vital montrant le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal doit être réduit pour éviter la surchauffe et garantir la fiabilité.
• Diagramme de rayonnement :Illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 130 degrés.
• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct et de la température ambiante :Ces courbes combinées montrent comment la sortie lumineuse dépend à la fois du courant d'alimentation et de la température de fonctionnement.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier CMS 19-22 a les dimensions clés suivantes (tolérance ±0,1mm) :

• Longueur : 2,0 mm
• Largeur : 1,6 mm
• Hauteur : 0,8 mm
• Espacement des plots (pas) : 1,5 mm
• La taille et la forme des pastilles sont définies pour un soudage fiable.

Un dessin coté détaillé est fourni dans la fiche technique pour la conception de l'empreinte PCB.

5.2 Identification de la polarité

Le boîtier comporte un marquage de polarité, généralement une encoche ou un point du côté de la cathode, pour assurer une orientation correcte lors de l'assemblage. La cathode est également associée à une forme de pastille spécifique dans l'empreinte recommandée.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par reflow

Un profil de reflow 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 260°C.
• Temps à ±5°C de la crête :Maximum 10 secondes.
• Taux de montée en température :Maximum 6°C/seconde.
• Temps au-dessus de 255°C :Maximum 30 secondes.
• Taux de refroidissement :Maximum 3°C/seconde.

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

6.2 Précautions de stockage et de manipulation

• Sensibilité à l'humidité :Les composants sont emballés dans un sac barrière résistant à l'humidité avec un dessiccant. Le sac ne doit pas être ouvert avant que les composants ne soient prêts à être utilisés.
• Durée de vie en atelier :Après ouverture, les LED doivent être utilisées dans les 168 heures (7 jours) si elles sont stockées à ≤30°C et ≤60% HR. Les pièces non utilisées doivent être rescellées.
• Séchage (baking) :Si le temps d'exposition est dépassé ou si le dessiccant indique une entrée d'humidité, un séchage à 60 ±5°C pendant 24 heures est requis avant le reflow.
• Limitation de courant :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. Les LED présentent une relation exponentielle courant-tension, donc une petite augmentation de tension peut provoquer une forte surintensité destructrice.
• Contrainte mécanique :Évitez d'appliquer une contrainte sur le corps de la LED pendant le soudage ou dans l'application finale. Ne déformez pas le PCB après l'assemblage.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Le produit est fourni dans un système d'emballage résistant à l'humidité :

• Bande porteuse :Largeur de 8 mm, avec des alvéoles conçues pour le boîtier 19-22.
• Bobine :Bobine standard de 7 pouces de diamètre.
• Quantité par bobine :2000 pièces.
• Dimensions de la bobine :Le diamètre extérieur, le diamètre du moyeu et la largeur sont spécifiés pour la compatibilité avec les équipements automatisés.

7.2 Informations sur l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'application :

• Numéro de produit client (CPN)
• Numéro de produit (P/N)
• Quantité d'emballage (QTY)
• Classe d'intensité lumineuse (CAT)
• Classe de chromaticité et de longueur d'onde (HUE)
• Classe de tension directe (REF)
• Numéro de lot (LOT No)

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Rétroéclairage :Idéal pour les indicateurs de tableau de bord, l'éclairage de commutateurs et le rétroéclairage de symboles grâce à sa petite taille et son large angle de vision.
• Équipements de télécommunication :Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les téléphones, télécopieurs et autres appareils de communication.
• Rétroéclairage plat pour LCD :Peut être utilisé en réseaux pour fournir un rétroéclairage latéral ou direct pour de petits écrans LCD.
• Indication générale :Indicateurs d'état d'alimentation, de sélection de mode et d'alerte dans une large gamme d'électronique grand public, industrielle et automobile.

8.2 Considérations de conception

• Circuit d'alimentation :Utilisez toujours une résistance en série pour définir le courant direct. Calculez la valeur de la résistance en fonction de la tension d'alimentation (Vs), de la tension directe de la LED (VF) et du courant souhaité (IF) : R = (Vs - VF) / IF. Utilisez la VF maximale de la fiche technique pour une conception conservatrice.
• Gestion thermique :Bien que petite, la dissipation de puissance (Pd) doit être prise en compte, en particulier dans des ambiances à haute température ou dans des espaces clos. Respectez la courbe de déclassement pour la puce GH. Assurez une surface de cuivre adéquate sur le PCB pour la dissipation thermique.
• Protection ESD :Implémentez une protection ESD sur les lignes d'entrée si le processus d'assemblage ou l'environnement d'utilisation finale présente un risque ESD, en particulier pour la puce GH.
• Conception optique :Le large angle de vision de 130 degrés fournit une lumière diffuse et large. Pour une lumière plus focalisée, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le 19-22/R6GHC-C02/2T offre plusieurs avantages clés dans sa catégorie :

• Capacité bi-puce/multicolore :L'intégration du rouge et du vert dans un seul boîtier économise de l'espace sur la carte par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées, simplifiant la conception et l'assemblage.
• Encombrement compact :L'empreinte de 2,0 x 1,6 mm est parmi les plus petites pour les boîtiers LED CMS, permettant des agencements à haute densité.
• Puce rouge robuste :La puce R6 à base d'AlGaInP offre une haute immunité aux ESD (2000V HBM), améliorant la fiabilité lors de la manipulation et du fonctionnement.
• Conformité environnementale :Une conformité totale aux normes RoHS, REACH et sans halogène répond aux exigences réglementaires mondiales strictes pour l'électronique moderne.
• Adapté à l'automatisation :L'emballage en bande et bobine et la compatibilité avec le reflow IR/phase vapeur soutiennent une fabrication en volume, rentable.

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

10.1 Puis-je alimenter cette LED directement depuis une source 5V sans résistance ?

Non, cela détruirait la LED.Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Connecter une alimentation 5V directement à la LED (surtout la puce rouge avec une VF typique de 1,9V) provoquera un courant dépassant largement le maximum de 25mA, entraînant une défaillance immédiate. Une résistance de limitation de courant externe est absolument obligatoire.

10.2 Pourquoi la tenue aux décharges électrostatiques (ESD) est-elle différente pour les puces rouge et verte ?

La différence provient des matériaux semi-conducteurs sous-jacents. Les structures AlGaInP (rouge) sont généralement plus robustes contre les décharges électrostatiques que les structures InGaN (vert/bleu). C'est une propriété fondamentale du matériau. Cela nécessite une manipulation ESD prudente, en particulier avec la puce verte.

10.3 Que signifie l'information de "classement" (binning) pour ma conception ?

Le classement garantit la cohérence des couleurs. Si votre application nécessite que plusieurs LED apparaissent de couleur identique (par exemple, une barre d'indicateurs), vous devez spécifier des LED du même code de classe de longueur d'onde (HUE). Mélanger des classes peut entraîner des nuances de rouge ou de vert visiblement différentes.

10.4 Combien de fois puis-je souder par reflow ce composant ?

La fiche technique spécifie un maximum de deux cycles de soudage par reflow. Chaque cycle thermique induit une contrainte sur la fixation interne de la puce et les fils de liaison. Dépasser deux cycles augmente le risque de défaillances de fiabilité latentes.

11. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un indicateur d'état bicolore (rouge/vert) pour un appareil portable alimenté par une tension de 3,3V.

Étapes de conception :

1. Sélection :Le 19-22/R6GHC-C02/2T est choisi pour sa capacité bicolore et sa petite taille.
2. Conception du circuit :Deux circuits d'alimentation indépendants sont nécessaires (un pour l'anode rouge, un pour l'anode verte, cathode commune).
3. Calcul de la résistance :
   • Pour le Rouge (R6, IF cible=5mA, utiliser VF max=2,3V pour la sécurité) : R_rouge = (3,3V - 2,3V) / 0,005A = 200 Ω. Utiliser une résistance standard de 200 Ω ou 220 Ω. Pour le Vert (GH, IF cible=5mA, utiliser VF max=3,4V) : R_vert = (3,3V - 3,4V) / 0,005A = -20 Ω. Ce calcul montre que 3,3V est insuffisant pour alimenter la puce verte à 5mA (VF typ. est 2,9V, mais max est 3,4V). La tension d'alimentation doit être supérieure à la tension directe de la LED. Une tension d'alimentation plus élevée (par exemple, 5V) ou un courant d'alimentation plus faible serait nécessaire pour la LED verte.
   • Implantation PCB :
4. Placez la LED près du bord de la carte s'il s'agit d'un indicateur. Utilisez l'implantation de pastilles recommandée du dessin coté de la fiche technique. Incluez un petit thermique sur la pastille de la cathode pour faciliter le soudage tout en fournissant un chemin thermique.Contrôle logiciel :
5. Le microcontrôleur peut contrôler indépendamment les anodes rouge et verte pour afficher du rouge, du vert ou (en alternant rapidement) une couleur ambre/jaune.Ce cas souligne l'importance de vérifier la tension d'alimentation par rapport aux exigences de tension directe, en particulier pour les LED vertes et bleues qui ont une VF plus élevée.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à jonction p-n semi-conducteurs qui émettent de la lumière par un processus appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge (électrons et trous) se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans les semi-conducteurs traditionnels comme le silicium, cette énergie est principalement libérée sous forme de chaleur. Dans les matériaux semi-conducteurs à bande interdite directe utilisés dans les LED (AlGaInP pour le rouge/orange/jaune, InGaN pour le vert/bleu/blanc), une partie significative de cette énergie est libérée 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, qui est contrôlée par sa composition chimique précise. Le dispositif 19-22 abrite deux de ces jonctions p-n fabriquées à partir de matériaux différents dans un seul boîtier, permettant l'émission de deux couleurs distinctes.

13. Tendances technologiques

L'industrie des LED continue d'évoluer selon plusieurs trajectoires clés pertinentes pour des composants comme la LED CMS 19-22 :

Efficacité accrue :

• Les améliorations continues de l'efficacité quantique interne (IQE) et des techniques d'extraction de la lumière conduisent à une intensité lumineuse (mcd) plus élevée pour le même courant d'entrée, ou la même sortie avec une consommation d'énergie réduite.Miniaturisation :
• La tendance vers des produits finaux plus petits pousse les boîtiers LED vers des empreintes toujours plus petites et des profils plus bas, suivant des tendances comme les boîtiers 1,6x0,8mm et 1,0x0,5mm.Amélioration de la cohérence des couleurs et du classement :
• Les progrès dans la croissance épitaxiale et le contrôle de fabrication réduisent la variation naturelle de la longueur d'onde et de l'intensité, conduisant à des classes plus serrées et moins besoin de tri, ou permettant un mélange de couleurs plus précis dans les applications RVB.Fiabilité et robustesse améliorées :
• La recherche se concentre sur l'amélioration de la longévité en fonctionnement à haute température et l'augmentation de la tolérance aux ESD, en particulier pour les puces vertes et bleues sensibles à base d'InGaN.Solutions intégrées :
• Une tendance vers les LED avec des résistances de limitation de courant intégrées, des diodes de protection ou même des circuits intégrés pilotes ("LED intelligentes") pour simplifier la conception des circuits et économiser de l'espace sur la carte.La LED 19-22 représente un format de boîtier mature et largement adopté qui équilibre performance, taille et coût pour une vaste gamme d'applications d'indication et de rétroéclairage.

The 19-22 LED represents a mature, widely adopted package format that balances performance, size, and cost for a vast array of indicator and backlight applications.